工业大学mes介绍

LOGO 制造执行系统制造执行系统 (MES)Manufacturing Execution System 大连工业大学 目录目录 Contents 1.MES介绍 1.1.什么是 MES？ 1.2.为什么需要 MES？ 1.3.MES的优势与特色 1.4.MES应用的基本条件 1.5.MES应用情况 2.MES组成结构 2.1.MES系统结构 2.2.MES与 ERP比较 3.MES功能介绍 3.1.工序详细调度 3.2.资源分配和状态管理 3.3.生产单元分配 3.4.过程管理 3.5.人力资源管理 3.6.设备维护管理 3.7.质量管理 3.8.文档管理 3.9.产品跟踪和清单管理 3.10.数据采集与实时监测 3.11.性能分析 4.MES实施准备 4.1.充分的准备工作 4.2.MES实施进程 1.MES介绍 1.1.什么是 MES？ 1.2.为什么需要 MES？ 1.3.MES的优势与特色 1.4.MES应用的基本条件 1.5.MES应用情况 1.1.什么是 MES？ MES（ Manufacturing Execution System）中 文简称制造执行系统。美国先进制造研究机构 AMR （ Advanced Manufacturing Research）将 MES定 义为 “ 位于上层的计划管理系统与底层的工 业控制之间的面向车间层的管理信息系统 ” 。能通过信息传递对从订单下达到产品完成的 整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事 件时， MES能对此及时作出反应、报告，并用当前 的准确数据对它们进行指导和处理。 1.1.1 MES的定义 显示当前到位产品型号 显示当前工件的装配指南 显示当前工件的 所有质量信息 计划层 ERP 控制层 DCSMES 桥梁作用 1.1.2 MES生产中的桥梁作用 1.1.什么是 MES？ 1.2.为什么需要 MES? 1.2.1 需要 MES的原因 ERP能告诉企业 “ 生产什么？什么时候生产？ ” 但不能告诉 企业 “ 如何生产？如何有效生产？ ” 只有在 MES提供了详细的生产状况反馈后， ERP才能有效地运 作计划的职能。 MES是企业生产制造平台的重要组成部分，能 够实现订单式生产 ,它能帮助企业有效地组织、管理和优化产 品的生产制造平台。 ERP软件缺少底层控制信息，无法实现与控制系统紧密相连 ;DCS等各种组态软件又缺乏上层控制信息，不能实现对生产的 管理和控制。 1.2.为什么需要 MES? 1.2.2 MES解决主要问题 ERP 计划层计划层 MES 执行层执行层 Control 控制层控制层 市场预测困难 交货期难以控制 产品质量不稳定 前置时间短，交货急迫 生产计划改变时应对不及时 制造现场的生产进度不明 制造现场的绩效衡量困难 制造成本、管理成本不准确 企业的业绩改进方向不明确 管理决策缺乏信息依据 分析分析Analyze ERP 指令指令 计计 划划 Instructional plan 丢丢 弃弃Discard 设备设备 Equipment 成品成品 Finished products 工具工具 Tools 返修返修RepairMES运 转执 行 MES running execution PLM 技技 术术 要求要求 Technical requirements 进进 展展 反反 馈馈 Progress feedback 物料物料 Material 1.2.为什么需要 MES? 1.2.3 MES基本流程 1.3.MES的优势与特色 准确追踪产品历史 灵活控制产品流程 发生紧急情况快速反应 建立有序，高效的生产 分析产品缺陷，提升品质 即时、准确的收集并反馈制造现场信息 分析并发现现场问题，有助于即时解决 1.3.1 MES的七大优势的七大优势 及时资料处理及时资料处理 (Real Time) 及时生产管理及时生产管理 (JIT Management) 现场资源追踪现场资源追踪 (Tracking) 生产状况监视生产状况监视 (Monitoring) 自动化设备控制自动化设备控制 (Control) 现场无纸张作业现场无纸张作业 (Paperless) 