《制造执行系统实施与应用》 课件汇 4.4 订单生产计划管理 - 6.6生产绩效与性能分析

制造执行系统(MES)实施与应用4.4

订单生产计划管理MES需要进行业务流程配置，主要是因为它涉及到生产过程中的多个环节和角色，需要确保生产流程的顺畅、高效和符合企业的生产规范和标准。流程配置使得MES系统能够根据企业的具体需求，定制化地管理生产流程。一、生产流程配置的管理1.生产管理流程的模型化4.4

订单生产计划管理MES实施生产流程管理，包括以下几个方面：(1)流程分类管理：通过新增流程分类，可以对不同类型的生产流程进行有效组织和管理，便于快速定位和调用。涉及对象可以是：订单审批、质量检验、物料出入库等。(2)流程定义管理：通过设置流程表单和流程事件，实现流程的自动化和智能化管理。表单用于收集和展示流程中的关键信息，事件则用于在特定条件下触发相应的业务逻辑。(3)流程事件配置与事件脚本配置：通过配置事件和脚本，可以对生产过程中的关键节点进行监控和管理，如审核、退回、流程完成等，实现对生产流程的实时响应和调整。(4)业务数据同步：在流程审批过程中及流程结束后同步业务数据状态，确保数据的一致性和实时性，支持决策制定和问题解决。4.4

订单生产计划管理如图所示，生产计划的审批流程是顺序进行的。将流程状态分为“已完成”、“进行中”和“未执行”，通过不同颜色的图例，表明流程的状态。图示的流程已经完成，流程发起人是计划员，流程的接收方是生产主管，经过生产审核后流程结束。系统会记录流程的创建时间和审批时间，做好流程的信息管理。4.4

订单生产计划管理应用目标：在车间接受订单需求之前，MES系统必须要完成流程配置，建立流程模型，简单的说就是确认生产流程是“谁提出”、“谁审批”。下面基于MES的“流程管理”模块，以“生产订单审批流程”为例，去创建一个流程。2.生产流程配置管理的MES应用步骤一在“流程配置工具”菜单，点击“流程管控”，找到“流程分类管理”，右上角点击“新增”4.4

订单生产计划管理步骤二新增流程的分类名称为“生产流程”，分类编码“prod”4.4

订单生产计划管理步骤三检查流程定义完成情况4.4

订单生产计划管理接下来创建流程模型：在流程模型设计中，添加两个用户任务节点和一个结束事件节点，并依次相连。第一个用户任务节点命名为“计划员发起”，分配用户为流程发起人。第二个用户任务节点命名为“生产主管审批”，分配用户为按候选组选择生产主管角色。保存后发布该流程模型到“生产流程”分类下。步骤一点击流程模型设计，创建流程模型4.4

订单生产计划管理步骤二进行创建流程模型，名称“生产订单审批流程”，模型key“orderRecord”4.4

订单生产计划管理步骤三在流程模型设计中，添加两个用户任务节点和一个结束事件节点，并依次相连。第一个户任务节点命名为“计划员发起”，分配用户为流程发起人。第二个用户任务节点命名为“生产主管审批”，分配用户为按候选组选择生产主管角色4.4

订单生产计划管理步骤四保存后发布该流程模型到“生产流程”分类下4.4

订单生产计划管理在流程定义管理中，为上一步发布的生产订单审批流程设置关联流程表单并设置流程事件，在流程审批过程中以及流程结束后，同步业务数据的状态。完成流程模型的定义后，要为该流程建立“流程表单”。在这过程中会使用脚本语言，这是因为脚本语言相对于编译型语言语法简单，易于理解和编写，而且脚本语言可以方便地处理文本数据和执行各种数据操作，使得MES系统可以根据实际需求进行动态调整和扩展。4.4

订单生产计划管理步骤一新增流程表单4.4

订单生产计划管理步骤二填入信息：表单名称“生产订单审批流程”，表单key“orderRecord”，表单类型选择“URL表单”，流程标题选择流程标题生成脚本4.4

订单生产计划管理步骤三PC表单地址和手机表单地址分别选择对应的地址脚本4.4

订单生产计划管理步骤四表单选项中去掉“跳过相同处理人”的勾选项，完成保存小结-生产流程配置管理的MES应用(1)在执行生产订单的任务之前，要配置MES流程，建立流程模型；(2)先建立流程分类，再设计流程模型，最后进行流程定义管理(4)流程分类的编码是唯一的，如有重复，需更换编码；(3)设计流程模型中，需要为流程发起人和流程审批人分配用户；(4)完成流程模型设计后，一定要点击“发布流程模型”，使能该流程4.4

订单生产计划管理生产订单是指企业根据市场需求、客户订单或生产计划，下达给生产部门的具体生产任务。它是生产活动的法律依据，也是生产过程控制和产品成本核算的基础。生产订单可以根据不同的标准进行分类，一般按照订单的来源可分为：需求订单和预测订单。二、生产订单的管理1.生产订单的概念与分类4.4

订单生产计划管理(1)需求订单又称销售订单，通常指的是客户对产品或服务的实际需求，这种需求可能来自于直接的销售订单。需求订单是供应链中最基本的驱动力，它直接影响生产计划和库存管理。如图4-46所示为某产品的需求订单，订单包含了客户信息、产品规格信息。需求订单下达时一般还需要附上销售合同。4.4

订单生产计划管理图4-46生产企业接受的需求订单（销售订单）4.4

订单生产计划管理图4-47在需求订单中安排计划交付时间）需求订单是按照“计划交付日期”或“完工时间”进行逆向排产，如图4-47所示。4.4

订单生产计划管理举例，某产品订单要求计划交付日期为10月10日，订单数量为10套，“物料需求提前期”为3天，产品“日标准产能”为5套。依据此情况，在产线不安排加班的情况下，MES计算产线最晚开工时间应在完工前5天，即在10月5日前开工；需求订单不限制最早开工时间，完工越早越有利于安排后续生产订单。(2)预测订单是基于历史销售数据、市场趋势分析、季节性因素等对未来需求的预测。预测订单用于指导生产计划和库存策略，帮助企业提前准备资源以满足预期的需求。如图4-48所示是销售预测的模型：销售预测综合考虑每个【产品+客户】的过去历史数据、未来趋势等因素，一键式自动计算出每个【产品+客户】未来每月的预测需求量。4.4

订单生产计划管理4.4

订单生产计划管理举例，某产品计划开工日期为9月18日，订单数量为10套，“物料需求提前期”为2天，产品“日标准产能”为5套。依据此情况，在产线不安排加班的情况下，MES计算第一批产品交付时间至少开工后2天，即9月20日之后。预测订单一般为长周期订单，要结合需求订单或其他在制订单，动态调整避免冲突。4.4

订单生产计划管理生产订单是企业根据客户需求、销量预测、实际库存制定的具体生产任务，它详细说明了生产什么产品、生产多少数量、在什么时间完成等。需求、预测与库存三者之间的联系可以这样理解：(1)从需求到生产：需求订单是生产订单的直接输入。当企业收到客户的具体订单时，会根据这些订单生成生产订单，以满足客户的具体需求。(2)预测与计划：预测订单是生产订单的间接输入。企业通过分析预测订单来预测未来的市场需求，并据此制定生产计划。预测订单有助于企业提前准备原材料、安排生产资源，以减少生产延误和库存积压的风险。(3)库存管理：预测订单对库存管理至关重要。企业根据预测订单来决定何时补充库存，以确保在需求高峰时有足够的产品供应。需求、预测与库存三者之间需要协调一致，以优化整个供应链的效率。例如，如果预测订单过于乐观，可能会导致库存积压；如果预测订单过于保守，则可能无法满足实际需求。2.市场需求、生产订单与库存相互关系4.4

