MES系统整体解决方案-V2.0.doc

MES 系统解决方案 文件版本文件版本 V2.0V2.0 版权所有 未经允许，文档内容不可全部或部分发表、复制使用于任何目的 目录 目录.2 1项目概述项目概述.5 1.1 项目背景.5 1.2 项目目标.5 1.3 适用规范标准.7 2需求分析需求分析.10 2.1 计划管理.10 2.2 工艺管理.10 2.3 设备管理.11 2.4 生产报工.11 2.5 异常管理.12 2.6 质量管理.13 2.7 看板管理.14 2.8 统计报表.15 2.9 系统安全管理.15 2.10系统接口.15 3系统解决方案系统解决方案.17 3.1 网络拓扑图.17 3.2 数据采集应用架构示意图.17 3.3 PLC 设备数据采集平台.18 3.4 系统方案结构图.20 3.5 生产计划排产.21 3.5.1 ERP 集成 .21 3.5.2 生产任务分解.21 3.5.3 生产任务派工.22 3.5.4 返修任务派工.22 3.5.5 生产任务管理.22 3.6 设备数据采集管理系统.22 3.6.1 设备监控系统.22 3.6.2 程序管理及仿真.27 3.6.3 运行统计分析.31 3.7 生产现场管理.37 3.7.1 生产任务查看.37 3.7.2 生产进度提交.38 3.7.3 工艺图文查看.38 3.7.4 生产进度跟踪.38 3.8 异常管理.38 3.8.1 异常类型维护.39 3.8.2 异常呼叫流程设置.39 3.8.3 异常呼叫处理.40 3.9 质量管理.41 3.9.1 工序质检录入.41 3.9.2 工序质检查询.42 3.10看板管理.42 3.10.1 生产计划看板.43 3.10.2 生产进度看板.43 3.10.3 异常呼叫看板.44 3.11统计分析.44 3.11.1 生产日报.44 3.11.2 生产月报.44 3.11.3 人员业绩统计.44 3.11.4 生产异常统计.44 3.11.5 质量统计分析.44 3.11.6 其他.46 3.12系统软硬件配置.46 3.12.1 MES 系统配置 .46 3.12.2 设备联网系统配置.47 3.13系统运行环境.47 3.13.1 软件运行环境.47 3.13.2 硬件配置要求.48 4系统技术架构系统技术架构.50 4.1 系统平台整体业务架构.50 4.2 系统技术设计思路.51 4.3 系统软件架构体系.51 4.4 系统平台底层通信机制.53 4.5 系统技术特点.53 5项目实施方案项目实施方案.55 5.1 实施策略.55 5.2 实施方法.55 5.3 主要实施流程.56 5.4 项目实施步骤说明.57 5.4.1 项目启动阶段.58 5.4.2 需求调研确认阶段.58 5.4.3 软件功能实现确认阶段.60 5.4.4 数据标准化初装阶段.60 5.4.5 系统培训阶段.60 5.4.6 安装培训工作说明.61 5.4.7 上线推进方式.61 5.4.8 系统安装测试及试运行阶段.61 5.4.9 测试计划.63 5.4.10 软件配置复查.63 5.4.11 系统交接阶段.63 5.5 项目实施过程的质量保证.63 5.5.1 进度报告.64 5.5.2 技术协调会.64 5.5.3 项目联络会.64 5.5.4 项目监理会.64 5.6 项目工作重点.64 5.6.1 完成项目总体建设规划.64 5.6.2 协助硬件设备和系统环境选型.64 5.6.3 提供细致确认的信息化需求.64 5.6.4 协助硬件系统实施.65 5.6.5 系统软件部署集成.65 5.6.6 应用软件组织实施.65 5.6.7 系统联网集成测试.65 5.7 项目测试和验收.65 1 项目概述 1.1项目背景 该项目重点是实现生产组织全过程中技术准备，生产计划及调度，产品加工，资源保 障等部门的信息共享协同工作，保证设备利用率，合理配置和调度资源，提高生产能力。 实现业务流程的可视化，促进业务流程的持续优化。 当前所面临的问题主要焦点集中在“针对计划、物料、生产过程问题的解决” 。计划层 与执行层存在空隙，造成这种空隙的是资源物料，计划，生产过程的不断更新导致。主生 产计划及物料需求计划都是建立在理想稳定的状态基础上，然而计划，资源等会在计划到 生产这段时间内发生改变，制造环境也可能发生变化，设备的突然故障或者更换以及不合 格品率不符合要求都会导致计划的混乱。那么需要计划排程来规避这些问题的发生，有机 的将计划，资源，生产串联起来，做到实时化，智能化，集成化的更新。 现公司为了更好的管控车间现场，需要对生产车间内生产设备进行监控管理，并由设 备管理延伸到整个车间的生产管控。故需要一套适合机修厂自身的生产管理软件结合设备 监控系统来提高工厂对生产现场的管控能力，优化生产。 1.2项目目标 以柔性制造系统、敏捷制造等信息化改造为建设目标，利用传感技术、无线通信技术、 计算机网络技术、智能数字化技术、物联网应用服务平台技术等多种现代化技术，打造基 于物联网的综合示范平台，建立起一个示范性应用基地。 