开放式资料库开放式资料库 (Open Date Base) 网际网路网页功能网际网路网页功能 (WEB Solution) 1.3.MES的优势与特色 1.3.2 MES八大特色八大特色 数数 据据 监监 控控MES 优优 化化 控控 制制 质质 量量 控控 制制 库库 存存 跟跟 踪踪 设设 备备 管管 理理 生生 产产 调调 度度 数数 据据 平平 台台 ODBC 接口接口 FCS DCS OPC 接口接口 DDE 接口接口 OLE DB 接口接口 PLC DCS ERP 执 行 层 数 据 层 应 用 层 ERP系系 统统 1.4 MES应用条件 1.对于有 ERP的企业， MES提供接口，从 ERP系统获取订单数据。 2.对于没有 ERP的企业， MES信息系统维护订单数据。 1.5 MES应用情况 1.中国第一条应用 MES信息系统的发动机生产线 （玉柴联合动力） 2.中国第一条应用 MES信息系统的 B5A变速器生产线（ 格特拉克） 3.中国第一条应用 MES信息系统的 DCT变速器生产线 （格特拉克） 1.5.1具有完全自主知识产权的具有完全自主知识产权的 MES信息管理系统信息管理系统 上汽集团 1.5.2 部分应用企业部分应用企业 1.5 MES应用情况 2 MES组成结构 2.1.MES系统结构 2.2.MES与 ERP比较 2资源分配和 状态管理4过程管理 6设备维护管理 1工序详细调度 3生产单元分配 7质量管理 8文档管理 9产品跟踪和 产品清单管理5人力资源管理 MES基本 子系统 客户关系管理 （ CRM） 企业资源计划 （ MRP、 ERP） 供应链管理 （ SCM） 协 同制造商 务 产 品 数 据管理 （ CMC/PDM） 辅助 子系统 10数据采集 与实时监测 11性能分析 2.1.MES系统结构 2.1.1 MES系统模块组成系统模块组成 ERP TCP / IP Local network 需求 计划下达 计划协调 过程管理 生产单元 分配 数据采集与实 时监测 生产实绩 处理并存贮 工序详细 调度 产品跟踪 和产品清 单管理 1 2 3 14 4 6 7 8 12 13 15 16 19 20 TCP / IP Local network 9 生产控制 11 生产监控 一一 执行层执行层 计划层计划层 控制层控制层 计划生成 5 18 企业连接器 性能分析 17资源分配和状 态管理 2.1.2 MES系统业务流程系统业务流程 2.1.MES系统结构 DCS MES 数据库服务器生生 产产 管理管理 实时数据实时数据历史数据历史数据 PLC 数据采集机 操作站操作站 工单工单设备设备在生 产现场 通 过 各 种 设备 采集 数 据 生 产 管理系 统 车间管理 直接通过设备采集生产数据 ，提高效率、减少人工错误 ，为运营管理提供决策依 据 。 手持终端手持终端 车间显示 车间层 管理层 规划 远程访问 设计 其它 2.1.MES系统结构 2.1.3 MES系统结构系统结构 车间 MES系 统 信息中心 Workshop MES system information center 上线 PC Loading PC 工位 PC Station PC 工位 PC Station PC 下线 PC Unloading PC MES 服务器 MES server 数据库服务器 Database server 监控系统 Monitoring system P L C 工位 PC管理层 Station PC management IIS 服务器 IIS server 交换机 switchboard 2.1.4 MES系统网络结构系统网络结构 2.1.MES系统结构 2.2 MES与 ERP的比较 E R P M E S 计划生产能力 透明的生产情况 做历史分析、预计 实际解决生产问题 生产过程的不可控性 控制、协调生产过程 资源整合 对生产做应急分析 3 MES功能介绍 3.1.工序详细调度 3.2.资源分配和状态管理 3.3.生产单元分配 3.4.过程管理 3.5.人力资源管理 3.6.设备维护管理 3.7.质量管理 3.9.产品跟踪和清单管理 3.8.文档管理 3.10.