制造业MES系统需求分析及解决方案

制造业MES系统需求分析及解决方案MES系统面向生产管理人员，满足排产、调度，了解整体生产信息的需求，支持在线生产信息广播，提供厂内精益物料管理，物料拉动，生产质量管控。排产和跟踪系统制定上线顺序，并下发到车间控制PLC里负责执行。MES生成系统内部订单数量范围内的计划,所以MES不用关心，由于生产模式造成的插单问题(上次订单未生产完成，造成的半成品临时存放等问题)这是ERP或电子商务系统需要解决的问题。ERP发布的是以发布日为节点顺延两周的生产计划，MES针对每日生产计划进行分解排序。根据规则，实时根据生产线生产情况推算一周内每天、各车间、各工位上下线点的计划量。当然MES会把相对问题反馈到ERP中。这也是为什么要区分各应用系统功能边界，是系统实施成功的一个关键要素。1项目概述2MES平台概述MES系统需提供完整的生产管理和可视化解决方案：生产过程、物料谱系和跟踪，工厂建模、资源管理，工艺管理、数据采集、整合和同步，CAPA，HACCP，规则依从和报表，质量管理，SPC，报表和数据分析工具，基于角色的操作员管理，物料状态查询，实时生产状态监控。通过工单、批次、在制品和半成品状态来跟踪生产质量、产量和性能，并生成报表、进一步的数据分析和ERP的信息反馈。数据可以从多个生产现场采集汇总，进行企业的质量和性能分析。适应一个工厂到整个企业的解决方案。3面向企业的MES功能理解及功能具体需求概述传统企业MES系统范围：MES(生产订单管理、质量管理)LES(精益厂内物流拉动)生产自动化设备管控目标：需要有足够敏捷的实时响应时间，能够有很强的鲁棒性，能够应付各种复杂的制造生产环境，对于系统具有强大的可扩展性MES系统的开发并非一次上到大而全，而是要逐步的建立一个完整的柔性制造系统的体系，逐步的完善需求并将所有的功能流程统一到一定的MES平台上，在保证基本满足业务功能需求的同时逐步的建立功能强大的MES系统主要模块：生产管理、质量管理、精益物料拉动3.1

MES-制造执行系统生产过程管理的需求分析对整个生产过程进行监视控制，为制造生产线提供指令，指导。并获取生产实绩状况，提供必要信息给生产管控人员，以对生产过程进行决策。保证订单生产信息流完整。整个面向生产过程模块需要做到高度可柔性化，可配置化。具体功能：订单接收和生命周期管理订单接收主要分为自动通过EAI接口接收ERP广播生产订单，通过webservice转换MES定义格式下载至MES，并将接收记录反馈。手动下载订单。同时接收与订单相对应的(单件)BOM表。对生产计划进行排序订单的匹配调整订单的优先级，直接继承ERP传入订单的优先级设置。也可在特殊情况下在MES里修改，反馈给ERP。大量订单排序调整在ERP完成，少量调整可通过手工触发上传指令更新订单信息。紧急订单插入：ERP可以直接将紧急订单传入MES，MES负责将此类订单插入已经排定的尚未执行的日生产计划中，给予优先生产。通知ERP释放订单，当物料与订单不匹配，及时通知ERP释放新的订单。订单生产路由跟踪和控制能够对订单的状态进行跟踪，订单跟踪包括原材料从WMS做出库进入车间开始至生成成品入库单结束。包括以下跟踪点：裁剪、缝制、整烫、质检、返修工段。并将完成的订单信息反馈到ERP。订单跟踪：通过跟踪产品经过每个跟踪点的信息来获得产品的状态信息和采集生成过程信息。对产品的标准生产过程进行配置，对中间下线返修过程进行控制，对线上的空位进行控制、对缓冲区的半成品进行控制管理，获取所有产品的在线情况，完成产品跟踪工作。订单信息广播(包括订单关键点TRIGGER(触发),输入和输出口)通过设置关键点触发器对生产信息进行广播，把订单信息广播到现场终端和打印机上，给现场工人生产提供指导信息。二维码的生成包含订单的属性，作为产品生命周期的跟踪码，在销售订单生成后即可产生，所以可在ERP生成，如果在MES层实现，可以控制销售订单在在制生产订单和库存订单之间选择。订单的SETOUT/SETIN/订单交换(SWAP/JOBCHANGE)在制品返修：因质量或制造工艺问题需要将某件产品从生产序列中拉出(SET-OUT)的情况，维修后再插入生产序列(SET-IN)的情况。