MES技术支持的智能化生产应用探讨

在当下建筑业逐步向智能建造转型的背景下，生产过程智能化、运维过程智慧化以及建筑产品服务化等已成为热门的研究课题和工程命题，借助大数据与云计算等新兴信息技术，建筑产品生产过程逐步向智慧建造转变。同时，以新型建筑工业化融合为主流的建筑业变革正全方位展开，其核心问题即是如何将先进技术有机融合并实现资源、服务和生产管理的高度集成，实现生产模式的转型升级。2020 年9 月，在住房和城乡建设部等9 部门联合印发的《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》中明确指出，包括加强系统化集成设计、优化构件和部品部件生产、推广精益化施工、加快信息技术融合发展，进而实现设计标准化、生产工厂化、施工装配化、管理信息化以及智能化应用等。基于上述背景，建筑业尚存以下几个问题亟待解决：

①如何基于建筑产品生产特征将现有的工艺流程、解决方案和工具按一定方式紧密联系起来，提升建筑企业生产系统的可持续性及灵活性。

②如何将建筑企业信息化系统与新的生产服务模式相契合，各企业与上下游企业形成可动态调整的合作契约关系，进而实现供应链整体的产能利用率最大化。

③信息化系统如何基于实时生产数据等异构感知信息以及企业各层次内的功能模块，实现信息集成、处理、分析、统计以及绩效评估，从而评估企业的服务质量及企业自身的生产效益、产能利用率以及边际效益。(www.xing528.com)

源自制造业中发展成熟的生产执行系统（MES），成了解决上述问题以及加速推进建筑业生产模式转型升级的主要着陆点之一。以MES 为核心的生产信息化管理系统，通过集成ERP、PLM、SCM 等生产管理系统的信息传递和交互，使企业的计划管理层与控制执行层之间实现了数据的流通，并进一步加强了对生产过程中的时间进度、产品质量、成本、制造资源、能耗等要素进行集中统一管控。上述思路与装配式建筑的生产标准化、施工装配化、参与主体多样化等生产特征是契合的，构建以MES 为核心装配式建造生产信息化管理系统，可以将生产过程提供包括计划排产管理、生产过程工序与进度控制、生产数据采集集成分析与管理、模具工具工装管理、设备运维管理、物料管理、采购管理、质量管理、成本管理、成品库存管理、物流管理、条形码管理，人力资源管理（管理人员、产业工人、专业分包）等功能模块，打造成为一个精细化、实时、可靠、全面、可行的加工协同技术信息管理平台。以此将传统的单一建筑企业信息化系统转型为兼容多应用系统、多维度信息以及多服务目标的核心系统枢纽。

例如，在装配式构配件工厂生产环节中，为了使预制构件实现自动化生产，可集成信息化加工（CAM）、供应商管理（SCM）、企业资源计划（ERP）和MES 的信息化自动加工技术，以此将BIM 设计信息直接导入工厂中央控制系统，并转化成机械设备可读取的生产数据信息，用以支持构配件的标准化、智能化生产。此外，MES 在BIM 的基础上搭建装配式构配件工厂生产管理系统，将BIM 模型数据导入系统，系统与自动化设备的可编程控制器（PLC）集成连接，构件信息自动转化为加工设备可识别的文件，实现多种模块信息管理，最终达到全产业链的技术集成和协同、各方信息共享共用的智能建造。