智慧工厂MES执行制造系统总体解决方案

智能工厂MES系统总体解决方案

MES系统信息化MES定义及模型功能介绍整理制作：无忧智库1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：无忧智库1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：无忧智库1519制作时间：2023年睿利而行数智化信息化企业应用企业数智化建设CAD/CAM系统以设计为主的PDM系统以管理设计数据为核心ERP系统以库房管理、财务管理、生产计划为重点CAPP系统以工艺规程的OA系统以企业日常事务处理数控设备大量的高端智能工厂建设·信息化产品4设备状态实时监控预警设备效率自动统计分析加工产量自动计数加工过程参数异常预警质量在线分析及预警人员绩效考核分析制造数据全面管理生产计划及过程管理全面质量及全过程追溯管理成品、在制品、模具、工装库存管理生产系统可视化管理支持园区级物流规划及仿真物料出入库及库存管理支持多种灵活策略的应用支持手持上架、下架、盘点智能化拣选及配送管理KPI绩效考核分析支持集团化、精细化排程支持多种约束条件及突发事件管理计划动态仿真及预警计划闭环及交期回复管理图形化排程计划展示基于大数据，实现设备的预测性维护以及预测性生产支持多维度的绩效考核分析打通各系统的数据通道，实现1个平台化的数据分析呈现支持自定义设定预警机制，实现动态化实时性过程管控实现订单需求的预测供应链全过程监控及预警供应商绩效考核管理实现全价值链及供应链的产供销协同实现信息共享化及数据分析产品1-数据采集系统（MDC）产品2–制造执行系统（MES）产品3–仓储管理系统（WMS）产品4–高级排程系统（APS）产品5–大数据分析系统（DES）产品6–供应链管理系统（SCM）ManufacturingDataCollectionManufacturingExecutionSystemWarehouseManagementSystemAdvancedPlanningandSchedulingSystem

DecisionEvlauationSystemSupplyChainManagementSystemMES系统定义MES(ManufacturingExecutionSystem)：制造执行系统控制、设备层执行层计划层MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”。分期实施功能颜色说明：系统管理工厂建模制造标准生产计划生产管理质量管理设备管理仓库管理报表管理监控管理数据管理权限管理用户管理事件管理规则管理人员组织生产工艺BOM生产设施物料信息工厂布局仓库信息订单管理数据回报物料拉动工单锁定物料计划交期管理工单维护维修管理检验管理点检管理检验管理检验标准入库管理保养管理盘点管理出库管理库存管理设备监控物料监控图形化报表工艺质量监控比较分析生产进度监控统计报表生产看板按灯监控批序管理质量追溯工时监控自定义报表按灯管理设备按灯物料按灯生产大屏显示质量按灯模具刀具按灯能源管理平衡分析实绩分析能耗分析接口管理接口监控交互方式交互数据能源趋势分析成本分析能源报表工具管理寿命管理组装管理库存管理出入库管理检修管理成本管理绩效管理绩效管理薪资管理工时管理文档管理文档下发文档接收在制品管理线边库管理计划跟踪工厂日历备品备件管理设备工时外协管理外协入库外协订单物料拉动外协领料外协跟踪数据采集传感器数据库对接I/O采集PLC采集机床联网高级排程事件处理方案生成多方案对比交期回复预测管理滚动计划外协计划MES二期E-S0P信息平台移动平台沟通管理问题升级生产追溯全过程追溯客退管理客诉管理客退管理退货处理MES一期MES三期MES业务模型

