工业4.0的应用推广需要各个应用行业扎扎实实的研究和应用开发,本课题源于同软包设备生产龙头企业在软包生产智能工厂研发项目的产学研合作。课题在对整个软包生产线的工作流和物料流调研分析的基础上,完成了对软包生产线制造执行系统MES和高级计划排程系统APS的关键性和基础性的研究与应用开发。针对软包生产线各个工序的生产管理、物料管理和过程管理的要求和特点,课题提出了包括印刷、复合、分切、制袋、包装等各个工序的工单、物料和流程管理的方法和参数。研究并实现了各工序工单运行下的包括物料叫料、产品产出、余料退库等相关的物流处理流程以及与WMS的交互功能;课题针对各个生产工序和机台在生产操作管理中各项功能及其完整性的要求,研究了所涉及的各个工序中各类控制要素和约束条件,形成了基于流程约束运行按钮模式下的现场操作流程,实现了各个工序机台包括工单开完工处理、首卷处理、运行绩效提交、异常处理等功能,形成了对生产过程数据的完善的反馈通道。课题针对软包生产线管理中的机台和作业时间的自动化排程要求,首先基于软包产品BOM的特点和参数,进行了基于工序工单和工序物料的产品BOM结构基础排产;同时,针对软包生产线的基于流水线和平行机台的管理特点,提出了使用基于Johnson法则的流水线调度和基于SPT法则的平行机台调度方法,进行了算法开发与功能验证测试,到达了预期的效果,并进行了基于订单、资源和库存甘特图的可视化开发。最后,基于本课题研发的MES和APS模块与智能工厂中ERP和WMS的作业联动的要求,提出了使用中间数据库的通讯方式,实现了系统上层ERP与课题APS以及车间物流WMS与课题MES之间的交互管理。