MES系統(tǒng)通過控制包括物料、設(shè)備、人員、流程指令和設(shè)備在內(nèi)的所有工廠資源,優(yōu)化從定單到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)活動,以最少的投入生產(chǎn)出最符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品,實現(xiàn)連續(xù)均衡生產(chǎn)。
MES系統(tǒng)通過與ERP、集控系統(tǒng)、物流自動化等系統(tǒng)的全面集成,為企業(yè)搭建一個生產(chǎn)制造集成平臺,實現(xiàn)對生產(chǎn)全過程的管理。
ISA-SP95標準定義了MES的功能邊界,以其作為定義工廠MES系統(tǒng)業(yè)務(wù)邊界的基礎(chǔ),并結(jié)合工廠的自身特點來劃定MES系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邊界范圍,主要內(nèi)容包括:
下面就MES系統(tǒng)業(yè)務(wù)邊界范圍的主要內(nèi)容做具體的介紹和分析。
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理主要實現(xiàn)MES系統(tǒng)物料、設(shè)備、人員、工藝、質(zhì)量、日歷相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理對MES系統(tǒng)中所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行集中管理,其他功能模塊使用統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
MES系統(tǒng)維護的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),其編碼規(guī)則和格式規(guī)范要求符合工廠信息化建設(shè)的總體要求,最終提供一個綜合基礎(chǔ)信息共享查詢平臺,為整個MES系統(tǒng)的運行提供良好的基礎(chǔ);A(chǔ)數(shù)據(jù)如果在ERP系統(tǒng)中已經(jīng)有維護,MES通過系統(tǒng)集成的方式實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的接收和同步。
生產(chǎn)建模
根據(jù)生產(chǎn)廠各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實際設(shè)備情況,對整個的物理設(shè)備進行定義,建立物理模型。
在物理模型的基礎(chǔ)上進行“擴展”,根據(jù)工廠在生產(chǎn)、物流、能源生產(chǎn)等方面的實際業(yè)務(wù)管理模式,定義相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯模型,建立邏輯模型;邏輯模型通過事件和消息來驅(qū)動的各種業(yè)務(wù)“規(guī)則”,模擬和跟蹤整個生產(chǎn)過程。
生產(chǎn)排產(chǎn)與調(diào)度
生產(chǎn)排產(chǎn)的主要任務(wù)是接收或維護生產(chǎn)計劃,結(jié)合資源能力、設(shè)備能力、設(shè)備維修保養(yǎng)計劃,工藝要求以及生產(chǎn)車間部門的生產(chǎn)操作安排等,通過科學(xué)組織生產(chǎn)安排,進行詳細排產(chǎn),接收ERP詳細到天的各類訂單,將訂單轉(zhuǎn)化為MES生產(chǎn)計劃,再將生產(chǎn)計劃分解為工單,更有效地指揮協(xié)調(diào)生產(chǎn)。
生產(chǎn)調(diào)度是生產(chǎn)實時指揮調(diào)度的核心,生產(chǎn)排產(chǎn)和生產(chǎn)過程監(jiān)控是生產(chǎn)調(diào)度的基礎(chǔ)。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備動態(tài)信息、質(zhì)量動態(tài)信息、生產(chǎn)動態(tài)信息等,協(xié)同各部門各作業(yè)單元高效有序生產(chǎn),實現(xiàn)作業(yè)的智能調(diào)度,保障排產(chǎn)與調(diào)度的完成。
生產(chǎn)標準管理
生產(chǎn)標準管理實現(xiàn)對產(chǎn)品標準進行管理,維護產(chǎn)品類別,制定物料產(chǎn)品路線;維護產(chǎn)品路線包含的產(chǎn)品段,各產(chǎn)品段的執(zhí)行順序,以及產(chǎn)品段下的工序,工序下包含的參數(shù);并維護生產(chǎn)工藝標準,審批發(fā)布生產(chǎn)標準;管理生產(chǎn)標準的版本,并作為排產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量考核和生產(chǎn)控制的依據(jù)。
生產(chǎn)標準管理實現(xiàn)生產(chǎn)標準定義和維護,包括:制定生成生產(chǎn)標準、制定新版本生產(chǎn)標準、標準審批與下發(fā),以及按類別維護生產(chǎn)標準、標準歸檔和標準廢棄等幾方面的功能。
質(zhì)量管理
質(zhì)量管理通過對生產(chǎn)過程中的質(zhì)量信息進行記錄和匯總,實現(xiàn)對各工序、工段的生產(chǎn)工藝標準進行有效的質(zhì)量監(jiān)視,對在制品的質(zhì)量情況進行分析,實現(xiàn)對工藝質(zhì)量改善。利用生產(chǎn)全過程中的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的可追溯及產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的實時性,實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的過程統(tǒng)計分析及質(zhì)量追蹤功能,最終達到對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題進行考核。
