生产管理知识_生产系统学之制造执行系统课件

生产系统学 第五章制造执行系统 本章主要内容 生产计划调度 PPS 和企业资源计划 ERP 的薄弱环节制造执行系统的功能计划的方法生产控制中心实践和效果 未来的生产特点和要求 特点 由经典的生产工厂向现代的服务中心转变产品增值不仅体现在产品上 更加体现在生产过程上 竞争的重点从产品的竞争向生产过程的竞争转移 一个企业的内在潜力的关键 更多的是看它的生产过程 而不是生产能力 网络化 动态化和个性化对生产企业的运作产生了深远的影响 要求企业具有更大的柔性 可重组性 未来的生产趋势和要求 生产管理的目标增加透明度加快反应能力提高经济效益生产计划和调度的要求响应时间短详细计划循环的控制周期短透明度不是意味着了解生产历史信息的空白 并获得对未来的建议 而是指快速的可视化的现实 并能够立即采取行动 传统的ERP MRP系统的弱点 计划的需求不确定 加工时间 机床利用率等 计划不够细致 一般是周计划 最细才到每天计划 计划没有同步更新负荷水平对生产干扰 设备故障的反馈没有或迟钝对急单和需求变化以及交货期的改变应对差不考虑实际产能 负荷率不同的区域没有相应的独特的控制算法车间可调度时间范围不足员工的经验在很大程度上仍然被忽略计划和实际的符合程度低 缺少对生产调度的辅助工具支持 传统的ERP MRP系统的弱点 计划和调度周期要求越短 ERP MRP对其帮助越少 生产调度的发展 计划表 1970 1980 1982 1989 手动调度台 图形化计划调度 制造过程生产指挥系统 车间调度 制造执行系统 2000 制造执行系统的集成 企业资源计划 ERP 生产计划调度 PPS 制造执行系统 MES 工艺过程等级 Prozessebene 制造执行系统 MES 制造执行系统补足了传统的企业资源计划 ERP 和制造过程之间的缺口 包含了生产计划和调度需要的所有功能 是以工艺过程为导向量身定做的 制造执行系统 MES 的核心是一个APS 控制台APS 高级计划系统 AdvancedPlanningSystem 生产数据采集 BDE 计划调度 计划调度是详细计划 任务控制 生产的执行和监控的一个工具 它完成从PPS获得的粗略计划数据的进一步处理 其规划的范围从一个班制到几天之间 制造执行系统的集成 什么是MES MES的全称是 制造执行系统 指的 位于上层的企业资源计划 ERP 与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统 订单的商业处理过程是在ERP进行 而产品的生产过程是在车间层进行的 MES是两者之间联系的桥梁并实现对生产的控制 为什么我们需要MES 它给企业带来哪些优势 企业必须对不同客户的各种需求做出不同的反应 具备生产的深度和广度 对目标能够灵活掌控 如今 订单守时是最重要的 未来的机床的负载率将变得更为重要 为了实现这些不同和变化的目标 就需要MES系统的支持 人们对MES的理解 样本容量n 220 可多选 使用MES后 企业有哪方面的改善 样本容量n 146 控制相关功能的评估 MES的模块 生产计划 ERP PPS MES的模块 生产计划 ERP PPS MES的模块 生产计划 ERP PPS 从PSI公司的角度来看MES的分类 图形化的计划和调度 Vorbereitung 生产准备 Fertigung1 工序1 Fertigung2 工序2 Fertigung3 工序3 Kontrolle 检验 Montage 装配 加工任务视图 负荷柱状图 计划调度控制台的功能 基本功能 数据管理加工任务和工序的分配计划措施 分批 并行加工 工艺过程进度反馈 开始 部分完成 装夹完毕 数据实时持续更新更新整体计划划和调度仿真 创建方案 替代方案 实际数据的评价与PPS PDA等外部系统的通信多用户能力互联 一个通信服务器可以连接多达32个调度控制站 时间管理 有停机和加班功能的日历和班制计划 密码系统和用户分级管理 权限访问 计划调度控制台的计划功能 计划的方式 人机对话式的计划 手动 拖放式的计划自动计划 可以在计划调度控制台上对任务和工序进行 纳入计划更改计划移出计划 在计划调度控制台上实现更多的计划操作 联网协作分配调度对瓶颈工位的调度任务排程任务或是工序的锁定和取消锁定任务的暂停和继续工序的分批和取消分批工序的并行作业工序的加工设备变更任务的投放和回收 