云内MES项目介绍v02

专业·高效·创新用国际一流工业软件和服务助中国制造业引领世界上海某著名企业Shanghai

United

Grand

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TechnologyCo.,Ltd.目

录

CONTENTS02工业4.0的发展历程基于CPS系统的工业革命蒸汽机的发明，机械化的生产设备IT和电子技术应用，提升了自动化程度。电力驱动的自动化设备，部分取代了人力，初步形成大规模工业生产方式。工业4.0的理论核心信息物理系统(Cyber-Physical

Systems)•

将物理设备连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能；•

将资源、信息、物料以及人紧密联系在一起，从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合；•

将销售、设计、开发、物流、生产、售后整个价值链进行整和，并将有关的所有数据采集，大数据分析，将网络空间的高级计算能力有效的运用于现实世界中，从而形成可自律操作的智能系统。互联工厂愿景：工厂与用户零距离，实现可定制化生产云工厂（共享工厂）愿景：工厂与设计者零距离，实现生产能力共享•

具备智能的柔性化生产能力，实时共享的生产负荷。•

工厂跟人一样，变成一种资源，“出卖”

自己的生产能力，为其他需要的人去进行生产。•

创业者专注于创新设计，不必为生产烦恼。MES是智能工厂的核心系统AMR:MES(Manufacturing

Execution

Systems)是位于上层的企业资源计划系统

ERP与底层的过程控制系统

PCS之间的面向厂（车间）级的管理信息系统。Portal/BI工厂门户报表CAD/CAE产品设计与仿真验证SSM销售和客户服务系统MES制造执行系统PLM产品生命ERP企业资源计划SCM供应链管理系统CAPP/MPM工艺设计和管理DNC/DCS底层自动化控制MESA（Manufacturing

Execution

System

Association）对MES的定义：MES能通过信息传递，对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂中有实时事件发生时，MES能对此及时作出反应、报告，并用当前准确的数据对它们进行约束和处理。这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少企业那些没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作，同时提高了工厂及时交货的能力、改善了物料的流通性能，提高生产回报率。MES在三层的企业集成模型中的位置和作用资源管理层ERP关注现场What,When,Where,Who,Why,

HowM)现场控制系统DCS/PLC设备系统底层自动化设备工厂生产管理现状分析多品种小批量、生产过程复杂、计划多变、调度困难设备资源均衡性差，利用率较低现场加工进度和状态不能实时反馈，造成车间“黑洞”大量现场数据通过手工记录，造成信息封闭、追溯困难！库存不准或积压严重交期不准、订单延迟MES价值：提升产品制造和质量的执行力车间透明化决策分析

车间信息透明

协同制造

数字看板和报表

提高效率

为决策层提供完备、质量提升精确的支撑MES制造执行系统资源调度

提高产品质量

降低不合格率

最大化客户满意度

质量信息可追溯设备物料工装，刀具人员

加强资源调度

提高设备利用率

减少生产准备时间实施MES产生的收益：MESA统计数据：MES的组成与基础功能模型1997年，MESA提出的MES功能组件和集成模型，包括11个核心功能模块及对应的上游ERP、PDM、CRM、SCM、DRP及底层自动化系统之间的对应关系。CRMERP客户关系管理工序详细调度资源状态管理资源规划管理生产单元分配人员管理产品跟踪管理CMC/PDM协同制造商务产品数据管理SCM供应链管理质量管理文档管理过程管理设备管理性能分析数据采集DRP分销资源管理AUTOMATION自动化智能化工厂体系架构决策支持数字化看板中控室ERPPLMCRM计划执行生产监控物料监控设备监控质量监控预警监控立体库计划进度看板

设备状态看板生产进度分析

综合质量分析综合设率分析

综合生产分析质量问题看板

物料综合看板工厂建模数据采集计划调度现场作业设备管理质量管理数据采集DNCMDCDCSPLCOPCSCADAHMI自动化产线相关基本业务流程介绍MES

业务逻辑图工艺设计员计划员工艺设计与验证反馈生产数据给工艺设计反馈订单实际数据11011发布来自发布给ERP的订单传送订单制造部门任务任务和生产数据2仓库/物流生产执行调度生产统计员质量管理人员调度排程生产组织归集任务信息与生产数据关键数据分析追踪与追溯物料需求申请单89加工任务

传送任务信息

上传生产数据工艺数据

到现场原材料/半制品操作员设备运维人员34567接收开始生产任务任务数据质量检查数据采集完工入库工艺数据等制造管理控制维护刀具质量管理生产计划ITMES介绍物理建模物理建模搭建了企业的基础物理模型功能参考界面：.