订单生产计划管理在制造企业中，生产订单的创建分为系统内人工手动录入、EXCEL导入以及ERP直接获取等方式。针对不同的企业及订单录入需求，采用不同的方式进行录入。(1)人工手动录入：人工手动录入适用于订单量较小，或是创建临时订单等情况。手动录入通过直接在系统中选择生产订单进行派工，手动选择生产时间、生产内容、数量等信息，并进行订单的派发。(2)EXCEL导入：EXCEL导入订单的方式，适用于订单数据较多的大批量生产内容。通过按指定格式建立订单数据并导入到系统中，系统会自动识别订单数据，并将订单内容一次性导入到MES系统中，完成订单的批量创建。(3)ERP集成：当同时部署有ERP和MES软件的数字化型企业，在实施MES时能够做到与ERP系统进行很紧密的集成，那么销售订单就可以直接从业务层的ERP系统向生产执行层的MES的自动传输。通过集成和自动化工具，提高录入效率和数据一致性。3.生产订单的创建方法4.4

订单生产计划管理在生产排产的过程中，选定日期这一步骤至关重要，因为它直接决定了生产任务的开始与结束时间，进而影响到整个生产计划的执行效率和资源利用。排产方式主要分为正向排产和逆向排产两种。(1)正向排产正向排产以开工时间为基准，逐步向后推算。这种排产方式遵循时间轴的自然顺序，从起始点（即选定的开工日期）开始，按照生产工艺流程、设备能力、物料供应情况等因素，逐步向后推算出各个工序或任务的开始和结束时间，直至整个生产任务完成。4.订单的排产方式4.4

订单生产计划管理正向排产的特点是：直观易懂：符合人们日常处理事务的习惯，易于理解和操作。灵活性高：在开工日期确定后，可根据实际情况调整后续工序的时间安排，以适应生产中的变化。资源利用合理：能够较好地平衡设备、人力和物料等资源的使用，避免过度集中或闲置。4.4

订单生产计划管理(2)逆向排产逆向排产则以计划完工时间为导向，反向推算出各工序的开始时间。这种排产方式从生产任务的最终完成时间（即选定的完工日期）出发，反向推算出各个工序或任务的开始时间，如图4-52所示。这种方式通常用于紧急订单或需要严格控制交货期的生产场景。4.4

订单生产计划管理逆向排产的步骤与正向排产不同点在于增加了“推算生产任务开始时间”，即从交付日期开始，减去总生产时间和缓冲时间，得到每个生产任务的最早开始时间。4.4

订单生产计划管理逆向排产方式其目标明确，直接以交货期为导向，确保生产任务按时完成；通过逆向推算，将交货期压力逐层传导至各个生产环节，促使各部门协同作战，加快生产进度；逆向排产资源调配精准，使得在明确完工时间的前提下，可以更精确地调配资源，确保关键工序或任务得到优先保障。无论是正向排产还是逆向排产，两种方式各有优势，企业应根据实际生产需求和资源状况灵活选择。4.4

订单生产计划管理基于已建立的“生产订单审批”流程，MES系统已经具备了订单审批和管理能力，接下来就可以接受客户的需求订单或市场预测订单。订单的管理分为两部分：生产订单的创建和生产订单的审批。下面使用MES的“生产订单录入”模块，以“台式电脑主机”为投产产品，分别创建生产订单并审批生产订单。(1)生产订单的创建应用目标：使用计划员账号登录系统，在生产计划中心下进入生产订单菜单，新增需求订单，产品BOM选择台式电脑主机，填写需求数量（建议少量），提交订单。5.生产订单管理的MES应用4.4

订单生产计划管理步骤一使用计划员账号user201登录系统4.4

订单生产计划管理步骤二在生产计划中心下进入生产订单菜单，新增需求订单4.4

订单生产计划管理步骤三订单录入：产品BOM选择台式电脑主机；计划交付时间为当前日期顺延5个工作日；需求数量为10提交订单4.4

订单生产计划管理步骤四检查订单，包含订单编号等关键信息；订单状态为“审核中”4.4

订单生产计划管理(2)生产订单的审批使用生产主管账号登录系统，然后从首页进入待办任务，点击标题进入审批界面，分别点击签收和提交，完成流程的审批操作。步骤一使用生产主管账号user301登录系统4.4

订单生产计划管理步骤二从首页进入待办任务，点击标题进入审批界面4.4

订单生产计划管理步骤三分别点击签收和提交，完成流程的审批操作4.4

订单生产计划管理步骤四回到生产订单录入，检查生产订单状态为“待运算”小结-生产订单管理的MES应用(1)在生产线试运行情况下，生产订单可试做首件（单件）(2)订单类型要注意区分“需求订单”或“预测订单”；(3)需求订单是按照“计划交付日期”或“完工时间”进行逆向排产；预测订单是按照“计划开工日期”进行排产(4)生产订单对应产品编码及其BOM，下单时要确认BOM为最新版本(5)基于生产流程配置管理，生产订单提交后，需要由生产主管审批4.4

订单生产计划管理生产计划的制订属于企业生产系统中的运作活动，任何一家企业的生产计划都要服务于企业决策层战略目标的实现，因此，企业运作层中的生产计划管理活动也是在企业决策层的指导下进行的。企业的最高决策层负责制定企业的战略目标、经营目标和生产策略，从而指导企业运作层中各个部门在运行过程中进行合理的决策选择和执行操作，以便服务于企业的整体统筹安排。表4-44对企业战略目标、经营目标和生产策略做了简要的定义和描述。三、生产计划的管理与下发1.企业的生产计划体系4.4

订单生产计划管理表4-44企业战略目标、经营目标和生产策略的定义与描述4.4

订单生产计划管理企业的生产计划体系4.4

订单生产计划管理企业的生产计划体系是一个从上至下、从宏观到微观、从长期变短期的分层计划体系。“从上至下”是指企业按照层次顺序，将决策层制订的战略计划分派到运行层，由运行层将战略计划落实为战术计划，不同的运行管理部门需要对各自的行动计划负责。“从宏观到微观”是指为实现企业的总体战略目标而做出的产品和市场规划、财务计划、资源计划以及生产作业计划等。“从长期变短期”是指为实现企业的长期发展目标而做出的规划，到为满足当期的生产需求而做的年生产计划、月生产计划和日生产计划等。长期计划一般都是指“战略计划”，时间跨度一般在3~5年，有些企业可能在5年以上；中期计划是根据长期计划提出的战略目标和要求，结合实际情况制订的“战术计划”，它既是长期战略目标的具体化，同时又是短期计划目标的依据，一般时间跨度为1年，如年生产计划；短期计划是为实现组织的短期目标而制订的“作业计划”，时间跨度一般在6个月以内，如月生产计划、日生产计划等。4.4

订单生产计划管理主生产计划是经过MES的细化和分解，变成了生产作业计划。生产作业计划是主生产计划的具体执行计划。生产作业计划把主生产计划中的产品生产任务进一步分解到车间、工段和工位，使之成为切实可行的日生产计划。生产经营所涉及的计划与计划内容4.4

订单生产计划管理(1)生产能力的因素生产计划在MES中的形成是一个复杂但有序的过程，它涉及多个环节和数学模型的应用。生产计划的形成过程如下：2.生产计划安排的考虑因素4.4

订单生产计划管理(2)分析需求与评估产能：MES系统首先收集安排作业计划的各方面因素，包括客户交期、生产能力（人员、机器设备、标准产能）、物料到位状况、生产进度状况、产品的相似性，模具的共用性、工艺资料是否齐全。4.4