通过 WIP（在制品管理）+SCADA（设备联网）实现敏捷制造的生产管理目标，以信 息可视化提供的数据支撑，准确掌握各类生产的资源负荷状况，提高瓶颈资源利用率，提 升原料工装夹具配送精准度、提升生产应变能力。以信息可视化达到问题预判、问题预防， 减少生产问题。及时传递操作中的生产作业状态信息，促使解决问题流程的实施及现场管 理组体系的完善。以信息化手段，实现可视化全息车间管理。提供多种统计分析，为决策 者提供充足的数据依据。打造具有先进性、科学性、前瞻性的现代化生产体系。 可视化的车间管理，提升效益，通过原料准备、生产计划信息、加工过程的透明化、 实时化，提升配送精准度，监控生产设备运行情况，确保及时生产配送，提高效率。以设 备信息可视化，提高设备信息化水平，提升效率，降低不合格品率，提高用户满意度。以 产品生命周期可视化，分析流程瓶颈，有效推进生产协调，降低生产执行出错率，提升部 门协作效率。以工艺内容可视化，加强员工自主性，提高数据共享效率，增加产线应变能 力。以异常信息可视化，快速响应并有效解决，避免停线，降低风险。通过库存信息透明 化、实时化，避免信息传递延时而导致的物料出入库出错，降低仓储成本。行成透明化、 实时化、现代化的智慧车间。 1.打造具有先进性、科学性、前瞻性的现代化生产标杆。 2.通过信息化手段实现智能调度排产、生产数据跟踪，提高生产协同效率。 3.通过信息可视化促进精益生产以提升管理过程的问题解决能力，达到问题预判、 问题预防的效果，可视化包括： 1)生产进度可视化：实时对生产进度进行跟踪，挖掘生产瓶颈，提升交期把控。 2)生产质量可视化：分析生产过程中的不良问题，归纳总结不良原因，整理解 决方案，提高生产质量。 3)异常信息可视化：提高异常情况响应速度，保证生产过程流畅性，提高生产 效率。 4.打造信息化工艺流程，生产排产、生产过程高度自动化，将生产工艺标准化，准 确化。 5.通过信息化，智能化，缩减人工成本，提升设备高度协同能力。 6.通过物联网技术实现设备数据自动采集，设备数据和生产数据自动报工。 7.提供多种统计分析，为决策者提供充足的数据依据。 1.3适用规范标准 依据设计施工图纸和技术要求，本项目的材料、设备、施工必须达到下述规范、标准 的要求，如下述标准及规范要求相互间有出入时则以最新的较严格者为准。本设计遵循的 相关标准规范包括： 1)GB/T 18725-2008 制造业信息化 技术术语 2)GB/T 18757 2002 工业自动化系统企业参考体系结构与方法论 3)GB/T 10113 2003 分类与编码通用术语 4)GB/T 22124.3-2010 面向装备制造业产品全生命周期工艺知识 第 3 部分 通用制造 工艺描述与表达规范 5)GB/T 26327-2010 企业信息化系统集成实施指南 6)GB/T 26335-2010 工业企业信息化集成系统规范 7)GB/T 25486-2010 网络化制造技术术语 8)GB/T 25487-2010 网络化制造系统应用实施规范.pdf 9)GB/T 25489-2010 网络化制造系统功能规划技术规范(1) 10) GB/T 26119-2010 绿色制造 机械产品生命周期评价 11) GB/T 25111-2010 网络化制造环境下的制造资源分类 12) JB/T 8823-1998 机械工业企业计算机辅助管理信息分类编码导则 13) GB/T 22454-2008 企业集成 企业建模构件 14) GB/T 16642-2008 企业集成 企业建模框架 15) GB/T 18726-2011 现代设计工程集成技术的软件接口规范 16) GB/T 18729-2011 基于网络的企业信息集成规范 17) GB/T 20720.3-2010 企业控制系统集成 第 3 部分：制造运行管理的活动模型 18) GB/T 20720.2-2006 企业控制系统集成 第 2 部分：对象模型属性 19) GB/T 20720.1-2006 企业控制系统集成 第 1 部分：模型和术语 20) GB/T 16642-1996 计算机集成制造系统体系结构 22) GB/T 18999-2003 工业自动化系统 企业模型的概念与规则 23) GB/T 25109.3-2010 企业资源计划 第 3 部分：ERP 功能构件规范 24) GB/T 25109.4-2010 企业资源计划第 4 部分：ERP 系统体系结构 25) SJ/Z 11362-2006 企业信息化技术规范 制造执行系统(MES)规范 26) SJ/T 11293-2003 企业信息化技术规范 第 1 部分 企业资源规划系统(ERP)规范 27) GB/T 25485-2010 工业自动化系统与集成 制造执行系统功能体系结构 28) GB/Z 18727-2002 