需对set-out的产品进行跟踪并对set-in的位置进行调度。并明确在产品信息中记录SET-OUT、SET-IN相关信息。以便实现订单产品的跟踪。生产调度应包含在订单管理模块中，从业务功能来看应包含：SET-IN/SET-OUT、产品控制/释放、订单在制品返修调度、各工段产量平衡监控、车间重排序规则调整订单交换订单的生产信息记录MES需提供对于产品订单的生产信息查询，可查询订单的元件、半成品、制作过程、PACKAGE(打包)信息以及订单所有相关属性信息。虚拟订单(DUMMYORDER)的创建和管理样衣返修分为返修和重做，返修有专门的返修线来做，重做，重新下订单。车间定义管理MES系统将生产车间的布局进行管控，能够对车间代码定义，生产线代码的定义等进行设置。生产序列号管理订单号(ORDERNUMBER)、订单工厂号来源ERP。标签信息：NSP/N(公司物料编码)、VDP/N(供应商物料编码)、VDCODE供应商代码、L/N(供应商的生产批次信息)、D/C(生产日期)、LN/VD(供应商生产批次、代码、日期组合)、QTY(包装中的物料数量)、SPN(最小包装编码)、二维码生产日历管理对生产日和非生产日设定生产订单历史信息查询对生产订单在经过逻辑点和功能操作进行记录查询，对生产过程进行分析订单属性的变更订单属性变更出于安全考虑应有ERP释放订单更信息(OrderChange)通过EAI-Webservice接口传到MES系统(Rebroadcast),如处理紧急订单也可开放MES高级权限。订单的报交控制MES提供生产订单的相关记录并同生产信息绑定，确证订单最终是否可以正常报交。订单报工信息同ERP交互所有的报工信息都需要通过在完成生成后通过EAI上传到ERP层，完成订单的反冲(BACKFLUSH)生产订单的属性显示在制品追溯信息采集追溯扫描正常录入信息，校验部件的正确性HOLD处理(增加和消除)对来料、在制品存在质量缺陷Hold生产报表工具生产管理人员能通过报表工具完成相关报表的制作订单批处理生产过程中的订单处理除提供对指定的单个订单进行处理，还要批次的对指定范围内的订单订单进行处理。在成品加工，自动扫描，完成相关统计结合相应硬件的添加完成在制品的自动扫描，采集记录相应信息，并完成相关信息的统计分析。半成品在和车间的流向、返修跟踪与追溯实时采集订单的生产路由，并记录订单的每一次在线返修情况(包括SET-OUT/SET-IN)管理产品工位停留时间，避免停滞管控在制品在产线上小型暂存库的数量，避免大量积压3.2LES-面向厂内物流拉动过程(基于其实时性等方面要求，建议通过MES与上游系统协同完成)厂内物流拉动不同于(SCM的)物流计划部分，对于实时性要求非常高，虽然产线上存在一定的缓存区可以存储一定的物料累积时间，但是实际所有的这些时间在实际生产过程中这些时间的缓存的可靠性非常脆弱，对于厂内物料拉动的操作依赖于订单在车间内的生产监控，响应等级应该在分钟甚至于秒。3.2.1看板相对与所有的物料，系统通过看板方式实现物料拉动3.2.2电子物料拉动对看板的一种电子化的补充方式，系统能够更加精确的确认物料的实际消耗情况，并通过电子化的拉动方式避免人工操作失误(吊挂、AGV、输送线等)3.2.3大件物料按灯3.2.4同步物料拉动(JIS)对于物料生产的根本问题是解决物料同生产订单之间同步化的生产方式，能够实现对于制定序列订单序列的生产状况物料信息的支持3.2.5随行物料拉动支持随行小车的业务模式，精益化线边物料并减少实际工艺操作动作3.2.6物料线边库管理3.3MES-面向质量管理的需求质量缺陷定义通过质量部门提供的图形、参数、文字的输入，形成标准化的质量描述语言，作为后期质量采集过程的标准质量过程数据采集集成车间内各线质量数据管理，具备高效采集/分析/发布能力在QC工序和在制品返修记录质量缺陷信息设定关键必检项，结合IT系统，不合格产品不允许流转质量管控的关键，对于关键工位作为质量控制，系统提供HOLD功能，并于关键检查项绑定，控制关键工位的报交建立关键过程质量能力监控与防错质量报表分析工具通过录入的质量参数，质检工位和相关辅助设备上传的信息，结合返修等信息，生成相关的质量报表质量档案建立3.4PMC建议方案(对生产的计划与生产进度，以及物料的计划、跟踪、收发、存储、使用等各方面的监督与管理和待滞料的预防处理工作)对设备实现实时监控功能：3.5系统运维管理系统及应用状态监控及报警机制，事件控制中心4系统架构4.1系统架构MES平台应集成：制造、质量、物流MES与低层设备的连接实现的车间实时控制功能，对可靠性要求较高。