订单生产计划管理(3)调整产能：评估产能不足指的是生产能力无法满足市场需求的情况。当企业面临产能不足时，通常需要调整产能，调整产能的措施包括：1)延长或缩短工时/机时。2)生产部门培养多能员工。3)临时招募人员外协加工，或压缩外协加工数量，甚至取消外协加工采用外购方式解决本公司产能不足的问题。4)公司内部人员调整，从非生产部门抽调人员参与生产。(4)生产作业计划运算：根据需求分析和生产能力评估，MES系统开始制定生产计划。生产计划通常包括生产量、生产时间、生产线、生产流程等详细信息。生产计划可能需要根据不同的优先级、交货期、生产周期等因素进行调整和优化。排程是指根据生产计划和资源约束，确定每个生产作业任务的具体执行时间和顺序。4.4

订单生产计划管理(5)生产作业计划的输出：它通过考虑多种约束和目标来生成详细的作业排程。MES系统通常包括以下几个关键输出：评估生产能力（产能）的因素4.4

订单生产计划管理一旦生产计划确定，MES系统会将其下发到生产现场，并指导生产人员按照计划进行生产。在生产过程中，MES系统会实时监控生产进度、设备状态、物料消耗等信息，以确保生产计划的顺利执行。如果生产过程中出现意外情况，如设备故障、原材料短缺等，MES系统会根据实际情况调整生产计划。同时，MES系统还会通过收集和分析生产数据，不断优化生产计划和生产流程，以提高生产效率和质量。4.4

订单生产计划管理此外MES中运用了多种数学模型和逻辑来支持生产计划的制定和执行，主要包括：1)资源约束模型：用于评估生产过程中的资源约束，如设备能力、人员数量、物料供应等。这些模型可能基于简单的规则或更复杂的算法来模拟资源的使用和分配。2)时间约束模型：用于确定生产订单或任务的时间约束，如交货期、生产周期等。这些模型可能基于时间管理理论或算法来优化生产时间表的安排。3)优先级模型：用于确定生产订单或任务的优先级顺序。这些模型可能基于客户要求、市场需求、生产成本等因素来设置优先级。4)成本优化模型：用于在生产计划制定过程中考虑成本因素，如原材料成本、人工成本、设备折旧成本等。这些模型可能基于成本最小化理论或算法来优化生产成本的分配。4.4

订单生产计划管理当生产计划下发后，就开始启动一系列的车间工作流程，我们需要掌握其具体内容，(1)生产主管制定周排程或日排程，并下达生产指令；(2)仓库根据《生产制造单》备料；(3)生产部依据《生产制造单》领料，井核对样板，工艺，色卡做好生产准备；(4)将生产所需工夹具、材料按需求定位生产线相应的位置并熟悉产品生产工艺及验收标准；(5)对作业员进行指导，确保生产平衡，对质量进行跟踪监控，对物料的使用，消耗，进行控制，生产数据跟踪，及生产报表，计件计时报表，物料报表审核；(6)品管对半成品、成品质量进行监督管控并验收；(7)生产部依据品管验收的成品入库报告并开具入库单据；(8)成品交接，仓管员必须核对产品的单号，款号，包装工艺表以及QA的批次验货资料；(9)仓库执行出库。3.计划下发后的生产流程管理4.4

订单生产计划管理生产计划下发后的车间工作流程4.4

订单生产计划管理4.4

订单生产计划管理4.生产批序管理在制造执行系统（MES）中，生产批序管理是一个关键的环节，它确保了生产过程的可追溯性和效率。二维码技术的应用可以极大地提高这一过程的自动化和准确性。此外MES的系统集成，使得生产批序的二维码可以与MES系统中的其他模块（如订单管理、物料需求计划等）调用，实现数据的无缝流动。4.4

订单生产计划管理以下是使用二维码在MES系统中进行生产批序管理的步骤：(1)创建生产批序：在MES系统中伴随生产计划而创建新的生产批序，并为每个批次生成一个独特的二维码。(2)打印二维码：将生成的二维码打印出来，并将其贴在相应的生产物料、半成品或成品上。(3)录入数据：使用扫描设备扫描二维码，将生产批序的数据录入MES系统。这包括生产日期、批次号、物料信息等。(4)跟踪生产过程：在生产过程中，通过扫描二维码来跟踪每个批次的进度和状态。这有助于实时监控生产流程。(5)控制质量：在质量检测环节，通过扫描二维码来记录每个批次的质量检测结果。(6)库存管理：使用二维码来管理库存，确保库存数据的准确性和实时更新。(7)追溯与分析：通过二维码，可以快速追溯产品的生产历史和批次信息，便于进行生产数据分析和优化。4.4

订单生产计划管理4.4

订单生产计划管理5.生产计划的管理与下发的MES应用当生产主管审批生产订单后，就可以制定生产计划。作为初学者以及产线试运行，可采用“小批量或单件”的生产计划策略。应用目标：使用MES的“生产计划下发”功能模块，实施“台式电脑主机”生产计划下发：首先要根据订单号查询生产计划，然后MES将依据工艺路线，将每台的“台式电脑主机”的生产计划拆分若干个子生产任务；最后下发每个拆分的子生产任务；每个子任务都有唯一的任务编号。4.4

订单生产计划管理步骤一进入生产计划下发菜单，根据订单号查询生产计划4.4

订单生产计划管理步骤二产品依据工艺路线，被分解为多个半成品的生产任务；4.4

订单生产计划管理步骤三选择第一个产品序列号的生产计划，点击计划下发，并确认4.4

订单生产计划管理步骤四检查生产计划状态显示“已下发”小结-生产计划的管理与下发的MES应用(1)生产计划按照工艺路线，为“任务序列号”划分了后缀为，例如“-1”、“-2”“-3”；后续生产执行和派工要按序列号依次进行(2)关注车间生产计划状态，包含“未下发”、“已下发”、“已完成”、“已派工”、“已开工”、“待检验”、“废补”(3)交期延误或其他不符合生产条件的计划要及时“计划撤销”【本节小结】本节系统解析了生产订单的全生命周期管理，涵盖订单创建、审批、排产与下发等环节。基于正向排产（以开工时间为基准）与逆向排产（以交付时间为导向）策略，MES通过资源约束模型与时间优化算法生成详细生产计划。生产批序管理与二维码技术的结合，实现了从原材料到成品的全流程追踪。订单下发后，MES通过任务拆分、工单分配和实时监控，确保生产进度与资源利用的协调性。该模块的灵活性支持多品种、小批量生产模式，同时兼顾紧急订单的快速响应，为智能制造的高效运作提供核心支撑。4.4

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制造执行系统(MES)实施与应用4.5

物料准备与配送管理物料需求计划（MaterialRequirementPlanning，简称MRP）是一种系统化的方法，用于确定制造过程中所需的物料数量和时间。它通过分析主生产计划、物料清单（BOM）和库存数据，计算出各种物料的需求量和需求时间，从而制定采购和生产计划，以确保及时满足生产需求并提高整体生产效率。物料需求计划的核心在于根据物料的采购周期和生产进度安排，倒排采购计划，确保各层次物料的供应与生产进度相匹配。一、物料需求计划1.物料需求计划的概念4.5

物料准备与配送管理MRP（物料需求计划）的计算方法是一种系统化的过程，用于确定生产过程中所需的物料数量和时间。以下是MRP计算的基本步骤：①确定主生产计划（MPS）：建立一个主生产计划，它是基于销售预测和销售订单制定的，用于指导生产最终产品的数量和时间。②创建物料清单（BOM）：为每个最终产品创建物料清单，列出所有需要的原材料、部件和组件，以及它们的数量和层次结构。③确定库存记录：记录当前库存水平，包括在制品、成品和原材料库存。④计算物料毛需求：使用以下公式计算每种物料的需求：