MRP计划配料原材料入库录入ERP季度计划周生产计划采购计划生产领料技术研发订单机加工生产产前准备日生产计划计划班根据周计划排产月度计划计划排产（产能、库存、交付期、物料等）预测订单市场订单质量检验入半成品库产前准备装配生产下线检验成品包装装配生产计划成品入库成品发货设备日常点检设备维护保养设备效率分析BOM维护工艺路线维护原料检验过程检验成品检验日生产计划发运检验质量部营销部门生产计划部门工艺部门ERP设备部门零部件库成品库装配生产机加工生产工时管理MES功能模型8流程制造离散制造工序计划工序派工工序完工数据采集首检数据工艺数据装配过程指导基础数据工作中心零件信息执行生产订单备料计划完工报告计划分解与汇总完工数据求援数据销售预测刀具数据派工数据抽检数据仓库信息备料申请自检数据自检数据工艺路线生产过程跟踪工作日历资源计划生产计划工艺路径停线时间刀具管理工序领料工艺排产刀具修磨个人工时统计标准工时校验工序工时统计刀具出入库刀具成本刀具寿命作业指导按灯拉动集配拉动项目制造配置BOMPRP齐套分析多阶追踪车间绩效分析交接单装配防错节拍监控计划BOM设备数据计划配送装配订单工装数据波次拉动制造策略ATOMTOETOMTS制造协同生产协同计划协同供应链协同设备管理维修管理检修计划设备异常设备档案设备知识库缺陷管理巡检管理返修数据物料需求缺料数据工时数据功能介绍作业计划车间管理生产管理物料配送设备管理工装管理数据采集作业监控质量管理功能介绍-作业计划计划执行下达计划进度查询根据系统内的计划序列，根据系统约束条件依次将MES系统内计划释放变为可生产状态，并下达至现场MES工作站根据生产进度跟踪和报工情况实施了解计划计划完工进度计划接收与修改接收ERP生产计划或创建MES生产计划，并进行插单、撤排、冻结等操作；可与第三方系统集成，接收客户的生产要货，转化成对应的生产计划。生产排程MES系统根据产品计划的工艺、成品库存数量、生产线运行状况、零件的供应情况及制造的生产能力等约束条件综合考虑对可执行的产品计划进行生产排程。XX-XX平台体系XXXX平台体系生态链：

XXXX产品平台体系以“方案”为中心，方案及数据内容可同步共享，包括辅助作业系统（AuxiliaryOperationSystem，AOS）、仿真模拟系统（SimulationModelSystem，SMS）、决策评估系统（DecisionEvaluationSystem，DES）和态势监视系统（PostureMonitoringSystem，PMS），并配备强大的后台支撑系统。XX-XX平台体系XXXX平台部署：包括客户端产品、Web端产品、移动端产品和大屏展示端产品，以及数据库服务、应用服务、接口服务、Web服务等后台产品。XXXX平台对接系统：包括SCM、ERP、MES、WMS、互联网等系统平台，为其提供战略、（预）战术、实时（滚动）、事件等排程、模拟、分析和决策等信息，成为其优化计算引擎。基于云计算和大数据技术XX-XX业务功能XX-XX业务功能订单执行过程监控功能介绍-计划下达（生产派工）客户价值：实现对流转工序管理的派工进行集中管理，支持按不同的优先级法则进行派工，提高车间派工管理的效率和合理性。工作流程：班组长通过派工工作台对集中对工序流转卡进行派工处理；MES系统依照不同的优先法则对工序流转卡的优先级进行设置．针对项目型生产类型，可运用工作流消息推送任务给设计、采购等相关部门。对于生产线上的任务下达，可直接推送到对应车间的电子看板上。功能介绍作业计划车间管理生产管理物料配送设备管理工装管理数据采集作业监控质量管理功能介绍-车间管理（人员管、工时）主要功能：通过流转卡扫描记录（结合设备监控情况），实时记录操作工每批次产品开始加工时间、结束加工时间、加工完工数量、不合格品及返修品数量，系统据此记录操作工每天的工作时间、工作效率、完工数量、报废数量等信息。管理效益：有利于准确统计作业员的工作量，提高效率和正确率；有利于企业合理控制人工成本，持续做成本优化;有利于现场操作人员的工资确定和绩效考评。扫描作业单条码开始本作业单生产按任务单