“车间控制器”等专用服务器的应用。4.2与设备PLC的数据交互MES系统的PMC生产过程监控系统需要采集制造现场的设备数据，进行监控显示。通过OPC(OLEforProcessControl用于过程控制的OLE)技术，PMC子系统可以与底层设备进行数据交互。为实现跟踪、生产指示、防错等支撑制造过程的功能，MES系统需获得生产现场的节拍信号，设备的故障信号以及部分产品的跟踪信号。同时，在一些关键的工艺控制点，MES需要把生产指令传递给生产现场设备PLC。对数据的实时性，可靠性要求较高。4.3与其它设备的数据交互实时数据交互，可采用Socket接口实现非实时数据交换，可采用文件交互或中间数据表交换的方法4.4模块架构图MES系统面向生产管理人员，需满足排产、高度、了解整个生产信息，支持在制品信息广播，提供厂内精益物料管理、物料拉动、生产质量管控。5MES-面向生产控制系统解决方案5.1MES部署范围生产线各车间、中控室，工作日历设置、车间产能管理、生产限制条件设置、订单信息维护、订单投入顺序制定和计划展开、订单调整、二维码生成打印、生产信息广播、生产时间表管理、订单跟踪查询、统计查询、厂内物流实时拉动、质量管控业务分工基础：中央控制室、各车间分控室、生产系统管理、IT系统管理人员、HELPDESK(帮助台或调试)、质量部门、生产过程监控(节拍信号、设备故障信号、生产跟踪信号、工艺控制点)5.2建设目标生产过程管理系统需要对整个生产过程进行监视控制。为制造生产线提供指令、指导。获取生产实绩状况，提供必要信息给生产管制人员，以对生产过程进行决策。保证生产的信息流完整。业务流程梳理：跟其它业务系统构建一样，MES系统的构建是一个业务流程梳理、设计与IT实施相结合的项目，并且业务流程的梳理、整合、设计是项目成败的一个关键因素。结合乙方的成功案例，对我方的具体需求、规范进行细致的整理。细化整个MES管理体系。整个IT系统的构建，为将来各应用系统的集成提供规划。对公司业务系统的长期规划，系统要提供强大的可扩展性。建设目标：通过MES系统的建立能够支持业务准确跟踪运行信息，开展有效的管理，实现柔性化生产模式。MES平台，实现以下内容：建设统一的生产信息跟踪管理平台，实现车间生产数据的集成提供准确的配置清单给各工位，指导生产提供产品的参数给质量检测设备发布订单的生产实时序列，指导各车间的供料和生产5.3生产计划生产计划生成、查询、调整生成：MES生成系统内部订单数量范围内的计划，覆盖时间短查询：每次生成的生产计划都有版本号，可以通过终端进行查询：可根据日期、车间、计划版本，输出调整：调整订单的序列后生产新版本的生产计划、调整生产计划的数量而自动调整订单的序列。5.4基础订单信息管理5.4.1接收订单5.4.2定单更新5.4.3紧急下载定单5.4.4定单优先级别管理5.4.5接受定单删除5.4.6定单Hold5.4.7定单过程控制5.4.8定单的的匹配5.4.9定单手工批量更改5.4.10定单归档和清除5.4.11定单断点管理5.4.12SET-IN/SET-OUT5.4.13订单信息反馈(Backflush)5.5物料流向跟踪，返修跟踪和追溯5.6(主生产工序，物料识别)5.7订单准时性监控(车间内临时库存管理)5.8质量检验单据打印5.9打印管理5.10标签打印5.11合格证打印5.12物料身喷码打印5.13现场铭片打印5.14设备维护管理5.15追溯件管理5.16信息广播5.17ECU信息在线刷新5.18MES同现场质量