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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第3期

編者按：在這個變革的時代，混凝土行業(yè)的發(fā)展形勢也發(fā)生了急劇變化，企業(yè)需要積極利用數(shù)字化先進的技術手段，提高生產(chǎn)效率，降低能耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。綠色低碳技術的交流與合作，將為混凝土行業(yè)帶來更多的創(chuàng)新和機遇，推動行業(yè)向綠色、低碳、智能化的方向發(fā)展。本期將相關文章匯編成特別策劃，分享給讀者。

特別策劃 ：混凝土行業(yè)數(shù)字化轉型與綠色低碳技術交流

預拌混凝土攪拌站MES生產(chǎn)控制系統(tǒng)未來的趨勢

李峰博，劉志強，王駿，李玉平，鄧瑞

［摘 要］本文詳細介紹了 MES 生產(chǎn)控制系統(tǒng)的主要功能、發(fā)展歷程及未來的發(fā)展趨勢。

［關鍵詞］預拌混凝土攪拌站；MES 生產(chǎn)控制系統(tǒng)；發(fā)展趨勢

0 引言

隨著預拌混凝土市場需求的不斷變化，綠色低碳發(fā)展已經(jīng)是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。傳統(tǒng)攪拌站的MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）生產(chǎn)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集技術無法跟上市場變化的需求，無法采集到生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)，無法進行生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)分散無法共享，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄滯后、實時監(jiān)控困難、智能化有待提升等現(xiàn)象，從而導致了攪拌站的生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質量波動大、單位產(chǎn)品能耗無從得知等問題。在全球信息化、數(shù)字化的時代發(fā)展背景下，預拌混凝土企業(yè)內(nèi)的信息化、數(shù)字化改造可有效促進企業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展、管理模式的轉變，為客戶提供更加優(yōu)質的服務。傳統(tǒng)的攪拌站MES生產(chǎn)控制系統(tǒng)無法適應時代的變化，那么研究一種新的數(shù)據(jù)采集技術，實時記錄生產(chǎn)信息，靈活應對生產(chǎn)需求，迫在眉睫。MES生產(chǎn)控制系統(tǒng)作為攪拌站管理不可或缺的工具，協(xié)助企業(yè)進行流程規(guī)范、數(shù)據(jù)分析，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。通過與不斷變化的需求相匹配，攪拌站MES生產(chǎn)控制系統(tǒng)正朝著更智能、更靈活、更輕量的發(fā)展路徑前進，以適應互聯(lián)網(wǎng)軟件發(fā)展培養(yǎng)起來的用戶習慣。以下通過幾個方面分析 MES 系統(tǒng)未來可能的發(fā)展方向，供探討。

1 MES系統(tǒng)概述

MES是一種集成管理軟件系統(tǒng)，用于協(xié)調和監(jiān)控制造過程中的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對全面生產(chǎn)過程的控制和數(shù)據(jù)分析。它的目標是提高生產(chǎn)效率、降低成本。MES是一種基于軟件的解決方案，可作為管理和控制生產(chǎn)線制造運營的中心樞紐。攪拌站MES系統(tǒng)就是生產(chǎn)部門使用的生產(chǎn)控制系統(tǒng)，提供對生產(chǎn)過程的實時可見性，使攪拌站能夠有效地監(jiān)控和優(yōu)化生產(chǎn)流程。圖1為MES網(wǎng)絡基礎支撐平臺構架圖。

2 MES系統(tǒng)的主要功能

（1）實時監(jiān)控和追蹤生產(chǎn)的監(jiān)控功能。MES系統(tǒng)讓攪拌站隨時了解生產(chǎn)線上的實時情況，包括調度任務進度、生產(chǎn)任務狀態(tài)、生產(chǎn)配比消耗明細等，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調整，避免出現(xiàn)生產(chǎn)延誤或質量問題。

（2）生產(chǎn)線級的協(xié)同功能。調度、技術、操作、司機等各類人員可以提前獲知相關生產(chǎn)任務，各業(yè)務環(huán)節(jié)有效協(xié)同，并實現(xiàn)過程可追溯管理。