生产是否完成本批生产工序流转时扫描任务单条码确认完工数量记录开始生产时间记录完成生产时间记录实际完工数量（报废、返修数量）是否功能介绍作业计划车间管理生产管理物料配送设备管理工装管理数据采集作业监控质量管理功能介绍-生产管理产品跟踪：系统通过对生产订单的上下线扫描，对订单零部件的生产过程进行实时动态跟踪与识别。完工确认：订单产品上线后，MES系统进行上线确认，并系统记录生产开始时间，订单产品完工后，于系统内进行完工操作，并时系统记录结束时间，同时系统计算总体耗时。生产统计：订单下线后，系统通过人工维护采集订单完成信息，包括完工数量、合格品数量、不良品数量、不良品代码及其相关信息，系统记录维护信息进行相关数据分析与报表的生成。

毛胚半成品成品半成品功能介绍-生产过程预警生产过程预警：通过扫码技术，实现产品生产过程全程跟踪，如23厂齿轮的生产线与工艺要求不符合，扫描后，系统会自动报警，过程中还会对模具、工人、材料及质量进行动态校验，并在生产换产前提前给出下一任务的换产准备清单。扫描机台扫描操作工条身份条码（确认此生产任务与操作工是否匹配）扫描模具条码（确认此生产任务与模具是否匹配）扫描任务条码（确认此生产任务与机台是否匹配）开始生产，记录机台生产次数，达到规定数量后，停止生产（有设备集成情况）生产换产提前准备（按看板任务，提前开始换产准备）生产换产异常报警模具、物料、人员换产准备生产不良记录（不良数量超限制后，系统报警）功能介绍作业计划车间管理生产管理物料配送设备管理工装管理数据采集作业监控质量管理物料管理-物料条码管理物料包装条码：记录物料出厂信息：厂商编码、物料图号、物料出厂批次、物料生产序列号等；物料标签内容包括：订单编号、收货方、规格型号、产品名称、生产日期、发货日期、包装数量、ASN号、区域（库组所在区域）、供应商名称（供应商编号和名称）等；条码管理物料条码、产品包装箱条码生成及打印支持重打、补打等业务批次管理不同批次的物料，条码差异化管理产品、库位等标签可自定义配置开发所有批次的物料条码，系统中都有记录，方便查询和管理物料管理-物料配送计划物料配送看板：系统按仓库显示本仓库对应产线具体工序的物料配送需求，此需求会按照产线过点数量及对应工单生产计划的单件工时，自动刷新最新的配送需求时间点。物料配送看板按每日生产计划与过点采集数据，结合线边库存余量，计算显示最为精确的物料拉动信息物料管理-预警、拣配定时运行醒目标识预警信息库存预警：根据基础资料设定，对不同物料在不同储存位置的库存数量监控，订单使用短缺或低于安全库存时，启动报警。物料拣配：系统根据MES传递的生产计划信息，驱动打印拣货单，扫描拣货单，系统获取拣货信息驱动相应超市料架LED指示灯亮起。每个料架配置红外感应装置，感应配料员取料动作，取料完成后，LED指示灯自动熄灭。功能介绍作业计划车间管理生产管理物料配送设备管理工装管理数据采集作业监控质量管理PLCA工序工序工序包装….开料检测PLCB设备PCSerial设备状态设备停止原因故障报警设备状态分析设备状态/预警履历分析