测试设备5.19用户管理6MES-质量管理解决方案6.1基于过程SIP质量信息的采集6.2原材料参数，加工参数在线检测6.3半成品质量数据管理6.4精加工和QC工序质量缺陷记录6.5质量关键点控制6.6合格证打印质量检测及管理6.7MES力矩拧紧防错功能6.8MES同现场质量测试设备6.9精确追溯零件信息的防错扫描及HOLDCODE设置6.10订单码打印7LES-物流执行系统-厂内精准物流拉动部分解决方案7.1厂内物流上线解决方案7.2排序物流拉动7.3供应商直送物料拉动7.4物料ANDON7.5电子看板(eKANBAN/ProductionPullSystem)7.6随行料架(DPS)7.7物料接收7.8电子拉动系统(EPS)7.9年度盘点(API)/动态盘点7.10数据交换内容8PMC子系统解决方案8.1功能概述8.2在制品和存储区8.3总装PMC工作节拍与可动率8.4产量8.5设备管理9系统运维解决方案10MES平台及其对系统特性满足10.1平台总体介绍10.2MES平台性能10.3MES灵活性10.4MES平台拓展性10.5MES平台盘冗余功能10.6MES平台与异构系统的集成10.7工作流管理10.8MES平台界面展示及交互10.9MES平台工艺对象模型10.10MES平台二次开发11报表查询系统11.1报表及查询11.2MES平台内置的jasperreport11.3自动化智能报表软件12项目管理12.1项目管理方法和体系12.2项目实施规划12.2.1项目实施阶段、内容分类12.2.2项目实施主要里程碑、进度规划12.2.3项目实施的组织12.2.4项目实施的方法12.3项目工作范围12.3.1工程文档12.3.2出厂前验收测试12.3.3安装与现场调试12.4培训及知识转移12.4.1教育培训内容12.4.2教育培训说明12.5乙方职责12.5.1项目管理12.5.2项目计划12.5.3项目的组织12.5.4项目管理12.5.5项目跟踪和报告12.5.6项目检查会议12.5.7交付件12.5.8需求评估与系统设计12.5.9编码/配置及单元测试12.5.10系统测试和培训12.5.11系统部署和上线12.6甲方职责12.6.1监督协调项目实施12.6.2提供测试及生产数据12.6.3有关数据的有效性检查12.6.4报表和表格范围12.6.5应用软件源代码12.6.6网络12.7项目实施的保障措施12.7.1项目变更管理12.7.2风险管理12.7.3品质确保计划12.7.4沟通管理12.7.5项目交付件12.8完成标准12.8.1验收过程12.8.2项目完成标志附件：需求-方案对照索引MES系统常用主数据维护PMC：生产计划与物料控制PMC的数据自动采集和生产过程监控，也是MES系统的基础数据模块。也是MES实施的切入点这种实施方式的缺点是：一开始就要在一个大框架下进行实施，各种基础设施(基础网络、上位机、控制模块等)一开始就要一步到位，进行不要造成后续功能实施的时候二次投入。所以说前期准备工作时间比较长。PMC系统自动采集生产过程中的生产数据，并通过MES图形、数据查询、数据报表、数据曲线等形式，呈现给生产管理者，使得生产过程更加透明，为科学有效进行生产管理提供客观的依据，从而提高生产效率，增加产品质量和生产产量。车间生产及设备，运行MES计算机实时采集各控制系统中PLC的数据。通过这些数据可以实时反映整个车间的生产状态，各种与系统连接的OEM设备的运行情况，并在MES系统上产生相应的报警信息。操作人员还可以在此系统上调整参数，进行编辑操作和查询相应的生产信息。MES生成系统内部订单数量范围内的计划,所以MES不用关心，由于生产模式造成的插单问题(上次订单未生产完成，造成的半成品临时存放等问题)这是ERP或电子商务系统需要解决的问题。ERP发布的是以发布日为节点顺延两周的生产计划，MES针对每日生产计划进行分解排序。根据规则，实时根据生产线生产情况推算一周内每天、各车间、各工位上下线点的计划量。当然MES会把相对问题反馈到ERP中。这也是为什么要区分各应用系统功能边界，是系统