企业某著名企业基础模型；.

工厂建模：对企业下属的工厂或车间进行建模；.

工作中心建模：对各流水线对应的工作中心定义，可以定义为一定的工段；.

位置建模：对工厂下属的位置进行建模，如流水线；.

资源建模：完成对各类机器、设备或工装、夹具、测量工具等的建模。产品流程建模搭建产品制造流程的逻辑结构功能参考界面：.

产品：建立完整的产品信息档案，包括原材料和半成品档案等；.

BOM：建立产品制造BOM结构，实现版本管理；.

工序：对生产流程中的关键操作工序（Spec）进行建模；.

作业：对工序上对应的操作（Operation）进行建模.

工艺路线：图形化的工艺流程（Workflow）定义工具，支持流程嵌套和各种复杂工艺的流程编制。执行建模产品制造过程的跟踪审核与控制功能参考界面：.

从产品批次创建到过程某著名企业、作业、执行到入库的全过程记载和跟踪；执行模型.

对产品跟踪和控制规则机制的模型建立；.

对车间WIP在制品的跟踪和状态查询；.

对车间各类生产设备状态的监控和历史记录查询。跟踪和控制实时WIP状态和系谱实时设备状态和历史记录APS高级计划排产基本概念

应用了数学模式（例如线性规划）、网络模式或仿真技术等先进的规划技术与方法。

在同时考虑到企业各种生产资源限制与目标的情况下，拟定一套可行且最佳效能的生产规划。

能根据其他系统（MES、物流）反馈实时生产资源信息进行计划调整。实际面临的困境与解决方案中间品、原材料的库存非常高，大量资金被占用工序级生产和物料计划紧急插单分单无法对应客户的紧急订单，无法预知对现有计划的影响无法准确评估产能和库存物料,无法快速回答交期模拟分析与计划调整APS计划及执行结果可视化无法监控生产过程，及时掌握进度动态实时计算材料不能及时达到、废品率高导致计划频繁变更支持有限能力逆向及正向排程有限能力逆向排程（JIT生产）

——

从订单的末工序工作开始，从后向前依次排订单的所有工作。并在满足订单交货期的前提下尽量将订单向后排程。防止提前采购和提前生产，以减少库存积压,并最大程度的降低订单变更所带来的影响。有限能力正向排程

——

从订单的首工序工作开始，从前向后依次排订单的所有工作。使得订单尽量向前排，以最大程度的利用资源和资源产能。正排通常用于处理紧急订单或是交货期答复。混合方向排程

——

同时采用正向排程和逆向排程，充分发挥两者的优势

。如对于瓶颈工序而言，在这之前的工序逆向排程，在这之后的工作正向排程。使得工序间的等待时间最短。MES与APS的关系

APS是精细化生产管理的引擎，可通过APS系统查找生产过程中的瓶颈，分析设备产能，生成车间物料配送计划；

MES是精细化生产执行的使者，MES通过对生产批次的调度、派工和在制品跟踪，收集生产过程质量数据，保证生产管理的可视与可控；

APS是MES生产计划与调度的源头，MES是APS运行的根基，两者相辅相成，互为补充；接收ERP生产订单MES报工生产任务创建MES派工生产任务编辑生产计划下发滚动计划接收生产计划排程生产计划调整在制计划调整计调平台现场监控调度平台调度操作结束现场管理要素现场工作流程工单上线工单管理工序执行工序检验生产数据采集优质、高效、低耗、均衡、安全的生产检验数据采集最后序完成终检/抽检下线/入库加工单元Ⅰ(MES终端1)OP60加工工艺定位孔及两端面OP70加工工艺定位孔及底面孔系等OP80加工预热塞孔等OP90铣两侧面、铰喷油嘴孔等智能检测单元1上线打标OP60加工工艺定位孔及两端面OP70加工工艺定位孔及底面孔系等OP80加工预热塞孔等OP90铣两侧面、铰喷油嘴孔等12312加工单元Ⅱ(MES终端2)OP130

~OP160缸盖两侧面孔加工自动线OP100

~OP120缸盖两端面孔加工自动线位置度检验站人工OP170

~OP210缸盖顶底面孔加工自动线人工3加工单元Ⅲ(MES终端3)OP211：二期机器人修毛刺人工OP216加工挺OP215加工座柱孔等圈孔等加工单元Ⅴ(MES终端5)OP216序加工完成后工件返回至OP215序前辊子道智能检测单元2OP216加工挺OP215加工座加工单元Ⅳ(MES终端4)柱孔等圈孔等检验站P220精铣顶面OP220精铣顶人工OP230