（3）提供數(shù)據(jù)分析和報表功能。MES支持多種數(shù)據(jù)分析和報表功能，幫助企業(yè)快速了解生產(chǎn)進度、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)能耗、生產(chǎn)庫存、生產(chǎn)質量等關鍵指標。及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的問題，采取措施進行改進，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。

（4）移動化協(xié)同生產(chǎn)。支持移動端，可以在手機或平板電腦上使用。同時，系統(tǒng)還支持微信登錄，方便用戶進行快速登錄和操作。

3 攪拌站MES系統(tǒng)的發(fā)展歷程

第一階段：生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集。最早期的攪拌站MES系統(tǒng)主要關注生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集和記錄。通過使用傳感器、儀表和數(shù)據(jù)采集設備，攪拌站可以獲取關鍵的生產(chǎn)配方消耗數(shù)據(jù)。然而，在這個階段，數(shù)據(jù)的應用還比較有限，主要用于攪拌站各個材料消耗的查詢，無法按照客戶要求進行統(tǒng)計，無法根據(jù)客戶要求進行快速排單，無法根據(jù)技術人員進行生產(chǎn)配合比分類，也無法記錄手動生產(chǎn)數(shù)據(jù)等。

第二階段：生產(chǎn)過程控制。隨著技術的進步，攪拌MES系統(tǒng)開始向生產(chǎn)過程控制方向發(fā)展。它不僅能夠跟蹤和記錄數(shù)據(jù)，還能通過與設備的接口實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制，沒有距離和設備數(shù)量的限制。這樣一來，攪拌站調度人員、生產(chǎn)操作人員就可以更加靈活地調整生產(chǎn)流程，并及時處理生產(chǎn)過程中的問題。

第三階段集成與優(yōu)化。隨著信息技術的飛速發(fā)展，MES逐漸與其他系統(tǒng)進行集成，如ERP（企業(yè)資源計劃系統(tǒng)）、QMS（質量管理系統(tǒng)）、SCM（供應鏈管理系統(tǒng)）、APS（調度計劃排程系統(tǒng)）等。這種集成可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和協(xié)同工作，提高整個供應鏈的效率和響應能力。此外，攪拌站MES系統(tǒng)還開始提供更加高級的功能，如配比分析、生產(chǎn)消耗報警、故障能耗預警等，幫助企業(yè)進行全面的生產(chǎn)優(yōu)化。

第四階段：智能制造。當前攪拌MES已經(jīng)進入了智能制造時代。通過引入大數(shù)據(jù)分析、人工AI和智能物聯(lián)網(wǎng)設備等技術，攪拌MES實現(xiàn)了更高級的自動化和智能化。它可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實時情況進行配比及生產(chǎn)排單預測和優(yōu)化，實現(xiàn)更精準的生產(chǎn)計劃和資源配置。同時，攪拌站MES系統(tǒng)還可以與車輛定位北斗系統(tǒng)、智能AI識別技術、4G/5G物聯(lián)網(wǎng)智能設備進行無縫連接，實現(xiàn)更加靈活和高效的物流生產(chǎn)。

4 MES系統(tǒng)在數(shù)字化工廠的應用

在攪拌站數(shù)字化工廠中，MES被視為制造執(zhí)行系統(tǒng)的核心組成部分，位于整個信息架構的中心位置。它連接了生產(chǎn)線上的各種設備和系統(tǒng)，并負責收集、處理和傳輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)。同時，MES也與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）、供應鏈管理系統(tǒng)（SCM）等其他管理軟件系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和協(xié)同工作。

4.1 MES 與 ERP

MES與ERP之間存在密切的關系。ERP系統(tǒng)主要關注企業(yè)管理層面的資源規(guī)劃和財務管理等方面，而MES則專注于生產(chǎn)過程的監(jiān)控和優(yōu)化。兩者之間的集成能夠實現(xiàn)生產(chǎn)計劃的準確性和實時性，以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)與企業(yè)資源的無縫對接。例如，當ERP系統(tǒng)接收到施工的單位新的訂單時，通過與MES的集成，可以自動將相應的生產(chǎn)訂單發(fā)送給MES系統(tǒng)，轉化為MES系統(tǒng)的生產(chǎn)任務單，并在生產(chǎn)過程中獲取實時配合比數(shù)據(jù)進行跟蹤和記錄。