物料毛需求=主生产计划数量×BOM中的物料个数2.物料需求计划运算方法4.5

物料准备与配送管理⑤考虑提前期：确定每种物料的提前期，即从发出采购订单到物料到达的时间。⑥计算订单发布时间：根据物料需求和提前期，计算订单的发布时间：订单发布时间=需求日期−提前期⑦批量和订单数量的确定：根据生产批量、订单批量或经济订货量，确定每次订单的数量。⑧净需求计算：计算每种物料的净需求，考虑生产计划、库存和安全库存：净需求=毛需求−可用库存+安全库存⑨生成MRP计划：根据上述计算结果，生成详细的MRP计划，包括物料需求、订单数量和订单时间。⑩计划的评审和调整：评审物料需求计划，根据实际情况进行调整，以确保计划的可行性和效率。4.5

物料准备与配送管理应用目标：使用MES的“物料需求计划”功能模块，实施“台式电脑主机”生产中的物料需求计划过程。物料需求计划分成两部分：物料需求计划的运算、物料需求计划的下发。首先进行物料需求计划的运算：进入生产订单录入菜单，点击完成审批的订单数据操作列的运算按钮，对订单进行MRP运算，生成生产计划和物料需求计划。3.物料需求计划的MES应用4.5

物料准备与配送管理步骤一进入生产订单录入菜单，点击完成审批的订单数据操作列的运算按钮4.5

物料准备与配送管理步骤二确认生产订单运算完成；MES会生成生产计划和物料需求计划；记录本次订单编号4.5

物料准备与配送管理然后是物料需求计划的下发：进入物料需求计划菜单，选择第一个产品序列号的物料需求计划，点击下发并生成入库申请单，为后续的物料入库做好准备。步骤一登录界面，在“生产计划中心”菜单点击“物料需求计划（明细）”；观察到有若干物料信息，点击右上角的查询4.5

物料准备与配送管理步骤二输入订单查询信息“MO20240815-002”点击查询4.5

物料准备与配送管理步骤三勾选全部物料后，点击右上角生成入库单并确认4.5

物料准备与配送管理步骤四在物料续期计划（明细）进行刷新，然后再次查询该生产订单的状态；可以观察配送状态“已下发”4.5

物料准备与配送管理步骤五确认完成效果，在“生成入库状态”为生成小结-物料需求计划的MES应用(1)完成生产计划后，应立即安排物料需求计划(2)首先进行物料需求计划的运算，然后是物料需求计划的下发。(3)若订单数量较大、生产周期较长，物料需求计划的运算需要耗费一定时间(4)物料需求计划的下发时应一次性勾选所需物料并“生成入库单”，不要分批申请，避免遗漏4.5

物料准备与配送管理(1)计划入库的概念：计划入库是指在供应链管理中，企业根据市场需求预测、生产计划、销售订单等因素，提前规划和安排货物的采购、运输和存储的过程。这个过程涉及到对即将到来的货物进行预先的组织和安排，以确保货物能够按时、按量、按质到达仓库，并满足生产或销售的需求。二、物料计划入库管理1.计划入库的概念与特点4.5

物料准备与配送管理(2)计划入库的四个主要特点：1)预测性：计划入库基于对市场需求、销售趋势、季节性变化等因素的预测，以确保库存水平与预期需求相匹配。2)协调性：需要与供应商、物流服务商、生产部门等多方协调，以确保货物按时到达并满足生产或销售需求。3)精确性：计划入库要求对货物的数量、规格、到达时间等信息有精确的掌握，以减少库存错误和提高库存管理的效率。4)风险管理：通过提前规划，可以降低供应链中断、货物短缺或过剩的风险，从而保护企业免受市场波动的影响。4.5

物料准备与配送管理计划入库要配合物料需求计划执行，其目的是为了确保供应链的流畅运作，减少库存积压和缺货的风险，计划入库的过程包括以下几个关键步骤：(1)订单处理：根据需求预测，向供应商下达采购订单。(2)供应商协调：与供应商沟通，确保他们了解订单的详细要求，包括数量、规格、交货时间等。(3)物流安排：安排货物的运输方式和路线，确保货物能够按时到达。(4)仓储准备：在仓库中为即将到来的货物预留空间，并准备好必要的仓储设备和人员。(5)质量检验：货物到达后，进行质量检验，确保货物符合要求。(6)入库登记：将货物正式登记入库，更新库存管理系统。2.计划入库的流程4.5

物料准备与配送管理物料计划入库的流程4.5

物料准备与配送管理当物料需求计划下发后，就需要执行物料的采购；完成采购后，就可以将所需物料放置仓库，即完成入库。入库过程分为三部分：审核入库申请单、将物料放置对应的库位、入库登账并核对入库数量。应用目标：使用MES的“计划入库”功能模块，实施“台式电脑主板”所采购的物料入库过程。3.物料计划入库管理的MES应用步骤一使用库管员账号user401登录系统4.5

物料准备与配送管理步骤二进入计划入库确认菜单；观察到有一个单号处于“待确认”；记录该入库单号RK20240817-000014.5

物料准备与配送管理步骤三对入库单明细进行逐条入库登账操作：点击第一个元件右侧的“入库登账”4.5

物料准备与配送管理步骤四库房选择“电脑配件库”；并确认4.5

物料准备与配送管理步骤五库位选择自定义；注意，只有相同的物料才能入库到相同的库位；且每个库位编码是唯一的4.5

物料准备与配送管理步骤六点击完成“确认登账”4.5

物料准备与配送管理步骤七查询本次入库单号，并确认一个零件状态为“已登账”4.5

物料准备与配送管理步骤八接着把本次入库单号中剩余的所有零件都“入库登账”4.5

物料准备与配送管理步骤九点击“库存明细查询”，选择入库登账的日期。确认的结果为所有零件状态“可用”小结-物料计划入库管理的MES应用(1)库房管理员或系统管理员具有物料计划入库管理的权限(2)计划入库需按照“计划入库流程”执行，先有“入库单号”再进行“入库登账”(3)入库时，零件入“配件库”，避免与成品库混淆；每个零件入库都要逐一操作，不能遗漏；(4)通过查询入库状态为“已登账”或库房明细显示已有库存，确认入库完成4.5

物料准备与配送管理(1)配套出库的定义配套出库是指在供应链管理中，根据生产或销售需求，将所需的各种物料、部件或产品按照一定的配套关系和数量要求，从仓库中取出并进行配发的过程。这种出库方式通常用于那些需要多种物料或部件组合才能完成最终产品组装或销售的情况。(2)配套出库的特点配套出库的主要特点包括：需求驱动、配套性、精确性和时效性。需求驱动是指，配套出库通常是基于特定的生产订单进行的；配套性是指，需要确保所有相关的物料、部件或产品能够按照需求配套齐全；精确性是指，配套出库要求精确地按照订单要求的数量和规格进行配发。时效性是指，为了不影响生产或销售进度，配套出库需要在规定的时间内完成。三、配套出库管理1.配套出库的概念与特点4.5

物料准备与配送管理2.配套出库的流程因为物料和部件可以快速地一起配送到生产线，配套出库可以减少生产线上的等待时间，提高效率。通过预先配套和检查，可以减少拣选错误和遗漏，确保生产线或客户收到正确的物料和部件。配套出库允许企业更灵活地响应生产需求的变化，大大提高生产灵活性。物料配套出库流程4.5