-设备效率分析

-MTTR/MTBF

-SPC设备预警分析设备稼动率分析设备预警管理预警发生时分等级的预警

-SMS,e-Mail，微信预警

预警管理设备保全异常发生管理监控设备状态基于SCADA/MES的设备状态监控MESRUNIDLEDOWNMES数据采集(设备，温度，压力，配方)工装工具管理出入库信息登记工装工具与设备的匹配性工装工具与产品的匹配性设备预防保全设备预防整备设备事后保全设备履历设备档案设备保养记录设备点检记录设备维修记录设备建模与工序匹配入库设备维保标准设备保养周期设备日常点检清单工装工具校准周期模具刀具报废周期/次数设备故障责任矩阵备品备件安全库存作业提示预警提醒业务蓝图：建立设备运维闭环管理系统设备管理设备信息：系统与ERP系统接口，获取设备的编号、名称、状态等数据，在MES系统中建立设备台帐。设备台账基础数据包括设备ID、设备编号、设备名称、设备购买时间、设备厂商、设备型号、设备类型ID、生产线编号、厂商、型号、备注。设备管理-设备信息设备管理-设备监控实现对设备的运行状态监控管理，主要功能包括：汇总生产过程中的设备运行数据、捕捉和识别设备的故障信息、运行记录、停机记录和备品备件的更换和使用档案；在上述数据基础上提供设备的OEE、有效作业率、设备利用率、故障停机率等分析功能。通过颜色显示设备当前运行状态，如绿色表示正常开机，红色表示设备停机，黄色表示设备预警等；当点击某台设备时，可显示该台设备的工作情况，如正在加工工件编号、已加工数量、已运行时间等；设备运行状态可以自动刷新，并且刷新时间可以自行设置；关键实施手段方案思路设备管理-设备数采数据库统计分析数据应用设备运行状态监控设备产能分析生产实时进度加工工时分析设备寿命监控车间管理设备管理生产计划….设备利用率分析生产看板实时信息传送异常预警……Ethernet（LAN）／IP工业以太网生产设备数据采集服务

在本方案中，考虑将生产设备及支持数采的设备连接到MES进行数据采集，从而实现监控设备状态，获得设备运行参数，统计设备运行效率等操作。设备运行状态：设备运行、停止、故障等状态，系统需取得每个状态切换时间点及持续时间；设备运行参数：设备处于运行状态时的工作参数，如运行程式、电流、电压、主轴转速等；设备数采前提：进行设备状态信息采集的前提是生产设备配备了供数据采集使用的对外接口，并且原始设备提供商提供了接口规范，和进行数据通信的技术方式；手工方式处理：对于无法自动采集数据的设备，通过手工方式录入设备运行状态、停/待机时间等数据；

关键实施手段方案思路设备管理-设备点检、定检、巡检设备点检、定检和巡检：通过手持PDA扫描设备条码，对设备进行点检、定检和巡检。设备负责人对设备点检进行复审，系统每日随机指定一台设备要求复审人员进行全检，未能完成的，系统进行自动报警，以提高设备点检率，保证设备正常运转。设备管理-设备监控按车间的布局图显示设备的运行情况，在出现异常时及时显示在监控画面上。随着工厂高价值设备的增加，如何保证设备产能的最大发挥，如何保证设备在出现故障后尽快恢复运行，如何保证设备维保人员的知识传递及更新......,这些内容成为设备维保部门必须考虑的问题，本方案提供设备维修知识库，用以解决刚才所提到的问题，保障设备运行可靠性。在设备发生故障后，可输入故障关键字，查询类似故障之前发生的频率，产生原因，解决方法；维修知识库可以形成设备维修人员的培训资料；维修知识来源于MES中的业务处理过程，如缺陷处理、维护工作处理、检修过程记录、工单处理等；在生成维修知识点时，知识点信息必须满足系统要求，如故障现象描述必须>10字、原因分析>20字等，这样操作的原因主要是将故障描述清楚，保证知识有效性；设备管理-维修知识库关键实施手段方案思路

将工厂维修人员日常维修所积累的经验和知识按照车间/工段、工位、设备、关键件、维修人员、维修时间、维修知识及故障征兆、故障原因、故障类别、故障子类别等相互关联录入数据库，为企业所有设备管理人员提供一个灵活、丰富的查询和统计分析平台，从而构建一个设备故障维修知识库，最终为设备的保养、维修和故障处理提供强大的技术保障，有效提高设备有效作业率。功能介绍作业计划车间管理生产管理物料配送设备管理工装管理数据采集作业监控质量管理工装管理-工装计划制令单号工序产品数量工装编号设备开始时间结束时间20150801-1模具整备A1000pcsA001整具整备组8-20

8：008-2017：0020150801-2粗加A1000pcs粗加1车间2组8-2018：008-2110：0020150801-3热处理固溶A1000pcs固溶1号

8-2218：008-232:0020150801-4热处理时效A1000pcs时效1号

8-238:008-2317:0020150801-5精加A1000pcs1线8-2318:008-2323:0020150802-1模具整备B1000pcsB001整具整备组8-21

