MES 在电缆行业生产过程监视系统中的应用研究

一、引言

受“双碳”发展目标和新型电力系统建设驱动，中国电缆行业面临结构性调整，对电力电缆、高压电缆、特种电缆和光纤复合电缆高端产品的需求量猛增，还要求电缆生产稳定、可靠和可追溯[1]。MES 也由此逐步成为电缆企业信息化的核心依托，其作为ERP 和PLC/SCADA 之间的联系纽带，能够实时采集、监控和分析生产数据，使过程管理透明化、可追溯化、可控化，促进生产可视化及异常响应，以有效改善产品质量及设备利用率。

二、电缆行业生产过程特点与监视需求

（一）生产工艺复杂

电缆产品品种较多，生产工艺涉及拉丝、绞线、绝缘、成缆、屏蔽、护套、测试等诸多环节，各个环节既有相对独立的一面，又有密切的联系，其中任何一环发生偏离都会对最终的质量造成影响。如在拉丝过程中对金属丝径及表面光洁度要求严格把控，对绝缘及护套挤出要求温度及厚度稳定，否则将造成绝缘强度不够或制品不过关。工艺参数种类多、精度要求高，加之生产周期长、批量大，使得传统人工监控方式往往无法实现对全流程的精确管理。

（二）设备类型多样

电缆制造过程中所涉及到的设备类型复杂，有拉丝机、绞线机、挤塑机、成缆机、屏蔽机、护套机以及各种检测设备。这类设备多出自不同的厂商，控制系统与通信接口存在明显的区别，导致信息孤岛问题凸显。与此同时，一些设备还没有数字化接口和数据采集难度大等问题，使得生产过程监视系统的构建受到制约。

（三）质量与安全要求高

电缆产品关系到电力输送和通信保障，一旦发生质量问题，可能引发大规模停电、火灾甚至安全事故，因此行业对质量控制和安全保障要求极高。从原材料进厂到成品出厂，每一道工序都需要严格监控和记录。特别是在电力电缆、特种电缆等领域，绝缘性能、耐压强度、阻燃性等指标都必须符合国际或国家标准，这对全过程监视和数据追溯提出了更高要求。只有借助MES 等先进系统，才能确保生产过程透明、可控，实现质量稳定与安全可靠。

三、MES 系统功能在电缆行业的应用

（一）系统设计模块

系统设计模块作为MES 应用于电缆行业的核心依据，主要负责生产过程建模与流程规划。电缆行业的生产环节复杂，不同类型的产品通常对应着不同的工艺路线与工艺参数，需要借助系统设计模块将工艺流程数字化界定[2]。模块一般由工艺结构设计、工序标准配置、生产资源配置及权限管理组成。

（二）基础数据模块

基础数据作为MES 操作的“血液”，主要包括物料信息、设备信息、人员信息、工艺参数以及质量标准。电缆行业中材料多种多样，有铜杆、铝杆、塑料粒子和屏蔽材料等等，每一种材料的批次号、规格型号和供应商信息均需精确地输入和管理。同时，设备信息还应包含设备编号、生产能力、维护周期及实时状态，便于后续的调度和监控。另外，基础数据模块需要覆盖人员管理，明确每道工序操作员和技能等级，确保任务分配合理。

（三）订单排产模块

电缆企业的生产任务多以客户订单为导向，因此订单排产是 MES 的重要功能之一。该模块通过对ERP 系统下达的生产计划进行分解，结合车间产能、设备状态、物料供应情况和交期要求，生成最优的生产排程。在传统管理模式下，排产往往依靠人工经验，难以兼顾效率与交期。而 MES 订单排产模块能够自动计算不同工序的最优顺序，合理分配设备和人力资源，最大程度减少换模换料次数和设备空转时间[3]。例如，当两个订单的绝缘工序使用同一种材料时，系统会优先将其排在一起执行，以降低换料成本和生产切换时间。此外，订单排产模块还支持动态调整。当某台设备发生故障时，系统可根据实时数据重新生成排程，将任务转移至其他设备，保证生产进度不受影响。这种灵活性对于交付周期严格的电缆行业具有重要意义。

（四）生产监控

在电缆产业中，MES 的生产监控模块被视为其关键功能之一，它的主要职责是确保生产流程能够实时地进行可视化和动态的管理。通过对接数据采集模块，该系统可以在大屏上、电脑端或者移动端上对生产线运行状况进行展示，其中包括设备开机率、工艺参数变化趋势、在制品个数、工单完成速度等重要信息。更为重要的是本模块还具有预警与干预功能。当某个工艺参数发生波动或者某个装置发生异常的时候，系统马上发出警报，把问题定位于特定的工艺及批次中，有利于管理人员迅速做出反应。例如在挤塑温度超出设定的范围后，MES 将自动提示操作人员进行过程调整，以免出现大批量的不合格品。生产监控在增加生产透明度的同时，也极大地缩短了问题的发现与处理周期，使电缆企业能在尽可能短的时间内修正偏差并确保产品质量稳定。

（五）生产看板发布

MES 的生产看板为员工和管理层提供了一个关键的信息发布平台。通过看板可以使车间实时显示生产进度、设备状态、工单执行情况、异常报警以及质量数据，达到“可视化管理”的目的。电缆行业中，制作看板既有利于提高现场透明度，又有利于加强职工责任感，提高协作效率。以电缆护套生产线为例，看板能够实时展示当天的计划产量、完成量、不合格品数和达成率等信息，有利于操作人员及时进行节奏调整；管理层可以通过全面的观察看板来掌握多条生产线的总体操作情况，识别并解决存在的瓶颈问题。

（六）质量跟踪模块

电缆产业对产品质量有着极高的标准，其中质量跟踪模块被视为MES系统的核心功能。模块通过综合记录原材料批次、工艺参数、检测数据以及人员操作情况，对产品质量进行全流程追溯。在用户或者监管机构对某批电缆生产情况需进行查询时，该系统能迅速产生完整追溯报告并明确各环节责任主体及操作记录。除此之外，质量追踪模块还具备与实验室信息管理系统（LIMS）的接口功能，能够自动收集关于绝缘强度、耐压测试和阻燃性能等方面的实验数据，以确保这些数据与生产过程中的数据能够同步记录，从而减少手动输入错误的可能性。企业通过质量数据分析，能够确定过程波动原因并不断改进过程，减少不合格率。

四、结语

综上所述，MES 在电缆行业生产过程监视系统中的应用，依托系统设计、基础数据、数据采集、订单排产、生产监控、生产看板和质量跟踪等模块，实现了从工艺规划到执行监控、从过程数据采集到质量追溯的全方位覆盖。它不仅有效提升了生产透明度和效率，还为企业提供了科学决策依据，推动电缆行业向数字化、智能化方向迈进。

参考文献

[1]范佳佳.在射频电缆行业的 MES 系统设计与实现[J].福建电脑,2025(5).

[2]朱亮,王慧.电力生产过程中的电缆运维检修以及管理[J].电脑爱好者（普及版）（电子刊）, 2023:2845-2846.

[3]罗玉堂,侯雁峰,唐蕾,等.信息化技术在电力生产中的应用[J].中国设备工程, 2024(8):211-213.

作者简介：张巍巍，1985.01,女,汉族，吉林辽源人，本科，助理工程师，研究方向：制造数字化技术应用。