物料准备与配送管理3.配套出库管理的MES应用在上一节学习并实现了“物料计划入库”，接下来需要将物料出库，并配送至产线。物料配套出库主要流程为：确认配套出库申请，对照出库单进行出库登账操作，向生产现场配送相关的物料。出库时系统依据物料的入库时间按照先入先出规则进行自动分配库存。应用目标：使用MES的“配套出库”功能模块，依然围绕“台式电脑主机”的生产任务，实现“台式电脑主机”零件的配套出库。4.5

物料准备与配送管理步骤一点击配套出库确认，观察到有两个出库单，状态为“待确认”4.5

物料准备与配送管理步骤二接着在下一栏对本次作业所有零件都点击“出库登账”4.5

物料准备与配送管理步骤三点击确认，完成单个零件或物料的出库登账；由于物料配送必须是配套的，接下来再完成剩余物料的出库操作小结-配套出库管理的MES应用(1)配套出库前要检查是否有库存，零件没有库存时，不能执行配套出库；(2)若库存不足，急需出库时，可利用“手动入库”功能补充库存。(3)配套入库需按照“配套出库流程”执行，先有“出库单号”再进行“出库登账”(5)按照生产作业顺序的需要，分批申请配套出库；一次性出库容易混淆【本节小结】本节聚焦物料需求计划（MRP）的运算与执行，强调物料供应的精准性与时效性。通过分析主生产计划、BOM与库存数据，MES自动生成物料需求清单，并协调采购、入库与出库流程。计划入库通过预测性管理减少库存积压，配套出库则基于“先入先出”原则确保物料配送的及时性与准确性。MES的库位编码与配送路线优化功能，进一步提升了物料管理的自动化水平。该模块通过数据驱动的供应链协同，有效降低了生产中断风险，保障了生产流程的连续性。4.5

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制造执行系统(MES)实施与应用4.6质量活动的准备制造车间的质量管理活动主要由质检前、质检中和质检后三个环节组成，每个环节又有独立的活动一、质量管理活动1.质量管理活动的概念质量管理活动的环节与内容4.6质量活动的准备质检前阶段中包含质检资源管理和质检定义活动，用于对质量活动开展前的人员资源安排、检验项设定等进行初始化的准备工作；质检中阶段，从质检请求生成报验单开始，到质检调度、质检分派、质检执行，最后生成检验单，是质检的实施工作；质检后阶段，根据对质检数据的统计和分析，梳理质检过程中发现的问题，对质检问题进行追根查源，最终纠正问题。4.6质量活动的准备质检前质检所需要的仪器质检的检验标准、检验项目4.6质量活动的准备质检中质检任务的分派质检执行：测量外径是否合格4.6质量活动的准备质检后质检结果的数据统计与分析处理4.6质量活动的准备质检后根据质检结果的数据以及质量问题追溯方法，对问题的根源进行追溯4.6质量活动的准备(1)质检资源管理：提供质检所需要的人员、工具和材料。当分派质检任务时，质检调度人员可以从MES系统中选取可以派工的人员、工具等进行质检工作安排。(2)质检定义管理：为工序输出的制品设定质检项目、检验类型和检验标准等，确定各个工序生产出的制品是否达到质量要求。(3)质检调度：根据生产计划和排程，制订详细的质检计划，确定各个工序中的质检人、质检时间、质检批次和抽样数量等。(4)质检分派：将质检计划分派到各个生产工位中，通知工位执行质检任务的质检项目、质检时间和抽样数量等。2.质量管理活动的内容4.6质量活动的准备(5)质检执行：对物料、在制品和成品进行检验，获取质检数据，对比检验标准，判断质量是否合格。检验可以是生产线上的在线检验，也可以是不在生产线上的离线检验。(6)质检数据收集：将质检过程中获得的相关质检数据进行整理，通过人工录入或者设备的半自动、自动化方式将数据保存到系统中。(7)统计分析：对收集的数据进行统计分析，根据检验类型进行数据分类，利用图形化或者数据化的表现形式查找异常指标数据，为查找问题、改进质量提供保障。(8)质检跟踪追溯：当出现质量异常问题时，回溯问题产品的生产过程，追溯生产环节的问题根源、责任工位和物料批次等，纠正生产过程中的故障。4.6质量活动的准备在执行质检的过程中，MES将预先设定好的参数作为质量检查的要求传递到各个质检工位，可以起到指导、管理质检工作的作用。MES中质量管理配置通常需要初始化以下信息：3.质量管理活动的准备4.6质量活动的准备(1)检验方法：规定各个质检项目所采用的检验方法、测量工具等。检验方法要规范明确，例如，对于缸体平面度检测要求规定，在清晰干净的缸体平面上，用校直规与塞尺相互配合检查。将校直规放在缸体的上平面上，用塞尺测量其结合部缝隙得出平面度，其纵向数值在0.076mm，横向数值在0.051mm。4.6质量活动的准备(2)检验标准：规定产品各个生产工序中输出成品的合格标准，如成品的标准值、最大值、最小值和公差等。4.6质量活动的准备(3)检验规则：规定每个质检项目的检验要求、检验数量以及批次成品质量不达标的判定标准等。4.6质量活动的准备(4)质量问题类型：规定质量问题的分类，功能失效或性能不达标，比如电子产品出现黑屏、蓝屏；规格不符或设计缺陷，比如产品的尺寸、重量、颜色等不符合图纸或规格书要求等。【本节小结】本节从质检前、中、后三个阶段全面梳理质量管理活动。质检前通过资源分配与检验标准设定（如方法、规则、问题分类），为质量管控奠定基础；质检中结合在线/离线检验方式，实现生产过程的实时监控与异常报警；质检后通过数据统计、问题追溯与闭环优化，提升产品质量稳定性。MES系统通过集成检验参数、自动生成质检单、记录质量电子档案等功能，强化了质量管理的规范性与可追溯性，为企业合规生产与持续改进提供了技术保障。4.6

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制造执行系统(MES)实施与应用4.7

作业派工的管理生产作业派工是MES的核心功能之一。MES系统能够根据订单需求、生产能力以及员工、设备的实时状态，自动或手动派发生产任务给相应的工人或机器。派工分为人员作业派工和设备作业派工。(1)人员作业派工：在装配线、包装线等生产线上，MES系统可以根据工人的技能、工作负载以及生产线的需求，自动派发生产任务给合适的工人。这样可以确保生产任务的按时完成，并减少因人为因素导致的错误和延误。(2)设备作业派工：在某些自动化程度较高的生产环境中，MES系统还可以将生产任务派发给机器设备，实现自动化生产。通过实时监控机器设备的状态和产能，系统可以优化任务分配，提高设备利用率和生产效率。一、作业派工1.作业派工的概念4.7

作业派工的管理(1)人员作业派工：在装配线、包装线等生产线上，MES系统可以根据工人的技能、工作负载以及生产线的需求，自动派发生产任务给合适的工人。这样可以确保生产任务的按时完成，并减少因人为因素导致的错误和延误。4.7

作业派工的管理(2)设备作业派工：在某些自动化程度较高的生产环境中，MES系统还可以将生产任务派发给机器设备，实现自动化生产。通过实时监控机器设备的状态和产能，系统可以优化任务分配，提高设备利用率和生产效率。MES系统直接将生产任务通过通信网络派发到具体设备4.7

作业派工的管理派工单（又称工单、工票）是指生产管理人员向生产人员派发生产指令之单据。派工单是下达到工位上的最小生产指令，也是最基本的生产凭证之一。它除了有开始作业、发料、搬运、检验等生产指令的作用外，还有为控制在制品数量、检查生产进度、核算生产成本做凭证等作用。2.派工单的定义传统派工单智能化数字派工单4.7