数据采集与实时监测 3.11.性能分析 3.1 工序详细调度 3.1.1 制定 加工工艺流程 3.1.2 确定在线返修策略 3.1.3 实现工位在线返修 工序详细调度 (Routing)：制定产品的加工工艺 与流程，通过基于有限资源能力的作业排序和 调度来优化车间性能 3.1.1 制定加工工艺流程 3.1 工序详细调度 选择具体的产品 型号 选择具体的工位 设定每个工序加工的 详细内容 工位可以在线 返修 工件到 MES工作站后首先判断工位内的返修数 据表，判断是不是需要返修、在哪个工位返 修，判断后进行返修或放行操作。 3.1.2 确定在线返修策略 3.1 工序详细调度 拧紧在线返修 照相返修 上下线返修 3.1.3 实现工位在线返修 3.1 工序详细调度 3.2.资源分配和状态管理 3.2.1部装线工件与总线工件机型相匹配 3.2.2根据订单创建产品流水号并驱动打号机打号 3.2.3根据订单显示操作指南 3.2.4工件下线，显示生产过程数据，打印产品 身份代码 资源分配和状态管理 (WIP)：指导劳动者、机器、 工具和物料如何协调的进行生产，并跟踪其实时的 工作状态和刚刚完工情况。 3.2.资源分配和状态管理 实时显示分线工 件上总线状态 显示当前装配 产品型号 显示当前装配 物料信息 3.2.1部装线工件与总线工件机型相匹配 3.2.2根据订单创建产品流水号并驱动打号机打号 显示当前打号的 模式 显示当前打号状 态以及打号信息 显示当前装 配产品型号 3.2.资源分配和状态管理 显示当前选择的 拧紧套筒 显示当前装配产品型号 显示当前工件的物料信息 显示拧紧质量数据 ：扭矩和转角 拧紧位置显示 3.2.3根据订单显示操作指南 3.2. 资源分配和状态管理 显示当前到位产品型号 显示当前工件的 详细质量数据 显示当前工件的 所有质量信息 3.2.4工件下线，显示生产过程数据 ，打印产品身份代码 3.2.资源分配和状态管理 3.3.生产单元分配 3.3.1 压装工位 3.3.2 拧紧及返修上下线工位 3.3.3 分线工位与总线工件匹配工位 3.3.4 在线返修及拧紧工位 3.3.5 机器人转线 3.3.6 物料拉动 3.3.7 物料追溯 3.3.8 物料反馈 生产单元分配：通过生产指令将物料或加工命令生产单元分配：通过生产指令将物料或加工命令 送到某一加工单元，开始工序或工步的操作。送到某一加工单元，开始工序或工步的操作。 显示当前到位产品型号 显示当前工件的物料信息 显示当前压装 工件是否合格 显示压装质量数据 ：压力值和位移值 以及合格状态 工步名称 3.3.生产单元分配 3.3.1 压装工位 显示当前到位产品型号 显示当前工件的物料信息 显示当前工位 的工作状态 显示扭矩和转角值 显示拧紧位置 选择当前工作模式 3.3.生产单元分配 3.3.2 拧紧及返修上下线工位 实时显示分线工 位上总线状态 显示当前装配产品型号 显示当前装配物料信息 3.3.生产单元分配 3.3.3 分线工件与总线工件匹配工位 对当前拧紧不合格 的螺钉进行显示并 重新拧紧 显示当前装配产品型号 显示当前工件的物料信息 显示拧紧质量 数据：扭矩和 转角 拧紧位置显示 本工位实现了对产品的在 线拧紧返修 3.3.生产单元分配 3.3.4 在线返修及拧紧工位 MES系统控制机器 人改变工件姿态 3.3.生产单元分配 3.3.5 机器人转线 MES系统控制机器 人实现产品转线 显示当前工位 操作指南 当前工件 根据生产订单需求、工位库存和 PFEP表，产生可打印的工位物料需求信 息。 3.3.生产单元分配 3.3.6 物料拉动 MES系统可以物料追踪，对物料进行全面的、连贯的批次跟踪 ，提高质量追溯拦截的效率 。 3.3.7 物料追溯 3.3.生产单元分配 3.3.8 物料反馈 3.3.生产单元分配 通过通过 PDA以 Web方式 扫描物料条码将物料 信息上传到 MES系统 3.4 过程管理 3.4.1生产过程订单管理 3.4.2生产过程物料验证与追踪 3.4.3追溯产品操作员、供应商、批次 过程管理： 清晰物料的流向和状态，半成品 /产品能 够根据记录进行有效的追溯，追溯产品使用的工艺工 序、原料提供商、批次、操作员、生产时间等。 