ERP PPS和MES之间的任务分工 大批量 100 中批量 小批量 单件 ERP PPS 10 功能性 MES 计划和调度 粗略计划 分配和排程 长期计划 反馈 变更调度 细致计划和调度 细致计划和调度 零件数量 计划调度控制台的分级 整体协调生产中各车间的控制台 批量生产中协调各个产地的控制台 控制台或控制室的可视化操作 独立制造岛的控制台 短期生产调度和装配的控制台 涡轮发动机柔性制造系统的控制台 MES在车间调度室的功能 显示所有加工任务及机床的当前状况 以便快速掌握生产状态简单的计划工具 用于加工顺序的排序和加工任务的重新计划员工的假期和缺工计划作为人力资源规划的一部分员工考勤的实时概况加工任务及个人的班制安排记录机床和加工设备的停工待料分析当前完工零件的质量概况 MES在车间调度室的功能 生产准备和生产调度 协调各加工任务的生产进度控制材料的准备和设备的加工前调整基于图形化计划表的复杂详细计划工具加工任务统计和项目统计 与之前的任务比较 机床 刀具 人员和材料的可用性监测 影响功能的主要因素 生产类型 加工任务结构 自主等级 自动化程度 数量结构 车间生产大量生产和流水线式生产单件生产 零件制造装配制造深度 任务分配的时间跨度授权范围 柔性制造系统普通机床 工位数辅助工具加工任务工序加工时间 制造执行系统 制造岛的信息流 MES 中央计划层 粗略计划 在控制台上通过仿真支持进行任务分配 计划方法 在工艺过程中的复杂度 对于n个任务和m台机床的复杂度 在车间加工中工艺设计过程 例如 3个任务 A B C 通过3台不同的机床 M1 M2 M3 任务投放的顺序 简化的例子 分别有2道工序的6个加工任务 不进行排序优化 FIFO 任务的通过时间M ller16Std Schmidt23Std Keller32Std Meier34Std Schulte38Std Dirkes43Std 186Std 6 31Std 最短加工时间 KOZ 排序规则 订单的通过时间M ller30Std Schmidt15Std Keller24Std Meier8Std Schulte39Std Dirkes6Std 122Std 6 20 3Std 分布式计划调度控制台间的协调 已商品化的制造执行系统 计划表的精密计划 计划人员制定生产计划表的工具 生产计划调度计划产品的生产数量规划生产线的工艺规程 制造执行系统HYDRA HYDRA提供生产管理系统所有的功能模块以及在管理层和生产层之间建立理想的连接 作为对生产加工 员工管理和质量管理模块结构化和集成的系统解决方案 HYDRA拥有加工控制所需要的广泛的计划 数据采集和信息功能 而这些功能PPS ERP系统不提供或仅仅部分提供 HYDRA ADE 加工任务数据采集HYDRA MDE 机床数据采集HYDRA HLS 计划调度控制台HYDRA PDV 工艺过程数据采集HYDRA MPL 材料物流和生产物流HYDRA WRM 刀具管理和资源管理HYDRA DNC DNC运行 当生产中出现干扰而使得计划偏离理想状态时 HYDRA计划调度控制台提供的计划调度工具 能够比集中式PPS和ERP系统和人工计划插板更迅速和有效地做出计划变更 视图 产品控制中心 视图 产品控制中心 系统要求 可视化 远程控制站 LCD阵列 远程数据采集 WLAN 数字化工厂中的真实系统 在工厂中真实的系统 系统维护 物料供应能力 物流 MES的不足之处 企业投入使用时要求具有非常高的适应性 对任务变更的处理 集中 分布 资源的可用性检测 数据冗余 任务 工艺数据 班制模型 员工数据 制造执行系统实施的薄弱环节 与ERP系统接口 与自动化设备的接口 ERP和MES之间任务和功能分工 加工任务接收的时间点和范围 多控制台之间的相互协调 MES的潜能 因为考虑了当前负荷状况 通过短期排程可以使按期交货得到更高保障在当前加工状态的基础上通过仿真和预设方案选择最好加工方案可以按照准时交货 负荷率最高 通过时间最短和在制品最少等多种优化目标进行优化及时的任务 机床和人力的概况提高了对客户交货期承诺的可信度通过采集机床数据并进行有效的停机分析和薄弱环节分析使得机床利用率得以提高通过员工考勤和工况数据采集可以方便地计算基于业绩的工人奖金通过生产文档的可视化终端减少了