作业派工的管理从图中可观察到，某“电子手表”的订单中，计划生产的产品序列号为SN20240914-003-1。本次生产计划中，被分配了唯一的生产任务“FO20240914-003-1-1”，实现“手表装配过程”。该生产任务只有一道工艺工序，即该任务的工单编号为“FO20240914-003-1-1”4.7

作业派工的管理还可观察到，在工单信息中，包含“工位”或“实际作业的设备”、“是否需要检验”，工单编号、派工时间、工序名称、加工单元，以及计划开始时间和计划结束时间，工时等信息。此外该工单被指派给了“手表作业班组”的“作业员1”，该工单已经处于“完工”状态。4.7

作业派工的管理生产工单是指导生产过程的重要文件，它详细记录了生产任务的具体要求，包括产品规格、数量、生产日期、交付时间等信息。生产工单的维护管理对于确保生产流程的顺利进行和产品质量至关重要。生产工单的维护管理通常不是由操作工单独完成的，而是由多个部门和角色共同协作完成的。操作工在生产过程中扮演着执行者的角色，他们负责按照工单上的指示进行生产操作。然而，工单的维护管理是一个涉及多个层面的复杂过程，需要不同职能岗位的参与，各个岗位及其工单管理工作见下表3.生产工单的维护管理由生产主管进行的工单管理4.7

作业派工的管理各个岗位对生产工单的管理职能4.7

作业派工的管理工单维护具体流程包括：工单选择、确认状态、维护工单状态、完工或退出工单序列、发出通知。生产工单的管理流程4.7

作业派工的管理在进行工单确认状态时，需要注意：1)“生产条件标志”表示是否接收到了足够的物料和在制品用于生产。如果接收到的物料和在制品至少可以在本工位完成一件产品的加工，则显示为“生产条件具备”;否则，就示“生产条件不具备”。2)“首件标志”表示该在本工序工位是否要求做首件。要求做首件的意思是，加工一件产品后，要经过质量检验合格后，才可以继续生产；不要求做首件的意思是，加工第一件产品后无需停顿，就可以把订单要求数量的产品都生产完。在生产执行过程中，因为客户、材料、技术、质量等因素可能会造成工单取消、暂停、提前结束等状况。生产工单的维护管理中，暂停或取消工单是两个重要的操作，它们通常在特定情况下进行。4.7

作业派工的管理对于暂停的工单通过处理可能会恢复,在系统中需对此类工单进行维护管理。图生产工单的管理流程是对各种工单状态进行维护管理。当生产条件不具备时，有必要取消工单，需要执行“撤销派工”。撤销派工必须填写取消工单的原因，如订单取消、生产错误、客户需求变更等。然后，根据公司的流程，获取必要的审批，并在工单系统中记录取消的原因和时间，通知所有相关人员，包括生产线员工、质量控制、物料管理、客户服务等。此外要评估取消工单对生产计划、库存、成本和客户关系的影响。4.7

作业派工的管理在生产管理流程中，“人工作业派工”可以安排在“物料准备相关活动”之后。当在MES中完成物料计划入库和配套出库后，就可以将“台式电脑主机”生产任务派发给合适的工人或班组。应用目标：使用MES的“员工作业派工”功能模块，实施人工作业派工。4.人工作业派工的MES应用4.7

作业派工的管理步骤一输入工单号，点击查询，得到本次派工的任务清单4.7

作业派工的管理步骤二勾选第一个工单，点击右上角的“人员作业派工”4.7

作业派工的管理步骤三选择生产作业班组1下的作业员1，并确认，完成派工操作4.7

作业派工的管理步骤四检查工单派工状态为“已派工”4.7

作业派工的管理步骤五检查“作业人员列表”为作业员14.7

作业派工的管理步骤六按照上述操作方法，完成第二工单的派工4.7

作业派工的管理步骤七确认所有工单都已派工小结-人工作业派工的MES应用(1)“人工作业派工”安排在“物料准备相关活动”之后(2)作业派工应安排给作业员，生产主管不参与作业实施(3)派工后要检查作业人员列表和具体工时(4)关注派工工单状态，包含“已下发”、“已派工”、“已开工”、“已完工”、“待检验”、“废补”；【本章小结】本章节详细阐述了生产任务派发的逻辑与执行机制。派工单作为最小生产指令，明确了工单编号、作业人员、设备、时间等关键信息。MES通过人员与设备派工模块，结合班组管理与工单状态维护（如暂停、取消、恢复），实现任务的动态分配与实时调整。系统支持首件检验与生产条件验证，确保作业合规性。派工过程的数字化不仅提升了任务执行的透明度，还通过工单历史记录为绩效分析与工艺优化提供了数据支持，最终推动生产资源的高效利用。4.7