3.4 过程管理 3.4.1 生产过程订单管理 订单导 入 一、 从 ERP系 统 直接 读 取 计 划数 据 二、 从 文件（ Excel格式） 导 入 订单 管理模 块 / 订单 下达 订单 修改 点 击订单 中的信息 进 行 计 划 修改 根据用 户 的 选择 ， 将 计 划 下 达 到 PC工作站， 设备 按 计 划 进 行生 产 3.4 过程管理 3.4.2 生产过程物料验证与追踪 物料管理 物料厂商 物料追溯 状态 显示物料的 流向和状态 半成品半成品 /产品能够根据记录进行有效的追溯产品能够根据记录进行有效的追溯 显示当前工件的物料信息 追溯产品使用的工艺工序、原料提供商、追溯产品使用的工艺工序、原料提供商、 批次、操作员、生产时间等批次、操作员、生产时间等 3.4 过程管理 3.4.3 追溯产品操作员、供应商、批次 3.5 人力资源管理 提供按分钟级更新的员工状态信息数据（工时，出勤等），基于人员资历 ，工作模式，业务需求的变化来指导人员的工作。 科室结构管 Office structure management 人事档案管理 Personal records management 员工考勤管理 Staff attendance management 基础信息管理 Basic information management 后勤管理 Logistics management 工作当量考核 Work equivalent appraisal 绩效管理 Performance management人事招聘管理 Recruitment management 3.5.1 人员管理 员工信 息查询实时的员工当量查询 ，监控员工工作情况 ，提高管理效率 3.5.2 绩效考核 3.5 人力资源管理 3.6 设备维护管理 设备维护管理设备维护管理 : 设备停机管理设备停机管理 ,采集并存储生产设备的采集并存储生产设备的 启停机数据，对停机数据进行统计分析，实现对设备启停机数据，对停机数据进行统计分析，实现对设备 的减量、开、停车情况的监控，并进行设备停机原因的减量、开、停车情况的监控，并进行设备停机原因 分析追踪，达到优化生产过程并通过缩短停机时间来分析追踪，达到优化生产过程并通过缩短停机时间来 发掘生产潜力的目的。发掘生产潜力的目的。 3.6.1设备状态管理 3.6.2设备综合效益分析 设备故障信息 实时采集和记录 设备使用情况 查询 设备使用情况 统计 设备维护 3.6.1 设备状态管理 3.6 设备维护管理 总体设备效能（ OEE） = 可用时间 x 生产效率 x 质量 操作时间（停工 时间损失） 机器故障 换线 可用时间 =(可使用总工时 )-(窝工时间损失 ) (可使用总工时 ) 质量 = （加工产品数量） - (缺陷数量 ) (加工产品数量 ) 增值 （缺陷损失） 损坏 质量缺陷 可使用总工时 计划内停工 机器运转时间 （速度损失） 计划外停工 速度降低 劳动生产率 = (操作时间 ) - (速度损失 ) (运作时间 ) 一班总工作时 OEE代表整体 设备 效能 （ Overall Equipment Effectiveness) * 计划内停工排除在 OEE计算之外 3.6.2 设备综合效益分析 3.6 设备维护管理 3.7 质量管理 质量管理：根据工程目标来实时记录，跟踪和分析产质量管理：根据工程目标来实时记录，跟踪和分析产 品和加工过程的质量，以保证产品的质量控制和确定品和加工过程的质量，以保证产品的质量控制和确定 生产中需要注意的问题生产中需要注意的问题 3.7.1 基于 SPC的 6 分析分析 3.7.2 SPC分析图 3.7.3 数据分析与评价 3.7.4 装配过程质量追溯 生成的图表可以进行保 存及打印 SPC 对于选定的数据， 操作者可以通过系统自 动生成折线图、柱线 图、饼状图、极差图等 统计图表，以满足不同 的 管理需要 对于操作者在数据库 中查询到的数据，软件具 备统计分析功能。