企业应用产品数据管理(PDM)实施规范 29) GB/T 16664-1996 企业供配电系统节能监测方法 30) GB T 15587-2008 工业企业能效管理导则 31) GB/T 8222-2008 用电设备电能平衡通则 32) GB 17167- 2006 用能单位能效计量器具配备和管理通则 33) GB/T 2589-2008 综合能效计算通则 34) GB/T 23331-2009 能效管理体系 要求 35) GB/T 3484-2009 企业能量平衡通则 36) GB/T 7119-2006 节水型企业评价导则 37) GB/T 13471-2008 节电技术经济效益计算与评价方法 38) GB50174-2008 电子信息系统机房规范 39) GB 50311-2007 综合布线系统工程设计规范 40) GB 50115-2009 工业电视系统工程设计规范 41) GB 50464-2008 视频显示系统工程技术规范 42) GB 50348-2004 安全防范工程技术规范 43) GB 50395-2007 视频安防监控系统工程设计规范 44) GB 50394-2007 入侵报警系统工程设计规范 45) GB 50396-2007 出入口控制系统工程设计规范 46) GB 50371-2006 厅堂扩声系统系统设计规范 47) GB 50174-2008 电子信息系统机房设计规范 48) GB50635-2010 会议电视会场系统工程设计规范 49) GB50799-2012 电子会议系统工程设计规范 50) GB 50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范 除执行国家的有关标准外，还应执行机械制造行业的相关标准。无规范和标准时，以设计 部门提出经业主同意的标准执行。 2 需求分析 2.1计划管理 根据订单和生产计划制定详细排程和车间生产作业计划（是一种资源分配的决策活动。 考虑订单优先级、交货期、库存、加工路径、产品特性、加工工序、设备负荷、资源限制 等条件，将生产计划与用户订单转化为具体的生产作业计划，排出高效率的日（班、线、 台等）的作业顺序，并将设备的调整降低到最小程度。 在系统设计过程中主要由以下需求： 1)总厂计划（系统集成）：在系统设计过程中需要考虑与整厂对各类订单的加工产 线计划导入以及和交货期进行控制管理，并在在 MES 中进行车间现场详细排产 工作。 2)手动排产：该功能模块主要是根据从总厂中读取的主计划进行分解，企业工作人 员根据现场设备负荷、交货期等情况在系统中进行手动排产、派工等操作，可具 体到人员、设备、工位等。 3)生产进度跟踪：可实时了解车间产线现场的各订单的实际进度。 2.2工艺管理 工艺管理是 MES 系统中必不可少的一个重要环节，工艺管理是企业重要的基础管理， 是稳定、提高产品质量、提高生产效率、保证安全生产、降低消耗、增加经济效益、发展 生产的重要手段和保证。 系统主要需求如下：（该功能可根据企业已有 PDM 系统中功能进行集成，把 MES 需 要的信息从 PDM 系统中读取出来，避免重复工作，该工作需 PDM 系统开发商配合，提 供接口和相关字段） 1)工艺文件和图文的管理：可在系统中对生产工艺图文和相关文件进行统一管理。 2)工艺流程管理：可在系统中自定义工艺路线等。 3)工艺版本管理：可通过版本管理工艺路线等。 4)审批管理：当系统中工艺流程或工艺版本变更时需进行审批，审批流程可自定义。 2.3设备管理 设备管理是一套对生产设备、操作规程、管理制度、运行监控、故障诊断、维修维护、 运行统计等进行全面管理的模块。该模块需要和设备联网系统集成，一起完成该功能。 主要需求如下： 1)设备台账管理； 2)实时运行监控（设备联网 PLCC 系统） ； 3)设备故障报警（设备联网 PLCC 系统） 4)设备运行统计分析（设备联网 PLC 系统） ； 5)点巡检信息化管理（MES 中实现） ； 6)维修维护管理（MES 中实现） ； 7)备品备件管理（MES 实现） ； 8)零配件采购（MES 实现） 2.4生产报工 生产进度的实时报工在 MES 系统中是最重要的一个节点，每一个工序或零件的完成 与否将直接决定整个生产任务是否能够完成，甚至影响整个企业的计划安排，所以通过车 间实时数据报工，能最大限度地贯彻好调度结果的有效执行。 主要需求如下： 1)操作终端：每条线关键工位或每几台设备放置一条工位终端，用来进行任务查看、 生产进度提交、异常呼叫、图文查看等。 2)生产任务查看：在车间现场指定位置放置操作终端，员工在现场终端刷卡来了解 自己的生产任务，并卡查看相关工位文件、操作说明等。 3)生产进度提交：通过现场工位机或设备数据采集直接提交生产数量。 2.5异常管理 生产过程中有可能出现的异常情况，如设备故障、缺料、加工异常等情况。出现异常 时，系统进行异常报备、异常跟踪处理、异常紧急预