装配制造执行系统装配生产线MES

装配制造执行系统

——装配生产线MES

彭慧十一月二十五日penghui@

13804972818024-23970698装配制造执行系统装配生产线MES第1页交流背景

中科院沈阳自动化所近年来完成装配生产线MES方面工作山西大同齿轮集团变速箱装配生产线MES系统陕西法士特齿轮企业变速箱装配生产线MES系统东风朝阳柴油机企业装配生产线MES系统株齿轿车变速箱装配生产线MES系统华晨汽车装配生产线MES系统年3月28日星期二2装配制造执行系统装配生产线MES第2页交流内容装配生产线特征要处理问题及系统功效系统实现案例年3月28日星期二3装配制造执行系统装配生产线MES第3页装配生产线特征——生产线组成若干条总装线、若干条分（部）装线、质量检测线、喷涂、包装线等组成。线——数十个操作工位组成。工位——若干个操作工，以及各种装配设备装配工艺——生产节拍年3月28日星期二4装配制造执行系统装配生产线MES第4页装配生产线特征——生产组织方式运行——流水、总体拉式产品生产组织——混装、轮装在制品输送方式人力小车、滚道悬链、RGV或AGV年3月28日星期二5装配制造执行系统装配生产线MES第5页装配生产线特征——物料输送方式送料时间批次JIT——基于线旁库存按时补料JIS——基于待生产产品按要求次序送料定时送料物料起源库房送料第三方物流供给商直送工位异常补料年3月28日星期二6装配制造执行系统装配生产线MES第6页装配生产线特征——生产节拍生产节拍1至2分钟变速箱、发动机等5至10分钟左右整车年3月28日星期二7装配制造执行系统装配生产线MES第7页装配生产线特征——人力组织方式按岗位（线+工位）按班组按班次人可跨班组、班次、岗位年3月28日星期二8装配制造执行系统装配生产线MES第8页要处理问题及系统功效做什么用什么做怎么做做得怎样工时成本年3月28日星期二9装配制造执行系统装配生产线MES第9页要处理问题及系统功效功效划分装配作业计划管理物料配送管理装配工艺管理装配质量管理装配生产过程追踪数据采集防错漏装产品谱系与装配设备集成与ERP集成与CRM集成与PDM集成统计查询生产线性能分析大屏幕基础数据维护年3月28日星期二10装配制造执行系统装配生产线MES第10页问题与功效——装配作业计划管理要处理问题——人、设备、物料协调一致工作总装与分装同时编码一致性——产品条码、机体标识码、铭牌、合格证、厂家要求条码生成同生产计划编码一致性问题、唯一性问题装配作业计划与物料配送一致性问题与工装一致性异常时处理年3月28日星期二11装配制造执行系统装配生产线MES第11页问题与功效——装配作业计划管理难点“轮装”计划次序与实际作业次序一致“混装”计划次序与实际作业次序不一致“混装”

带来次序随意性紧急定单插入生产异常处理问题关键点在装配生产作业计划要求次序大前提下，以实际上线机体排列次序作为真正执行次序年3月28日星期二12装配制造执行系统装配生产线MES第12页问题与功效——装配作业计划管理详细实现方案在装配生产总成线上上线、下线、打条码、打标识、打合格证工位和各个分装工位及物料配送工位等同时点配置计算机，用于接收装配作业计划信息以及实际上线机体次序，确保整条生产线全部工位按统一计划进行工作。

当计划出现变更时，实时下到达相关工位。

同时配置计算机还可用于其它管理工作。年3月28日星期二13装配制造执行系统装配生产线MES第13页问题与功效——装配作业计划管理管理内容装配作业计划编制指令下达与调度上线工位管理下线工位管理打标工位管理打铭牌工位管理打条码工位管理合格证打印工位管理装配工位质量检测工位返修工位管理包装工位管理年3月28日星期二14装配制造执行系统装配生产线MES第14页问题与功效——物料配送管理要处理问题