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制造执行系统(MES)实施与应用第5章MES的生产过程执行应用【学习目标】1.理解工人作业在MES中的实施步骤和方法2.理解设备排产作业在MES中的实施原理和过程3.理解生产过程的数据类型和数据采集环节4.理解生产跟踪概念的与方法5.掌握生产进度管理与生产计划完成率计算6.了解生产看板的定义、功能、分类与应用第5章MES的生产过程执行应用【重点和难点】重点：1.工人现场作业的MES应用2.设备排产作业的MES应用3.生产过程数据的概念与生产过程数据采集的相关技术理解生产看板的功能以及在MES中的应用难点：1.掌握MES生产数据采集技术以及如何在MES系统中进行设备监控。2.掌握工人现场作业和设备自动排产作业在MES中的操作第5章MES的生产过程执行应用【职业素养】1.通过生产作业执行活动应用实践，培养生产流程的完整性与严谨性意识2.通过生产过程的数据采集活动应用实践，培养数据分类与建模意识3.通过生产跟踪与控制管理活动应用实践，培养进度控制意识，提高生产的可追溯性4.通过生产看板活动应用实践，培养生产指令传递意识，提高生产效率5.1生产过程中的数据通讯生产过程中的数据通讯对MES至关重要，它是MES系统实现数据采集、传输和处理的基础。MES通过数据通讯实时监控生产过程中的参数和指标，提供实时的生产数据和进度，实现生产过程的自动化控制和优化。5.1.1MES在生产过程中的通讯在数字化车间中，通讯网络是实现生产资源与信息化生产管理系统之间信息交互的关键，实现生产资源与MES系统之间的信息交互。数字化车间从上到下被划分为车间层、控制层、设备层。如图5-1所示。图5-1数宇化车间的信息流1.数字化车间的通讯5.1.1MES在生产过程中的通讯车间层、控制层、设备层之间通过通讯系统，实现互联互通和互操作。它们之间交互的数据流分为下行数据和上行数据:(1)下行数据包括：MES、SCADA、HMI等向可编程控制设备(如PLC、DCS控制器、工控机IPC、专用控制器)、现场设备(执行器、伺服驱动器或智能制造装备)等发送的作业指令、控制指令、参数配置、工艺数据等,以及可编程控制设备向现场设备发送控制指令、参数配置等。(2)上行数据包括：下层现场设备向上层可编程控制设备和MES、SCADA、HMI等发送的与生产运行相关的数据,如质量数据、过程数据、测量数据、设备状态以及诊断报警信息。5.1.1MES在生产过程中的通讯对于制造执行系统MES来说，监控生产设备代表着监视设备和控制设备两个概念。监视设备是去获得设备的数据，控制设备是去实现生产自动化和过程优化。MES监控设备的方法主要包括驱动程序法和OPC法。2.MES监控设备的方法(1)驱动程序法若控制层有N个设备，每种设备具有特定的通讯协议，则位于车间层的MES需要至少的N种通讯协议的驱动程序，即MES软件需要对N个接口数据进行转换，这就是典型的驱动程序法，如图5-2所示。图5-2应对多种通信协议的驱动程序访问法5.1.1MES在生产过程中的通讯5.1.1MES在生产过程中的通讯优点：位于车间层的MES有多种通讯协议的驱动程序，可以对多个接口数据进行转换。缺点：不同协议的信息不便于数据通信的统一管理。因此驱动程序法缺点在于结构复杂，开发人员需要花费大量精力开发驱动程序。为了确保MES应用程序能够有效地访问并控制这些过程控制设备，需要采用标准化的通信协议和方法以便确保数据的准确性和实时性、通信的安全性和可靠性，采用OPC法(2)OPC法OPC（OLEforProcessControl）是一种应用于工业自动化领域的通信标准，OPC能够为软件提供访问不同硬件的统一通讯接口,允许不同制造商的设备和系统之间进行高效的数据交换。如图5-3所示图5-3采用OPC统一协议的访问法5.1.1MES在生产过程中的通讯优点：1.OPC技术基于微软的COM和DCOM技术，采用客户端-服务器模式进行信息交换。这种架构允许软件组件之间进行灵活的集成和通信，而无需关心底层的硬件特性和通信细节。2.OPCUA是一种工业自动化领域的通信协议，旨在实现不同设备和系统之间的互操作性，无论它们来自哪个制造商。将OPCUA技术应用于MES系统，能够解决设备异构和通讯网络异构的问题。5.1.1MES在生产过程中的通讯将OPCUA技术运用于车间的实现方法是将OPCUA服务器嵌入各类底层设备之中,对各类底层设备所采集的数据通过服务器转换为支持OPCUA协议的数据。当车间制造执行层MES从数据采集与监控(SCADA)系统获取数据或信息时,采用“服务器”和“客户端”的概念,OPCUA客户端和OPCUA服务器之间的通信使用请求/响应机制。当服务器调用服务时,客户端必须向服务器发送请求消息。处理完请求后,服务器将回复消息发送回客户端。在客户端和服务器之间发送的信息和数据必须首先通过相应的消息模式的格式检查,并由客户端或服务器通过适当的分析来获取所需的信息。5.1.1MES在生产过程中的通讯3.基于OPCUA的MES通讯架构(1)OPCUA的实现形式OPCUA信息交互网络架构:1)设备层。这是由生产加工设备、生产辅助设备和传感器构成的设备层。2)通信层。通信层连接设备底层和信息管理层，连接企业外部的互联网和各种云应用3)信息管理层。根据车间业务流程的需要,通过OPCUA客户端收集设备层的数据,存储在企业本地数据库、云数据库或其他应用系统中,从而实现MES的业务应用。图5-4基于OPCUA的网络架构实现5.1.1MES在生产过程中的通讯5.1.1MES在生产过程中的通讯(2)基于OPCUA架构的MES数据通讯流程对每个不同的底层设备所需要传递的信息分别建立信息模型结构,确定需要对外暴露的信息以及信息的层级结构;根据所需要的底层设备信息在数据中心构建数据库;调用OPCUA的API,针对不同的底层设备建立对应的OPCUA服务器;将需要传输的底层设备数据根据信息模型装入OPCUA服务器的节点中,使用OPCUA通信协议将数据封装发出;在上层信息管理系统中,构建OPCUA客户端,对底层传输来的信息进行解析,然后将其存入数据库;上层应用系统从数据库中读取数据,完成设备监控和业务应用操作；5.1.1MES在生产过程中的通讯数据通信流程如图5-5所示：图5-5基于OPCUA架构的数据通讯流程谢谢观看

制造执行系统(MES)实施与应用5.2生产过程的数据采集MES通过采集生产数据，可以实现对生产进度的跟踪、质量控制、资源优化配置以及生产异常的快速响应。MES应采用自动化和手工相结合的方式采集数据，利用RFID、PLC通信等技术自动采集设备状态和性能数据，确保数据的全面性和准确性。生产过程的数据采集5.2.1车间的生产数据生产数据是车间正常运作的关键，具有多样、异构、实时和复杂的特点。它反映了作业流程和资源状态的变化，涵盖了从计划到成品的全过程。要构建系统，需先分析生产数据类型，了解其内容和特性。根据车间生产进程、数据类型以及系统采集需求，可按照生产进程、数据状态与数据对象来对生产数据进行分类1.生产数据的分类5.2.1车间的生产数据准备阶段数据：指在冲压生产开工前进行查看或准备的数据，用于生产任务制定与制造资源分配，包括生产任务数据与资源基础数据。加工阶段数据：指在工件生产作业中的产生的过程数据，包括资源状态数据、生产进度数据与流转单数据。质检阶段数据：指对原料、半成品、成品进行质量检验得到的数据，分为首末件质量数据、过程质量数据与成品质量数据。(1)按照数据类别划分5.2.1车间的生产数据静态数据：指在一段时间内变化频度小、较为稳定的数据，一般用来描述数据对象的基础属性数据，产品基础数据、人员基础数据、物料基础数据等多为静态数据。动态数据：指在生产活动中产生的过程数据，该类数据会随着生产作业的进程频繁发生变动，需要实时采集、维护，如机床状态数据、生产进度数据、流转单数据等多为动态数据。动静态划分是相对而言且密切相关的，如物料的基础数据（编号、名称、类型等）和状态数据（数量、加工、质量）都属于物料数据，在数据采集时，需根据数据类型的不同进行针对性地采集。(2)按照数据状态划分5.2.1车间的生产数据根据车间作业流程分析，车间生产过程中涉及到的数据对象有生产任务、人员、模具、机床、物料和质量，因此，按照数据对象可将生产数据分为任务数据、人员数据、模具数据、机床数据、物料数据以及质量数据六类数据，每类数据又包含有多个子类数据。(3)按照数据对象划分5.2.1车间的生产数据车间生产数据统一分类模型015.2.2MES数据采集技术数据采集是制造企业信息系统的核心，它连接了生产现场、执行层和计划层，实现了信息的互通。数字化车间MES进行数据采集分为三部分：确定数据采集的对象、选择相应的采集方式和获取数据与传输。1.数据采集基本原理确定数据采集的对象主要包括：车间员信息的采集，机床、数控设备等生产设备的采集，工装夹具等生产工具的采集，物料等零部件的信息采集，工单状态的采集。选择相应的采集方式确定所需的采集设备，运用采集设备获取数据，形成上行报文。然后通过无线网、路由器等网络传输途径，将采集到的数据上传到服务器。服务器对接收到的上行报文进行分析处理，写入数据库。获取数据与传输通过访问数据库获取需要的信息，进行传输给其他功能模块，或者展示在电子看板上。也可通过系统对数据库的操作信息传递给服务器形成下行报文，再通过网络传输给采集设备形成控制命令发送给采集对象。数据采集基本原理如图5-7所示：5.2.2MES数据采集技术生产数据的采集方式分为手工采集和自动采集。5.2.2MES数据采集技术2.数据的采集方式(1)手工采集手工采集是指由工位上的生产操作人员采用手工方式将数据信息录人到MES的工位生产客户端。具体的信息录人方式包括通过屏幕键盘或外接键盘输人文字和数字信息、单击屏幕上的按钮触发事件以及用扫码枪读取条码包含的信息。5.2.2MES数据采集技术(2)自动采集自动采集是指由系统定时或不定时地从设备终端中自动采集信息。具体的信息采集方式有：采用RFID技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据；通过数据接口采集设备数据，主要设备类型有PLC、数控机床、机器人以及各种测量设备等。5.2.2MES数据采集技术在流程型生产企业：生产自动化程度较高，主要采用自动化的设备数据采集方式，大量的数据来自于PLC；在离散型制造企业：生产自动化程度不是太高，主要采用人工录入方式进行数据采集，并结合些条码扫描方式和RFID标签识别方式。数据采集方式常见使用情况3.数据的采集设备(1)边缘智能网关边缘智能网关（EdgeIntelligenceGateway，简称EIG）或者称为产线智能终端，图5-8边缘智能网关数据采集平台5.2.2MES数据采集技术是一种位于网络边缘的计算设备，集成了计算、存储、网络和多种传感器接口。它能够在本地对数据进行实时处理、分析和决策，从而减少对中心化数据中心的依赖，降低数据传输延迟，提高网络性能。边缘智能网关可以分别处理各产线的生产数据、异常停线、班组绩效等信息，并将数据汇总传输至MES。5.2.2MES数据采集技术边缘智能网关或智能产线终端系统主要实现以下各功能：1)接收来自管理系统下达的生产计划；2)通过采集设备计件信号或扫码枪条码信息等实现生产实时完工统计；3)通过记录实际生产时长以及产量计算生产效率，实现生产绩效考核；4)通过异常按灯功能自动统计停线时长，停线原因等信息，为实现产线运行效率计算以及异常停线分析提供全面的数据信息；5)记录生产人员信息，为考核提供依据；6)建立产品与工艺对应关系，实现工艺防错；完工标签打印，实现物流扫码确认入库。5.2.2MES数据采集技术(2)KingIOServer平台KingIOServer是一款通用IO数据通讯平台。该平台集成了数据采集功能，使用户可以通过单一通信平台与工业设备和应用程序进行连接。图5-9KingIOServer生产数据采集平台5.2.2MES数据采集技术KingIOServer在MES中的应用主要体现在以下几个方面：1)多样化的数据采集能力：KingIOServer支持对多种设备（包括PLC、IO模块等）和多种通讯协议（如OPCUA）的数据采集。在MES系统中，KingIOServer能够实时、准确地收集来自生产现场的各种设备数据，如生产进度、设备状态、物料消耗等。2)数据整合与集成：MES系统需要处理来自多个数据源的信息，以实现生产过程的全面监控和管理。KingIOServer能够将来自不同设备和系统的数据集成到一个统一的平台上，为MES系统提供全面、准确的数据支持。5.2.2MES数据采集技术以MES示教设备DS-11为例，介绍在MES中如何实现与设备连接，采集设备的数据。具体的操作步骤如下：4.MES采集设备数据的应用步骤一首先对设备进行信号配置，明确MES采集的设备对象和信息列表。5.2.2MES数据采集技术步骤二将需要采集的信息依次输入至IDEV2，对照MES与PLC,CNC的交互地址与数据5.2.2MES数据采集技术步骤三输入采集对象名称,数据类型和地址，点击确认。5.2.2MES数据采集技术步骤四对设备写入内容进行保存。小结-MES采集设备数据的应用监控运行的设备，首先要将PLC中的信号写入网关中，配置参数创建“采集服务”时，通道需要配置三个PLC：PLC1用于和pqfactory软件进行通讯，进行仿真的启动和监控；PLC2是检测各模块的实时数据，传输至MES显示数据;PLC3是显示机器人工作站第七轴的实时位置配置MES交互数据过程较为繁琐，过程要仔细配置工程结束后，需再次打开网关软件，检查MES与PLC是否建立通讯谢谢观看