4.2 MES 與 SCM

MES與SCM之間的集成可以實現(xiàn)供應鏈的可視化和協(xié)同，從而提高整個供應鏈的效率和響應能力。通過與MES的集成，SCM系統(tǒng)可以實時了解到攪拌樓生產(chǎn)線上的情況，包括設備狀態(tài)、產(chǎn)量和領用原材料數(shù)量等數(shù)據(jù)。這使得供應鏈管理者能夠更好地預測和規(guī)劃物料采購計劃，確保供應鏈的流暢性和準時交貨。

4.3 MES 與其他管理軟件系統(tǒng)的關系

除了ERP和SCM系統(tǒng)之外，還可以與其他輔助管理軟件系統(tǒng)進行集成，以實現(xiàn)更全面的數(shù)字化工廠管理。例如，MES可以與QMS集成，實現(xiàn)對質量數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控和追溯性分析。同時，MES也可以與APS集成，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃的自動化和優(yōu)化。

圖3為MES與其他管理系統(tǒng)集成的工業(yè)以太網(wǎng)平臺。

5 MES未來發(fā)展趨勢

隨著數(shù)字化、智能化等技術走向成熟，攪拌站的MES已經(jīng)開始向MOM（制造運營管理）的方向發(fā)展。目前的攪拌站MES系統(tǒng)主要以執(zhí)行控制為核心，其主要功能包括混凝土工藝流程控制、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、設備控制和數(shù)據(jù)分析管理等。攪拌站MES系統(tǒng)通過實時監(jiān)控和控制混凝土生產(chǎn)過程，確保調度生產(chǎn)計劃的準確性和實時性，并提供混凝土生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集和耗料分析，以幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)效率。然而，隨著行業(yè)數(shù)字化轉型和智能化發(fā)展，攪拌站MES面臨著一些挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的攪拌站MES系統(tǒng)通常是獨立部署的，與其他管理軟件系統(tǒng)的集成較為復雜，導致信息孤島的問題。這時MOM的概念也隨之產(chǎn)生。MOM是MES的進一步擴展，它將更全面地整合制造業(yè)中的各個環(huán)節(jié)，包括計劃排程、物料管理、產(chǎn)品質量管理、能源管理、設備維護管理和數(shù)據(jù)分析等。MOM的目標是通過全面的數(shù)字化轉型，實現(xiàn)攪拌站的智能化運營。

以下是MOM制造運營管理的發(fā)展趨勢：

5.1 數(shù)據(jù)整合與實時性

MOM系統(tǒng)將強調數(shù)據(jù)的整合和實時性。它將整合來自不同部門和環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，并提供實時的數(shù)據(jù)分析和決策支持。這樣可以減少信息孤島，MOM系統(tǒng)就可以實現(xiàn)攪拌站自動化的生產(chǎn)調度和自動化配比簽發(fā)。

5.2 智能化和自動化

MOM系統(tǒng)將推動制造業(yè)的智能化和自動化發(fā)展。通過集成先進的技術，如物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感設備、人工智能（AI）學習系統(tǒng)，MOM系統(tǒng)就可以實現(xiàn)數(shù)字化的物料儲存、數(shù)據(jù)化的能耗分析、智能化的混凝土卸料等。這將提高生產(chǎn)效率、降低成本，并減少人為錯誤。

5.3 靈活性和可拓展性

未來的MOM系統(tǒng)將更加靈活和可拓展。它將允許企業(yè)根據(jù)實際需求進行定制和配置，并能夠適應不同規(guī)模和復雜度的生產(chǎn)環(huán)境，中小型攪拌站可以選擇無需硬件投入要求的SaaS平臺，大型集團化的攪拌站可以選擇自己組建高性能硬件的PaaS平臺。此外，MOM系統(tǒng)也將更加開放和易于集成，通過數(shù)據(jù)庫開放、WEB API接口與其他管理軟件系統(tǒng)和生產(chǎn)設備進行無縫對接。