在各种型号产品共线生产前提下，确保在正确时间、按正确次序、将正确物料送到正确工位。同时能够对生产线上各种异常缺、漏、废物料情况作出实时对应。年3月28日星期二15装配制造执行系统装配生产线MES第15页问题与功效——物料配送管理难点送什么送多少送到那（工位、料位）什么时候送怎么送现实状况是——人工凭经验零部件数量多产品变型多工位数多错送、漏送年3月28日星期二16装配制造执行系统装配生产线MES第16页问题与功效——物料配送管理特殊要求固定搭配按百分比投料指定供给商年3月28日星期二17装配制造执行系统装配生产线MES第17页问题与功效——物料配送管理详细实现方案建立装配BOM（物料清单）依据装配作业计划及BOM进行查找决定“送什么”依据装配作业计划及BOM进行计算决定“送多少”

依据装配作业计划及BOM进行计算决定“送到哪”

什么时候送？？？怎么送？？？年3月28日星期二18装配制造执行系统装配生产线MES第18页问题与功效——物料配送管理年3月28日星期二19装配制造执行系统装配生产线MES第19页问题与功效——装配工艺管理要处理问题怎么装，装配工艺给出操作要求及标准当共线生产多个型号产品，尤其是存在各种变形变速箱10多个系列各种产品

年3月28日星期二20装配制造执行系统装配生产线MES第20页问题与功效——装配工艺管理详细实现方案

将装配操作步骤及装配图存入计算机中；

将装配线上设备操作所需工艺技术参数存入计算机中；

在装配生产线上工位（关键）配置计算机；

在各个关键装配工位，系统将所对应待装型号产品装配工艺显示在工位计算机上，指导装配操作。

年3月28日星期二21装配制造执行系统装配生产线MES第21页问题与功效——装配质量管理

要处理问题

装得怎么样年3月28日星期二22装配制造执行系统装配生产线MES第22页问题与功效——装配质量管理

实现方案实时在线质量检测控制尽可能多采集装配线上设备工作时各种性能数据；实时与要求工艺参数进行比对；发觉问题时在工位计算机上给出实时报警信息。实时在线进行SPC分析事后质量统计分析找出影响产品质量原因，进行装配过程改进质量问题追溯年3月28日星期二23装配制造执行系统装配生产线MES第23页问题与功效——装配生产过程追踪

要处理问题

MES系统自动统计下每一件产品

在那一条生产线

经过哪些装配工位由谁在什么时间（开始、结束）

用了什么物料在什么工艺条件下

经过什么样检测

生产出来年3月28日星期二24装配制造执行系统装配生产线MES第24页问题与功效——装配生产过程追踪

作用——其它管理基础生产指挥调度当出现质量问题时追溯责任人质量原因分析（人、设备、物料）

随机追踪卡

为生产统计、查询打下基础

为效率分析提供基础数据年3月28日星期二25装配制造执行系统装配生产线MES第25页问题与功效——装配生产过程追踪

实现技术伎俩条码技术

RFID

尽可能采取自动化伎俩，减轻现场人员工作量年3月28日星期二26装配制造执行系统装配生产线MES第26页问题与功效——数据采集

采集内容人员数据采集。产品生产过程数据采集工艺参数采集。物料数据采集在制品输送数据采集

年3月28日星期二27装配制造执行系统装配生产线MES第27页问题与功效——数据采集

实现技术伎俩

利用工位计算机输入条码

RFID无线PDA

AGV、RGV

OPC考虑到效率、节拍，尽可能利用自动化伎俩采集年3月28日星期二28装配制造执行系统装配生产线MES第28页问题与功效——防错漏装要处理问题

预防装配过程中发生错装、漏装现象多学科、综合性问题高投入

年3月28日星期二29装配制造执行系统装配生产线MES第29页问题与功效——防错漏装防错路径加强管理，提升人员责任信装配零部件实时提醒装配操作步骤、装配图实时提醒物料分拣、配送控制发生型号切换时进行声光提醒采集物料条码与装配BOM进行比对年3月28日星期二30装配制造执行系统装配生产线MES第30页问题与功效——防错漏装防错路径智能料架——取料提醒与控制装配动作控制——Poka-yoke日本丰田汽车ShigeoShingo提出其基本思想是：将一个完整装配操作过程分解为一个个基本装配动作，这些动作能够采取机械或自动化方式自动进行检测以判断其是否正确完成。专用设备。机器视觉应用。年3月28日星期二31装配制造执行系统装配生产线MES第31页问题与功效——产品谱系产品谱系