具备自动 计算 CP值、均值、 方差、概率等 查询具有数据过滤 功能，允许操作者根据 实际需要查找特定 用途的数据 提供查询界面， 操作者可以按照时间 间隔和工件号对数据库 中的数据进行查询 3.7.1 基于 SPC的 6 分析分析 3.7 质量管理 均值及极差 Mean value and range 均值及标准差 Mean value and standard deviation 排列图 Pareto chart 工序能力分析图 Process ability analysis chart 3.7.2 SPC分析图 3.7 质量管理 对查询出的数据绘制排列图，查 询条件为时间精确到分钟、工 位、工位的测量项目、样本容量 和样本个数。并且根据查询条件 显示出相应的测量数据。 查询条件为时间精确到分钟、工 位、工位的测量项目、样本容量 和样本个数，选择查询条件后自 动绘制图形。 均值极差图 均值标准差图 工序能力 Cp/Cpk 3.7.3 数据分析与评价 3.7 质量管理 迅速的 对 策健全的 工件 质 量 监 控 ？ ？ 数数 据、信息据、信息 不透明不透明 查询查询 增多增多 通过工件编码对工件进行全员追踪 工件的各个工位全部质 量数据（不合格 /合格） QE人人 员员 ME人人 员员 经经 理人理人 员员 生生 产产 的工的工 件件 质质 量量 数数 据分析据分析 现场现场 生生 产产 状状 况况 掌握掌握 数数 据据 /工件信息工件信息 的共享的共享 实时实时 掌握掌握 现场现场 生生 产产 数数 据据 3.7.4 装配过程质量追溯 3.7 质量管理 3.8 文档管理 文档管理：管理和分发与产品、工艺规程、设计、工作有关的文档管理：管理和分发与产品、工艺规程、设计、工作有关的 信息，同时也收集与工作和环境有关的标准信息。信息，同时也收集与工作和环境有关的标准信息。 3.8.1文档信息导入 3.8.2文档信息维护 3.8.3文档数据查询 3.8.4工序作业指导 3.8.5文档数据导出 将各个工位的操作指导 图片导入 MES系统中 3.8.1 文档信息导入 3.8 文档管理 3.8.2 文档信息维护 3.8 文档管理 选择查询 时间 点击搜索按钮，在下方显示出根据查询条件所查询出来的工件的 质量数据 选择要查询的工 件号 点击用 excel导 出质量数据 可以实 现分页 显示 3.8.3 文档数据查询 3.8 文档管理 3.8.4 工序作业指导 3.8 文档管理 可以用于保存及 打印数据 3.8.5 文档数据导出 3.8 文档管理 3.9 产品跟踪和清单管理 产品跟踪和产品清单管理：产品跟踪管理通过监视工件在任意产品跟踪和产品清单管理：产品跟踪管理通过监视工件在任意 时刻的位置和状态来获取每一个产品的历史纪录，该记录向用时刻的位置和状态来获取每一个产品的历史纪录，该记录向用 户提供产品组及每个最终产品使用情况的可追溯性。产品清单户提供产品组及每个最终产品使用情况的可追溯性。产品清单 管理：将生产中用到的原材料、半成品的标准用量、供应商、管理：将生产中用到的原材料、半成品的标准用量、供应商、 批次等进行管理，再根据实际的用量、供应商、批次等进行比批次等进行管理，再根据实际的用量、供应商、批次等进行比 较，为动态库存、较，为动态库存、 JIT供应提供支持。供应提供支持。 3.9.1 产品质量信息追溯 3.9.2 产品物料信息追溯 3.9.3 产品清单管理 产品跟踪管理：通过监视工件在任意时刻的位置和状态来获取每 一个产品的历史纪录，该记录向用户提供产品组及每个最终产品的使 用情况。 3.9 产品跟踪和清单管理 总合格标志 工件相应工位 详细合格信息 3.9.1 产品质量信息追溯 产品物料批次、 生产厂家等信息 维护 3.9.2 产品物料信息追溯 3.9 产品跟踪和清单管理 将生产中用到的原材料、半成品的标准用量、供应商、批次等进行管理，再根 据实际的用量、供应商、批次等进行比较，为动态库存、 JIT供应提供支持。 质量数据 报表物料数据 清单 3.9.3 产品清单管理 3.9 产品跟踪和清单管理 3.10数据采集与实时监测 数据采集与实时监测：通过自动识别、即时记录和数据采集，数据采集与实时监测：通过自动识别、即时记录和数据采集， 减少了人工操作，对物料的准备、短缺或错误，能够及时知道减少了人工操作，对物料的准备、短缺或错误，能够及时知道 并采取行动，加快了与生产制造的匹配节奏。通过生产过程的并采取行动，加快了与生产制造的匹配节奏。