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🚀前言

MES系统的信息采集技术主要包括以下几种：

1. 手工输入：人工输入数据到MES系统中，例如操作员在生产过程中手动记录数据。

2. 传感器采集：通过传感器采集生产设备或生产环境的数据，例如温度、湿度、压力、流量等实时参数数据。

3. 自动识别技术：包括条码识别、RFID识别、二维码识别等，可以自动识别零部件、成品、批次等信息。

4. 自动控制系统：MES系统可以与自动控制系统集成，实现对生产设备的自动控制和监控。

5. 其他系统接口：MES系统可以通过接口与其他系统进行数据交换，例如ERP系统、PLM系统等，实现数据的共享和集成。

🚀一、MES系统的信息采集技术

在上线阶段，制造执行系统面临一个重要的问题，即许多需要进行数据采集的岗位对系统的采集输入不适应或不习惯。制造过程本身就是一个数据产生的过程，各种各样的数据在制造的各个环节中充斥着。可以说，每一项数据都与生产密切相关，只是不同的数据应用于不同的生产环节。因此，如何以高效的方式提取所需数据成为生产管理中需要解决的重要问题，也是复杂执行过程数据采集技术所需解决的问题。

🔎1.复杂制造执行过程数据采集问题分析

在当前的工作流程中，生产数据通常同时存在于电子载体和纸质载体中。首先，在生产计划管理阶段，车间人员通常使用各种信息化软件来创建和维护电子台账。然后，在生产计划执行阶段，这些电子信息通过打印转化为纸质载体，并分发到车间生产现场。最后，在完成生产执行后，人工识别纸质载体上的信息，并将其录入电子载体中进行维护。这种电子载体和纸质载体之间的数据传递方式用于实现制造执行过程数据的采集。在这一过程中，生产现场存在大量不同格式的纸质表单，如工艺过程卡、工序卡、装配过程卡等。这些表单的格式各异，记录的数据也不同，而且散布在车间各个现场，使车间管理人员难以提取所需信息，从而无法及时了解整体生产情况。

为了解决这种数据载体不一致的问题，面向车间的制造执行系统是一个有效的解决途径。通过统一的数据管理，制造执行系统可以维护一个一致的数据模型，使车间各角色的人员能够通过系统获取所需信息，而不必依赖数据载体的转换来实现信息传递和采集。然而，在实际实施中，车间人员可能难以适应基于对话框的系统操作方式，他们更偏向于传统的表单形式来展示和记录数据。

对于这种车间需求，制造执行系统作为车间信息化的关键工具必须考虑这一点。它可以将各种表单纳入管理范围，实现数据表单的统一维护，从而避免生产现场大量存在纸质表单的情况。然而，如果仅仅将现有企业使用的表单简单地初始化到系统中，一旦企业需求发生变化，就需要对系统进行重新编码和开发，增加了系统维护的难度，同时无法满足企业业务快速变化的需求。

因此，必须提供一种面向终端用户，即车间操作人员的表单灵活定制功能，使他们能够在无需系统开发人员的参与下定制各种表单。同时，这些数据表单必须能够无缝融入企业的业务流程，以完成数据采集和展示功能

复杂制造过程中的数据采集技术具备以下特点：

1）可定制性：为了应对表单格式差异大、种类多的情况，数据采集系统必须具备柔性可定制的能力。车间人员可以根据自身需求定制不同格式的表单，并将其作为模板进行管理。这样，在创建相同类型的表单时，可以直接引用已定制的模板，并在此基础上衍生出新的表单。

2）可控性：在实际生产过程中，不同角色的人员参与不同的业务环节，需要填写不同的表单。因此，数据采集系统需要对表单的参与业务环节进行控制，确保正确的表单出现在正确的业务环节中。同一张业务表单可能需要多个人员填写数据，例如质量记录卡需要工人、调度、质检等多个角色的人员共同完成质量数据的记录。因此，系统需要控制每个单元格的数据，只允许正确的业务人员填写，以确保表单记录的数据准确有效。

3）手段多样性：有时，单纯的表格形式的数据记录方式无法完整地记录整个生产过程，因此需要引入图像、视频甚至音频等多种数据记录方式，作为生产数据采集手段的补充。这种方式形象直观，可以满足生产指导、质量情况记录等多种应用需求。通过充分利用数字化手段带来的便利，可以对整个制造执行的全过程进行全方位、多角度的数据采集。这样可以更好地支持生产决策和质量管理等方面的需求。

🔎2.过程驱动的柔性表单数据采集技术

🦋2.1 柔性表单模板定制技术

对于企业中各种表单的定制，通常操作人员更习惯使用通用软件如Word、Excel和AutoCAD来创建表单，因为这些软件广泛熟知且易于使用，同时也满足专业化需求。然而，这些通过通用软件创建的表单仅适合打印使用，无法有效提取和管理表单中的数据，也不能整合到制造执行系统中。