产品零部件组成生产厂商生产日期批次号唯一编号多阶——分总成年3月28日星期二32装配制造执行系统装配生产线MES第32页问题与功效——产品谱系要处理问题——物料追溯降低与退货和产品召回相关风险，保修依据产品质量分析供给商评价跟踪&追溯整个供给链上信息法规强制性要求年3月28日星期二33装配制造执行系统装配生产线MES第33页问题与功效——产品谱系实现技术伎俩基于条形码技术计算机+条码采集PDA（有线、无线）基于RFID

通用性价格占地空间年3月28日星期二34装配制造执行系统装配生产线MES第34页问题与功效——产品谱系采集方式线旁采集（单件码、量大）出库采集（批次码、量小）年3月28日星期二35装配制造执行系统装配生产线MES第35页问题与功效——与装配设备集成要处理问题1、数据采集需要2、管理控制需要没有通用处理方案年3月28日星期二36装配制造执行系统装配生产线MES第36页问题与功效——与装配设备集成集成过设备与电动拧紧工具接口与间隙测量设备接口与测漏设备接口与智能料架设备接口与性能检测系统接口与压机设备接口与打号机接口与打标机接口与AGV接口……年3月28日星期二37装配制造执行系统装配生产线MES第37页问题与功效——与其它系统集成与ERP与PDM与CRM与在制品输送系统（AGV）与立库年3月28日星期二38装配制造执行系统装配生产线MES第38页问题与功效——统计查询产量报表人员工作量报表工时成本报表……年3月28日星期二39装配制造执行系统装配生产线MES第39页问题与功效——生产线性能分析

利用装配过程追踪统计信息，可进行准确、及时地进行生产线运行效率分析。帮助管理人员分析出提升生产效率关键点所在，进行装配过程改进，提升整个变速器装配生产线工作效率。生产线停线原因分析生产线瓶颈工序分析生产线效率分析废品率分析年3月28日星期二40装配制造执行系统装配生产线MES第40页问题与功效——大屏幕信息显示生产作业计划与执行情况主意事项与警告车间通知等信息向车间现场公布欢迎信息年3月28日星期二41装配制造执行系统装配生产线MES第41页问题与功效提醒：依据实际情况进行选择年3月28日星期二42装配制造执行系统装配生产线MES第42页实现技术路线——MES应用软件开发第一个：购置商品化软件第二种：基于通用开发工具前台VB/VC/VB.net/VC.net/PB后台Sqlserver/Oracle

/Sybase第三种：在一个MES开发平台进行开发年3月28日星期二43装配制造执行系统装配生产线MES第43页实现技术路线——三种技术路线比较表可靠性扩展性先进性实用性购置商品化软件高差中？基于通用开发工具差高高高MES开发平台高高高高年3月28日星期二44装配制造执行系统装配生产线MES第44页实现技术路线

结论是：在用户投入许可前提下提议基于专用于MES地开发平台进行开发。

年3月28日星期二45装配制造执行系统装配生产线MES第45页共性MES实现技术技术需求一：数据采集能够实时采集到现场各种设备产生各种过程生产数据。稳定、可靠技术需求二：对过程数据存放于检索提供支持对数据缓冲处理

iHistorian技术需求三：生产过程建模与运行监控年3月28日星期二46装配制造执行系统装配生产线MES第46页系统实现——软件总体结构数据采集与监控（OPC）过程数据管理作业计划管理效率分析产品谱系建立。。。实时数据库历史数据库质量管理关系数据库生产过程建模与运行MES开发平台年3月28日星期二47装配制造执行系统装配生产线MES第47页系统实现——GE