5.4 整體優(yōu)化和持續(xù)改進

MOM系統(tǒng)將致力于整體生產(chǎn)過程的優(yōu)化和持續(xù)改進。通過實時數(shù)據(jù)分析和預測能力，MOM系統(tǒng)可以幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)瓶頸，并提供相應的優(yōu)化建議。它將支持企業(yè)實現(xiàn)持續(xù)改進和精益生產(chǎn)，以提高質量、降低成本并增強競爭力。

6 結論

一個企業(yè)要想在同行業(yè)的競爭中取得優(yōu)勢，就必須適應市場的應用需求，掌握最先進的技術，生產(chǎn)高質量的產(chǎn)品。MES向MOM的發(fā)展趨勢是必然的，是全面集成物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化賦能驅動、實時可視化分析。這將使企業(yè)能夠更好地應對競爭壓力，提高生產(chǎn)效率和質量，并在日益復雜的制造環(huán)境中保持競爭優(yōu)勢。

供稿人：李峰博，劉志強

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標準規(guī)范】

《建筑固廢再生砂粉應用技術規(guī)范》行標

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術規(guī)程》CECS

《預拌混凝土使用說明書》團標

《砂漿和混凝土用石屑》團標

《預拌混凝土產(chǎn)品質量追溯規(guī)范》團標

【會議培訓】

2025全國混凝土行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展與廢棄物資源再生技術交流大會

第十屆全國建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會暨中國砂石協(xié)會建筑固廢利用分會年會

2025第二十一屆全國商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇暨2025中國商品混凝土年會

預拌（商品）混凝土應用技術和工藝技能線上培訓

混凝土（砂漿）試驗檢測方法實操教學線上培訓

【咨詢服務】

科技成果評價

預拌混凝土質量追溯研究

高速公路及橋涵高性能混凝土技術咨詢

課題研究

研發(fā)中心建設

產(chǎn)品檢測

綠色建材產(chǎn)品認證

[綠滿庭院]《HJ建筑圍護結構自保溫技術體系》推廣等

【建材“雙碳”業(yè)務】

低碳膠凝材料研發(fā)與制備

復合摻合料和再生復合摻合料研發(fā)與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應用技術

建筑垃圾再生輕粗骨料技術

碳化再生骨料制備技術

【期刊著作】

《新技術在混凝土中的應用》圖書

《常見預拌混凝土質量事故分析百例》圖書

《預拌混凝土企業(yè)標準化試驗室建設指南》圖書

混凝土技術發(fā)展中心（以下簡稱“中心”）隸屬建筑材料工業(yè)技術情報研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國內(nèi)外混凝土行業(yè)科技前沿動態(tài)，為全國混凝土行業(yè)開展技術服務工作，包括出版技術期刊、研究制定標準、開展技術咨詢、舉辦技術會議、承擔行業(yè)培訓、從事認證評價和開發(fā)研究等，中心是建材情報所主要業(yè)務部門之一。中心擁有員工10人，其中博士3人，正高職稱3人，副高職稱4人。中心掛靠的行業(yè)協(xié)會分支機構包括中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會混凝土專業(yè)委員會、中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會預制建筑產(chǎn)業(yè)專業(yè)委員會、中國砂石協(xié)會建筑固廢利用分會、建筑材料工業(yè)技術情報研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺有預拌混凝土質量追溯公共服務平臺、混凝土行業(yè)數(shù)字化服務平臺、中國商品混凝土行業(yè)企業(yè)專家委員會（擁有200余名行業(yè)一線專家）、北京砼享未來工程技術研究院（會員制技術和管理服務）。

中心每年參與多個混凝土技術咨詢和技術服務項目，包括雄安新區(qū)混凝土項目咨詢、河北省多個高速公路高性能混凝土技術咨詢、固廢基膠凝材料和再生復合摻合料研發(fā)和制備技術，以及數(shù)十個混凝土企業(yè)的技術服務工作。開展預拌混凝土綠色產(chǎn)品認證和科技成果評價工作。

咨詢電話：孫繼成 焦素芳 李海亮 13520073698 13521286915

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