8：008-2117：0020150802-2粗加B1000pcs粗加1车间2组8-2118：008-2210：0020150802-3热处理固溶B1000pcs固溶1号

8-2218：008-232:0020150802-4热处理时效B1000pcs时效1号

8-238:008-2317:0020150802-5精加B1000pcs1线8-2323:008-241:30按生产计划安排，和工装的整备周期，给出工装的提前整备计划。工装管理-统计、监控、保养计划工装统计、监控及保养计划管理记录工装的实际生产数量，给出工装使用情况的统计数据。监控工装可使用时间或次数，接近保养时间时给出提示。与生产计划结合计算，给出工装的待保养计划。将生产数据采集和工装基础数据结合起来，可以提示用户即将需要保养工装的具体明细。还可将此数据投放到车间和办公室大屏上，提示用户进行保养工作。功能介绍作业计划车间管理生产管理物料配送设备管理工装管理数据采集作业监控质量管理数据采集-采集的数据内容生产数据生产派工派工时间派工人员授工人员完工数量工单完成数量工件完工数量不良品数量完工时间生产时间求援呼叫数据停工数据质量数据首检数据过程检数据终检数据返修数据立式加工中心工艺数据数控龙门铣工艺数据加工中心工艺数据镗床，铣床，车床，钻床磨床工艺数据设备数据设备运行数据设备状态数据故障报警数据设备检修数据刀具数据设备能耗工装数据工装上架信息工装更换信息物料数据物料报缺数据工废料废数据人员数据上下班时间上下岗信息异常信息加工工件信息工艺数据数据采集-系统采集的拓扑图功能介绍作业计划车间管理生产管理物料配送设备管理工装管理数据采集作业监控质量管理作业监控-过点记录过点记录：通过过点扫描与设备连线采集等方式，可以即时的采集每个工单的过程记录，并可根据此记录得出每个工单的上下线时间与设备的停开机记录。作业监控-在制品管理在本工序生产完成后，半成品将向下一个工序交接，交接时通知班组长，由班组长使用PDA扫描转序单条码，确认交接的产品对象、合格品数量，完成交接动作。不再单独打印产品交接单。班组长PDA扫描任务单条码在制品交接在制品型号确认在制品合格品数量确认记录交接时间记录交出在制品型号记录该批次合格品数量工序在制品库存调整系统将生成实时的产品交接记录，生产管理人员可随时利用系统功能，查询到产品在线的在制品结存情况：作业监控-ANDON管理类型含义控制方式响应及支持帮助请求操作工可以通过ANDON系统的拉线开关或按钮实现报警、寻求帮助、停止生产线操作工拉动督导工到达区域，针对问题作出决定。设备呼叫设备出现故障或报警时发出。自动保全解决问题。品质呼叫出现质量问题、拧紧加注出现缺陷。手动/自动相关人员快速响应，处理相应问题物料呼叫当线边缺料时，按下物料呼叫手动/自动物流人员紧急送料。例行呼叫当巡检、上下班、休息、就餐时间到，NDON板上会显示相关的信息自动巡检