加工前OP235：二期机器人修毛刺5等面等后端面孔等4OP230

加工前后端面孔等P220精铣顶面OP240中间清洗4P220精铣顶面6等等加工单元Ⅵ(MES终端6)OP245手工上螺纹堵OP250中间试漏OP260压装座圈导管75OP270

压定位套68OP280

装盖人工OP290

刻号加工单元Ⅶ(MES终端7)加工单元Ⅷ(MES终端8)OP320

加工凸OP310

加工座圈导管孔等OP300

加工座圈导管孔等10911轮轴孔等OP325OP320

加工凸轮轴孔等OP310

加工座OP300

加工座圈导管孔等智能检测单元387一期项目：机器人修毛刺检验站圈导管孔等加工单元Ⅸ(MES终端9)人工OP330

最终清洗12OP340

压碗型塞OP350装配螺堵13OP360

最终试漏9人工OP370

完工下线10缸盖成品暂存区NA/B类质量采集点M线边库管理工件/物料采集点人工数据采集物料数据采集应用示例物料采集方式一般分条码或RFID采集条码的分类一维码二维码RFID常见的

Code39

条码常见的QR

Code条码国际广泛使用的条码种类有EAN、UPC码（商品条码，用于在世界范围内唯一标识一种商二维码主要分为QR码和DM

射频识别技术是一种近程码QR码容量密度为16kb，一般信息量都能够达到2kb以上。

QR码能用数据压缩通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系品）、Code39码（可表

方式来表示汉字，仅用13bit

统与特定目标之间建立机示数字和字母，在管理

即可表示一个汉字，比其他

械或光学接触，RFID可领域应用最广）、ITF25

二维条码表示汉字的效率提

读可写，可重复利用；码（在物流管理中应用较多）、Codebar码（多用于医疗、图书领域）、Code39码、Code128码等。单据或卡片条码应用仓库实物条码应用高了20%，因此QR在汉字处理上更有优势。而DM码则更“小”，可在仅仅25mm²的面积上编码30个数字。但DM无法表现汉字等其他形式，而相较而言，DM码信息容量小，应用简单。条形码是“可视技术”，扫描仪在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码。相比之下，

射频识别不要求看见目标，只要在接受器的作用范围内就可以被读取。蚀刻金属条码金属激光雕刻二维码RFID芯片RFID接收天线设备数据采集带网卡的机床其他机床FANUC需要增加硬件进行设备改造机床示意图配置采集方式简评SIEMENSHEIDENHAIN等只可采集部分数据，如开关机状态、运行状态等。需要增加采集终端，实现较复杂。从DI、

DO控制板中引出开关量数据无串口、无网口通过串口服可采集数据较全面

，有程序通讯功能有串口，无网口有串口，有网口务器转以太某著名企业讯可以采集非常丰富的现场信息，采集功能近乎完美以太某著名企业讯数据采集质量管理基础数据检测工序检测指标缺陷类型报废类型。。。加工作业书不合格追溯管理质量管理加工作业书分类统计汇总分析返修原因分类汇总排序责任单位分类汇总发现单位分类不合格•趋势分析针对不同原因，进行柏拉图趋势比较分析记录检测值、名称、发现单位、现象、原因、采取措施等•记录•确认处理方式及结果（返修、报废）质量追溯通过产品出生证，追溯质量检测数据。通过产品出生证，追溯产品生产过程所涉及原材料、供应商、生产线、生产设备、刀工具、检测指标、生产时间、装配人员等过程信息21追溯管理通过物料条码，追溯这一批零件或原材料都装配、生产了哪些具体产品。通过产品出生证，追溯产品生产所及原材料或零部件供应商等信息。43MES质量管理均值，标准差S

P

中位数，极差C

最大值，最小值PARETo法

20/80主次因素分析工序能力指标Cp

Cpk

峰值，偏差直

方

，图设备管理设备看板

提高设备效率故障诊断改善维护能力设备启动率OEE分析效率分析设备综合利用率设备故障率统计设备停机率统计设备完好率单位时间产量设备管理MES质量管理

异常时长统计PARETo

20/80主次因素分析法OEE

设备综合效率现场看板品质控制看板：及时反馈现场所有状态及工位品质状况的信息物料看板：及时反馈物料状态的信息设