通过生产过程的 即时记录，清晰物料的流向和状态，半成品即时记录，清晰物料的流向和状态，半成品 /产品能够根据记录产品能够根据记录 进行有效的追溯。事件报警、重大变化连续重复报警、硬件设进行有效的追溯。事件报警、重大变化连续重复报警、硬件设 备报警等，同时可送出所有必要的信息。备报警等，同时可送出所有必要的信息。 3.10.1 物料信息采集 3.10.2 质量数据采集 3.10.3 监控系统 3.10.4 机床状态 3.10.5 机床报警 3.10.6 大屏幕显示 3.10数据采集与实时监测 扫描物料扫描物料 工位验证工件 信息模块 此处工件号显示的是扫描 的工件号 ,或者是人工输 入的工件号 按钮用来验证工件 号是否满足定单要 求 扫描成功以后分别用来显 示工件号，定单号，追踪 代码，实际产量，机型和 标志 .如果工位需要安装物料 , 那么和物料条码有关的按 钮和显示栏都处于启用状 态 ,等待扫描物料条码 重新扫描按钮用来 在扫描枪出现错误 时 ,重新驱动扫描 枪 ,以实现扫描功能 装配及验证物料装配及验证物料 BOM表偏移处理表偏移处理3.10.1 物料信息采集 采集质量数据， 并显示压装数据 是否合格 3.10.2 质量数据采集 3.10数据采集与实时监测 指示灯 为 黄 色 时 表 示 该 工位有托 盘 到位 When the light is yellow, it means this station will have pallet in place. 输 入要追踪的工件 号 ， 则 工件所在工位的指示 灯 显 示 红 色 Input the work piece no. of the work piece that Needs to be tracked, and the light of the station which the work piece is in will be red. 各工位通 讯 状 态实时监 测 ，通 讯 正常 为蓝 色， 不正常 为 无色 Real-time monitor the communication status of each station. Regular Communication will be blue, irregular will be no Color. 指示灯 为绿 色 时 表示 该 工位有工件 When the light is green, it means there are work piece in this station. 托 盘 到位 Pallet in place 被追踪的工件所在位置 The position where the tracked work piece are. 该 工位有工件 There are work pieces in this station. 该 工位通 讯 正常 This station has regular communication.信息 栏 Information field OP0800 3.10.3 监控系统 3.10数据采集与实时监测 OP0800 3.10.4 机床状态 3.10数据采集与实时监测 报 警 状 态 1：机床 1级报 警， 显 示 红 色； 2：机床 2级报 警， 显 示 黄 色。 warning status 1: machine level 1 warning, display in red. 2: machine level 2 warning, display in yellow. 显 示 报 警 产 生的 时间 和 报 警 类 型 Display date and warning type when warning occurs. 显 示 报 警的具体 内 容和 产 生 报 警的 工位 号 Display the specific content and station no. of the warning OP0800 3.10.5 机床报警 3.10数据采集与实时监测 看板的显示内容可根据客户的需求个性化订制： 总体生产现场状态显示、异常 呼叫及寻求帮助的信息 总体生产数据（计划 &实际） 设备信息（计划、产量及异常） 终端站点的工位作业数据 生产节拍计时 当班生产计划及产成数量