MES设计与实践

MES设计与实践,张涛云tallrain2015年4月,第一部分业务篇,业务篇工单,在面向订单的制造中，制造工单来自于ERP，而ERP工单来自于销售订单。一个工单意味着一次企业资源转移的动作，是制造行为的依据。所有产品的成品属性均来自工单。,业务篇序列号,一个序列号代表了一件产品。一个产品家族定义了一个序列号产生规则。序列号有可能代表制造过程中的非成品如分装件等。序列号最好不要体现明确的产品属性含义。可能的话，最好包含校验码。,业务篇产品状态,产品状态用于定义产品的生命周期。关键状态的改变应通过接口将数据发送给ERP等外部系统。,业务篇工艺路线,工位(工作中心)的代号和作业完成后的状态，决定了可能的后续工位。工位可以是必做的如装配，也有可能是可选的如抽检。工艺路线同时也定义了工单所计划物料的转移路径。,业务篇产品历程,产品历程描述了产品在制造周期中的所有步骤，包括状态、工位、时间、作业人员等。一件产品可能会重复地经过同一工位。产品历程的数据可用于触发进程如回冲物料，但不应用于统计或分组排序计算。,业务篇质量管理,质量模块记录产品的缺陷信息和维修方法。缺陷和维修记录都应该事先进行分组，方便进行统计分析。测试系统可以远程获取产品的质量状态，也可以在测试完成后远程更新产品的质量状态。,业务篇工艺防错,PLM将BOM发送给MES。MES得到每个工位的零件清单。MES进一步配置每个零件在每个工位的防错方法。MES将防错方法发送PLC。PLC将防错结果发回MES。,业务篇物料防错,PLM将BOM发送给MES。MES得到每个工位的零件清单。MES进一步配置每个零件的料架位置。MES将料架号发送PLC。PLC将防错结果发回MES。,业务篇工艺参数下载,MES为每个工位定义一个工艺参数。每个工艺参数由若干个工艺配方组成。每个工艺配方的值可能是一个常量，也可能通过一次数据库函数运算生成。ORACLE数据库的动态游标特性可以将多个工艺配方动态地组成工艺参数。工艺参数经PLC传给设备。,业务篇测试数据上传,数据量不大的关键数据可以通过PLC传给MES。MES分析数据格式后，先提取测试项名称和值，这些数据可用于SPC分析。然后MES提取测试结果，用于判断产品的当前状态，决定后续的工艺。MES对数据的提取和判定可通过数据库存储过程实现。,业务篇物料,PLM和ERP将BOM传给MES。MES将工艺路线发送给ERP。MES经过关键工位时，通知ERP根据工艺路线进行回冲。MES经过关键工位时，通知WMS(仓库管理系统)送料。,业务篇追溯,PLM将BOM传给MES。MES配置各工位的装配单及追溯件、追溯方法。常见的两种追溯方法：序列号追溯、批次号追溯。MES根据工艺配置和产品历程，在产品下线前计算是否有漏装或多装。,业务篇包装,常见包装有CARTOON/PALLET。包装后对应的有解除包装操作。根据工艺的复杂程序和发生的概率，可以自行定义是否允许已包装产品进行重新包装。包装的结构在数据库层面往往采用递归，不适合进行大数据量的分组统计。,业务篇ANDON,PLC自动采集设备的故障信息，并触发信号灯和蜂鸣器。工人可手工拍下急停按钮，发送信息及停线。工人可手工拍下缺料按钮进行缺料广播，缺料信息可通过系统接口发送给WMS。,业务篇看板,看板主要汇集两类数据。一类是来自设备，通过PLC抓取的现场信息，如设备故障、急停等。第二类是来自系统的统计信息，如一次性通过率，当天产能，故障TOP10等。,第二部分架构篇,架构篇服务器/客户端,核心服务器分为DatabaseServer/ApplicationServer/WebServer。客户端与WebServer连接。现场设备通过OPCServer接入核心服务器。,架构篇冗余,WebServer采用LoadBalance。ApplicationServer采用Cluster。DatabaseServer采用Cluster。OPCServer采用双机备份，即每个PLC连接2个OPCServer。,架构篇扩展,常见有两种扩展需求：增加产能和增加工位。增加产能的情况下，通常可以通过增强服务器的性能来实现，如增加ApplicationServer的内存，增加DatabaseServer的SGA等。增加工位会比较复杂，一般的情况下，可能会涉及到增加WebServer和OPCServer。如果工位对应的有打印机、扫描枪等设备需要在服务器上作相应的配置，那么建议配置一或多台专用服务器来驱动工位设备，尽可能保持Application配置的简洁，因为ApplicationServer通常采用Cluster，而Cluster扩展较为困难。,架构篇接口,外部系统可以从WebServer上以报表的方式获取MES数据。也可以通过WebService或MessageQueue从ApplicationServer上获取数据。或者通过DBLink从DatabaseServer上共享数据。,第三部分实施篇,实施篇计划,重要的时间节点需要和工艺、生产、质量等部门确认。工作项的具体执行人员和支持人员需要和业务部门确认。许多工作项受制于外部条件，如工程施工进度、硬件采购进度、IT网络准备、控制网络准备、设备就位等。培训、现场调试等均需和业务部