为了在易用性和有效性之间取得平衡，有必要在制造执行系统中提供一种类似Excel的应用技术，以完成表单的格式定制、数据内容录入和提取功能。

具体来说，这一过程可以分为以下步骤：

A. 表单结构： 表单的拓扑结构描述了表格的框架，包括单元格及其之间的关系。这决定了表格的大小、合并单元格以及整体布局的设计。

B. 单元格内容： 在确定表格布局后，关键任务是填写单元格内的内容。单元格可以分为静态字段单元格和内容字段单元格。静态字段单元格包括标题和标签等，不会在表格定义后发生变化。内容字段单元格用于录入各种数据类型。

C. 表单存储： 存储方式是确保表单有效性和灵活性的关键。不应将整个表单作为一个整体存储，而是需要对表单中的每个字段进行单独控制，以便数据可以用于精细化管理和数据统计。

D. 表单模板化： 创建的表单应该被存储为模板，可以在需要的地方直接引用。这需要将表单作为模板存储在专门的模板库中，并在每次引用时进行模板实例化。修改模板库中的模板将创建一个新的表单模板，不会影响以前创建的表单实例。

通过这些步骤，可以实现表单的定制和管理，同时确保易用性和数据有效性。这种方法允许操作人员使用熟悉的工具来创建表单，并能够更好地集成到制造执行系统中。

🦋2.2 柔性表单模板的定制流程

在基于工艺路线驱动的制造执行过程中，数据采集扮演着至关重要的角色，它实现了制造过程的闭环控制。其中，柔性数据表单模板是数据采集的重要方式，必须紧密整合到整个制造执行过程中。

首先，在订单任务创建完成后的技术准备阶段，需要录入结构化的工艺路线信息，同时将数据表单模板与订单或工序关联。随着制造执行的进行，当特定订单或工序需要数据采集时，相关的数据表单可以在制造执行现场通过制造执行系统进行访问。例如，在检验工序中，相关的质量采集表单会显示出来，以便进行质量检验。

A、模板创建阶段：在技术准备阶段，可以通过访问表单模板库来查找与订单或工序相关的数据采集表单，然后将其与订单或工序进行关联。如果模板库中没有需要的表单，可以使用表单模板定制工具进行创建，并将其存入表单模板库，然后再进行关联。在订单执行监控阶段，根据实际生产需求，如果需要新的数据采集表单，也可以使用表单模板定制工具创建新的表单，并进行模板化。当然，也可以预先使用模板定制工具创建和维护一个完整的模板库，以便在需要时直接进行关联和引用。

B、模板实例化和引用阶段：随着制造执行过程的展开，在技术准备阶段关联的表单模板会被实例化，生成针对具体订单工序的表单实例。这些表单实例会随着制造执行的业务流转到相关部门。例如，在工序加工阶段，它们将流转到车间生产现场，工人可以在表单上查看调度员的生产计划信息。如果是质量检验阶段，表单实例将流转到质量检验部门，检验人员可以查看调度员的生产计划信息和工人的生产加工信息。工人根据表单信息完成生产，并在表单中记录生产结果和过程信息。质量人员根据表单信息进行质量检验，并记录相关信息。如果在生产过程中发现需要的数据采集表单尚未与订单工序关联，可以直接访问表单模板库，查找需要的表单模板，并进行引用。这将导致表单模板的直接实例化并与订单工序进行关联。

🦋2.3 过程驱动的柔性表单数据采集控制

制造执行过程由多个不同的业务环节构成，每个环节都涉及不同的人员参与、信息流通和资源使用。在定义数据表单模板并将其与订单工序相关联后，数据表单模板将在制造执行的各个环节中使用，以展示信息并进行数据采集。

A、柔性表单在不同生产环节的控制：柔性表单主要用于生产现场的生产计划信息下达、制造执行过程的数据采集，以及质检环节的质检数据录入。柔性表单模板已经在订单技术准备阶段与订单工序关联，该柔性表单模板的实例将随着订单的执行一直延伸到订单完成阶段。只有在真正需要时，根据业务需求，才会将柔性表单实例显示在用户终端上。例如，在处理特定订单时，工人可以在现场终端上通过订单相关信息查看加工过程的跟踪卡，其中包含有关该订单所有工序的加工信息。

B、柔性表单在不同角色人员的控制：制造执行系统是一个协同作业的系统，涉及多个不同角色的人员。不同的人员根据其角色在不同的生产环节中查看不同的信息、使用不同的资源并完成指定的工作任务。柔性表单的控制也遵循这一原则。例如，工人可以查看与工艺加工信息和生产准备相关的表单，而质检人员可以查看有关工艺加工要求和质检数据记录的表单。

C、柔性表单字段控制：单个柔性表单包含大量信息，但并非每个参与制造执行的人员都有权修改所有信息。例如，加工过程跟踪卡包含工序加工过程记录信息和质量检验信息，但调度员只能记录生产计划信息，工人只能记录生产加工信息，质检员只能记录质量信息。与制造执行系统对不同角色的信息处理方式类似，柔性表单需要根据不同角色和不同生产环节来控制字段信息的显示和编辑权限。这些权限可以在柔性表单设计阶段确定，但也可以根据实际生产需求进行重新配置，以更好地适应各种生产情况。

🚀总结

制造执行系统开发设计必须重视用户体验，特别是在数据采集输入阶段，在实际使用时，可能很多终端用户已经使用了多年像Word、Excel这些办公软件的输入模式，如何最大化接近这些输入界面的模式，对后期系统投入使用会带来非常好的适应性。

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