作业监控-ANDON管理ANDON开始时间人员响应时间故障处理时间统计分析移动应用：现场的按灯报警信息还可以与管理人员的手机、PDA、平板等移动设备集成，使呼叫和报警信息更加及时高效的传达到相关人员的手中。统计分析：对采集的按灯数据进行标准化统计分析，帮助管理人员快速、科学定位生产异常重点区域、关键因素，为进行管理优化提供数据支撑。功能介绍作业计划车间管理生产管理物料配送设备管理工装管理数据采集作业监控质量管理质量管理-品质信息采集在整形工位设置一台质量目视检查终端，用于人工检查设备无法测试的质量问题。质检人员可以选择不同区域的质量缺陷。如蒙皮褶皱，系统将记录该座椅所有的质量明细，提供质量缺陷报表。若质检人员选择了质量缺陷，系统自动放行让其进入返修工位。返修工位终端显示该座椅所有的质量缺陷在人员、机器、方法、材料发生变更时，及时提示对应的处理方式。质量管理-质量追溯通过记录产品生产过程中的物料、设备、人员、工艺参数等信息，实现全流程质量追溯管理机制。质量管理-统计分析客户需求：通过系统查询产品质量缺陷，针对产品缺陷短板制定质量改善方案，从而降低质量损失。主要功能：报表统计，支持客户自定义报表开发MES系统可根据不同质量问题出现的频率，警醒预警，并针对每种质量问题设定改善的方案。客户价值：建立公司标准的质量管理体系，生产现场的质量检验数据，同比，环比分析，对突出的质量质量进行预警，逐步减少质量问题系统应用场景降低企业成本，提高企业竞争力减少物料浪费减少质量缺陷减少物料库存物料费用降低人工费用降低制造费用降低企业成本降低减少时间浪费减少设备故障减少人工浪费仓储配送管理供应链管理过程控制/防错高级计划排产质量管理与控制生产过程调度自动数据采集设备监控与管理模块途径效果51机床联网介绍

数控机床数控机床介绍：数控系统控制，以G代码为执行指令的自动化机床；中高端金属加工技术领域应用最为广泛的机械设备；军工、航天、装备制造企业的关键设备，重要资产。

数控系统以微处理器为核心，以特定算法对G代码程序进行处理，将程序描述的线性轨迹换算为点位信息，并通过驱动装置将数字信号转化为模拟信号进行电机控制。70年代以继电器、晶体管等为主要硬件平台；90年代集成电路、微处理等为主要硬件平台近年逐步以工业PC为硬件平台。

数控系统当前国际主流数控系统：西门子、发那科、海德汉，占据国内中高端数控机床市场的80%。其他系统还有三菱、马扎克、发格等等。国内发展比较好的系统：华中、广数、凯恩帝，但系统的性能始终无法取得关键突破，主要还是应用在中低端数控机床市场。DNCDNC：DistributedNumericalControl：分布式数控，可实现数控程序的网络传输、数控机床在线加工等功能。借助软件技术、网络技术解决早期数控设备(NC)因使用纸带输入数控加工程序而引起的一系列问题。串口传输（RS232）\网口传输NC程序（G代码）网络化传输MDCMDC：ManufacturingDataCollection:设备制造数据实时采集通过多种灵活的方法获取生产设备的实时数据，已图表形式，直观反映当前或过去某段时间的生产状况，为管理者决策时提供参考数据。设备开机时间、停机时间、运行时间、故障时间、关键件运转时间、工艺参数、报警信息等。

机加车间痛点关键设备利用率?设备平均利用率？重点设备当前状态？哪些设备利用率低？设备的故障率？没仿真工具，对程序进行数据仿真、比较工作浪费时间且容易出错。利用机床仿真，降低了机床的有效利用率。程序放置不同的电脑作业指导书、工艺图纸等关联文件存放散乱程序无权限和流程管理程序无版本管理手工录入磁盘、CF卡、U盘传输台式机、笔记本传输程序传输程序编辑仿真机床实时监控程序管理

解决方案zzzzzzzzz机床联网与机床监控系统DNC机床联网通讯MDM程序管理EDIT程序编辑与仿真MDC机床数据采集机床联网拓扑程序传输（DNC）远程查询，在机床控制面板上能够直接查询DNC服务器上的程序清单、程序大小、编程日期等。远程请求，机床操作员直接在机床控制面板上可以下载所需要的加工程序。远程比较，在机床控制面板上可以直接将机床内的程序和服务器的程序进行比较，并将比较结果显示在机床上。自动接收，程序上传时，服务器能够自动接收、自动命名、自动保存数控程序，服务器无须专人值守。程序管理（MDM）

角色管理功能：如编程员、编程主管、检验员、技术主任等；对加工程序进行可靠的权限管理，不同的人员设置不同的权限。权限管理对程序有流程签审管理；完全支持编制、校对、审核、批准等流程；用户并可以根据企业实际情况进行流程的自定义。流程管理具有版本管理功能，每次更改均产生新版本；可自动