制造执行系统(MES)实施与应用5.3.1工人现场作业当作业员进行生产作业前的准备，需依次检查相关内容，具体操作见表5-2所示。一、工人现场作业序号检查内容问题与处理措施1核对操作人员资格1)确认操作人员是否具备相应的操作资格和培训记录。2)检查操作人员是否了解当前工序的操作要求。2核对生产任务单1)确认MES中的生产任务计划与实际生产任务是否一致。2)检查工单中的生产数量、产品型号、生产日期等信息。3核对物料和BOM1)确认所需物料的种类、数量与BOM是否相符。2)检查物料的批次、规格、有效期等信息。4核对工艺文件1)阅读注意事项和工艺文件的技术文档2)确认工艺路线、操作步骤、技术参数等是否符合工艺文件要求。3)检查是否有最新的工艺变更通知。5核对设备状态1)确认生产设备是否处于良好的工作状态。2)检查设备是否经过必要的维护和校准。3)确认工序所需的工装是否到位6核对生产环境1)确认生产环境（如温度、湿度、洁净度等）是否符合生产要求。2)检查是否有可能影响产品质量的环境因素。表5-2作业前的检查工作1.作业前的检查工作5.3.1工人现场作业如图5-10，MES的工位作业流程包括了派工-下达任务、工位接收任务、开始处理生产任务，接收物料，接收在制品，开始生产，输出在制品，填报工时，结束生产任务等一系列步骤。图5-10基于MES的工位作业流程2.基于MES的工位作业流程5.3.1工人现场作业作业完工，需要执行一系列工作。表5-3是作业完工后通常需要完成的任务：表5-3作业完工后的工作序号检查内容问题与处理措施1作业报工1)在MES里报工，填写人工（多少员工参与任务）、产量（本次任务完成了数量）、周期（实际用时）2)关闭MES中的生产任务单。2完工送检1)完成的产品贴上生产任务单号和批次号2)完成品需要送质检部门检验3剩余物料处理1)生产线汇总每个工位剩余的物料，2)以退料单的方式退回原料仓或线边仓，以供其他生产任务单再度领用。4不良品处理1)收集汇总各工序在生产过程中产生的不良品，交维修部门判断（修理/拆解使用/报废）。5文档归档1)本次生产过程中使用的纸质SOP需重新汇总整理收纳6工具归还1)将使用过的工具、辅助材料归还到指定位置。2)确保工具和工装的妥善保管，以备下次使用。3.作业完工后的工作5.3.1工人现场作业应用目标：下面以“电脑主板组装作业工序”为例，介绍如何在MES中进行“工人现场作业”，具体操作步骤见表5-4。步骤一使用作业员账号user302登录系统4.工人现场作业的MES应用5.3.1工人现场作业步骤二进入工人现场作业菜单界面，选择工单，点击“任务工艺卡”5.3.1工人现场作业步骤三比对“备料清单”检查本次作业的物料是否齐全5.3.1工人现场作业步骤四查看每条作业任务的任务工艺卡，包括工序主信息、工序内容、工序要求、注意事项等。理解本次任务的具体工艺要求5.3.1工人现场作业步骤五关闭任务工艺卡，点击开工5.3.1工人现场作业步骤六确认任务状态为“已开工”；开工后，开始记录实际工时5.3.1工人现场作业步骤七按照标准作业指导书进行完成工序5.3.1工人现场作业步骤八在规定工时以内，实际完工后，点击“完工”5.3.1工人现场作业步骤九完工后，点击作业人员，确认已记录工时5.3.1工人现场作业步骤十注意本次工序是要检验，状态为“待检验”；后续等待检验员的操作小结-人工作业派工的MES应用“人工作业派工”安排在“物料准备相关活动”之后作业派工应安排给作业员，生产主管不参与作业实施派工后要检查作业人员列表和具体工时关注派工工单状态，包含“已下发”、“已派工”、“已开工”、“已完工”、“待检验”、“废补”；5.3.2设备排产作业应用目标：下面基于MES的示教设备（CHL-DS-11-A），实施设备自动化作业。本次作业任务的流程依据“轮毂加工工艺路线”：先将轮毂拾取，依次完成拾取车标、定制CNC加工、打磨抛光、视觉检测等工序，最后通过分拣入位，结束作业。设备排产作业的MES详细操作步骤见表5-5。二、设备排产作业步骤一使用