FanucMES平台使用了GE

Fanuc

Plant

Application

——

Proficy全套产品：

iFix数据采集平台

iHistorian过程数据管理

Proficy

Production

Management模块

Proficy

Product

Management模块

Proficy

Quality

Management模块

Proficy

SDK开发包年3月28日星期二48装配制造执行系统装配生产线MES第48页系统实现——数据采集采取了iFix平台上，连接了西门子PLC

200、300三菱PL。

电动拧紧工具

AGV控制系统压装机间隙测量设备测漏设备喷涂系统控制台涂胶机

……年3月28日星期二49装配制造执行系统装配生产线MES第49页系统实现——过程数据管理使用iHistorian处理了过程数据持久性存放对主要逻辑数据缓冲处理扩展了系统处理能力年3月28日星期二50装配制造执行系统装配生产线MES第50页系统实现——生产过程建模与运行监控（1）采取了Proficy

MES平台工作思绪能够概括为：首先建立起工厂（车间）设备组成描述及设备工作状态描述，同时给出工厂要生产产品描述，在此基础上，结合工艺要求给出产品加工所需经过设备及次序描述，以及产品加工生产过程所需物料移动规则描述。年3月28日星期二51装配制造执行系统装配生产线MES第51页系统实现——生产过程建模与运行监控（2）在此基础上，定义了各种工厂事件，来描述生产过程中发生、有着实际物理意义、需要进行业务处理特定时刻，如开工、完工，上料，下料等。如生产事件、产品事件、物料移动事件、质量事件、废品事件等年3月28日星期二52装配制造执行系统装配生产线MES第52页系统实现——生产过程建模与运行监控（3）其次，我们需要给出各种工厂事件与设备工作状态之间对应关系。或者说，给出那些种类生产设备信息源及信息特定值能够产生特定工厂事件。年3月28日星期二53装配制造执行系统装配生产线MES第53页系统实现——生产过程建模与运行监控（4）当生产活动开始后，基于生产设备状态不停改变，会源源不停地产生各种工厂事件，。经过建立事件之间关联，并将这种关联统计下来，即能够在计算机中同时模拟出一个工厂实际运行过程，实现了生产过程跟踪。同时也实现了产品谱系建立。年3月28日星期二54装配制造执行系统装配生产线MES第54页系统实现——生产过程建模与运行监控（5）在得到产生工厂事件后，不一样行业、不一样企业会按自己需要、按不一样业务处理规则进行业务处理。形成面向不一样行业各种应用模块。年3月28日星期二55装配制造执行系统装配生产线MES第55页系统实现——生产过程建模与运行监控（6）考虑到实际运行模式，Proficy能够将在服务端产生各种工厂事件，实时、自动传送到客户端。经过Proficy

SDK，用户可在自己应用客户端程序中接收到产生事件，完成应用处理逻辑。同时，客户端应用程序经过Proficy

SDK，产生相关工厂事件，实时、自动传送到服务器端，服务器端据此进行对应业务处理。年3月28日星期二56装配制造执行系统装配生产线MES第56页系统实现——生产过程建模与运行监控（7）

生产事件模型产品模型生产执行模型工厂模型定义材料，产品规格，批次和流程相关工厂现场事件模型定义工厂材料流动业务标准定义工厂设备及其组织关系年3月28日星期二57装配制造执行系统装配生产线MES第57页系统实现案例开发案例图片年3月28日星期二58装配制造执行系统装配生产线MES第58页系统实现——案例年3月28日星期二59装配制造执行系统装配生产线MES第59页系统实现——案例年3月28日星期二60装配制造执行系统装配生产线MES第60页系统实现——案例年3月28日星期二61装配制造执行系统装配生产线MES第61页系统实现——案例年3月28日星期二62装配制造执行系统装配生产线MES第62页系统实现——案例年3月28日星期二63装配制造执行系统装配生产线MES第63页系统实现——案例年3月28日星期二64装配制造执行系统装配生产线MES第64页系统实现——案例年3月28日星期二65装配制造执行系统装配生产线MES第65页系统实现——案例年3月28日星期二66装配制造执行系统装配生产线MES第66页系统实现——案例年3月28日星期二67装配制造执行系统装配生产线MES第67页系统实现——案例年3月28日星期二68装配制造执行系统装配生产线MES第68页系统实现——案例年3月28日星期二69装配制造执行系统装配生产线MES第69页系统实现——案例年3月28日星期二70装配制造执行系统装配生产线MES第70页系统实现——案例年3月28日星期二71装配制造执行系统