設(shè)備停機管理
MES系統(tǒng)的設(shè)備運行管理一方面實時收集、匯總生產(chǎn)過程中的設(shè)備運行數(shù)據(jù),捕捉設(shè)備運行故障信息;根據(jù)底層的反饋的設(shè)備運行數(shù)據(jù),自動對數(shù)據(jù)加以識別,并生成相應(yīng)的設(shè)備運行記錄和停機記錄,將這些數(shù)據(jù)歸檔、進行統(tǒng)計分析,形成設(shè)備運行情況統(tǒng)計報告。
生產(chǎn)監(jiān)視
在對生產(chǎn)管控、能源管控、物流管控等生產(chǎn)控制系統(tǒng)進行實時數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上,通過對生產(chǎn)過程中實時產(chǎn)生的各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行動態(tài)監(jiān)視,從而實時掌握生產(chǎn)的動態(tài)情況。同時,與生產(chǎn)計劃進行比對,達到對生產(chǎn)進度計劃進行有效控制,以便及早控制與處理生產(chǎn)過程中的異常事件。
物料管理
物料管理包括物料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)定義、物料信息采集、物料譜系生成和物料追蹤。它記錄和跟蹤從原料投料到產(chǎn)成品入庫過程中發(fā)生的所有與物料有關(guān)的信息,并結(jié)構(gòu)化地組織起來,按固定時間段進行歸檔,形成歷史生產(chǎn)檔案。
當(dāng)用戶需要查詢歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)時,只需輸入相關(guān)的查詢條件,MES系統(tǒng)會快速準確地進行定位,自動顯示出用戶所關(guān)心的數(shù)據(jù),如生產(chǎn)過程中的物料消耗、生成、變更和流轉(zhuǎn)信息,和相應(yīng)的質(zhì)量、設(shè)備、工藝信息。
現(xiàn)場管理
現(xiàn)場管理模塊包括各個車間現(xiàn)場管理,按工藝段對交接班的原料、輔料、在制品的信息進行記錄。能通過數(shù)據(jù)采集獲取的自動記錄,對于不能自動獲取的數(shù)據(jù),生產(chǎn)操作人員按照操作守則,在現(xiàn)場終端進行錄入和維護,保證生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。
統(tǒng)計過程控制
MES中的統(tǒng)計過程控制,是在獲取底層自動化系統(tǒng)實時生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)及抽取MES各個功能模塊靜態(tài)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過數(shù)理統(tǒng)計方法的過程控制工具,科學(xué)地區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的隨機波動與異常波動,對生產(chǎn)過程的異常趨勢提出預(yù)警,使生產(chǎn)管理人員及時采取措施,消除異常,恢復(fù)過程的穩(wěn)定。
生產(chǎn)人員管理
人員是生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)里的一個重要資源。在MES系統(tǒng)里要定義人員及其特性,如崗位、部門、聯(lián)系電話等。MES系統(tǒng)自動進行數(shù)據(jù)采集及人工維護原始的生產(chǎn)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)同操作班組通過系統(tǒng)直接聯(lián)系在一起,支持在此基礎(chǔ)之上的進一步分析與班組績效統(tǒng)計, 生產(chǎn)人員管理包括生產(chǎn)人員基本情況管理、生產(chǎn)人員調(diào)度管理、生產(chǎn)人員到崗信息查詢。
實時數(shù)據(jù)采集
實時數(shù)據(jù)采集是指通過數(shù)采設(shè)備對生產(chǎn)過程中在線信息按照一定的頻率進行的采集,采集的內(nèi)容質(zhì)量信息、設(shè)備信息、工藝信息和物料信息。MES系統(tǒng)實時數(shù)采模塊通過OPC或其它通訊方式接收控制系統(tǒng)和數(shù)采系統(tǒng)實時采集的數(shù)據(jù),提供其它各模塊使用。
工藝指標分析
MES系統(tǒng)得到的生產(chǎn)過程各個階段監(jiān)測工藝參數(shù)特別是關(guān)鍵指標(KPI)信息后,與工藝標準進行比較,通過SPC統(tǒng)計分析技術(shù)對生產(chǎn)過程中的各工序參數(shù)進行偏差分析、歷史數(shù)據(jù)對比分析和影響因素分析。
科學(xué)地區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的偶然波動與異常波動,發(fā)現(xiàn)過程異常,及時告警,以便生產(chǎn)管理人員及時采取措施,消除異常,恢復(fù)過程的穩(wěn)定,從而改進、保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
總結(jié)
總之,MES系統(tǒng)以計劃為導(dǎo)向,以設(shè)備為基礎(chǔ),掌控生產(chǎn)過程,通過敏捷指揮調(diào)度,強化質(zhì)量控制,使得制造成本透明,提升管控能力,提升管理水平。
通過打通企業(yè)的計劃層和操作層,整合信息孤島;
將制造過程中的生產(chǎn)計劃、進度安排、物料流動、物料跟蹤、過程控制、過程監(jiān)視、質(zhì)量管理、設(shè)備維護等活動全面集成起來,有機協(xié)調(diào)這些活動的執(zhí)行,使制造過程朝著高效方向發(fā)展,完善管理手段;
通過生產(chǎn)實時調(diào)度、實時監(jiān)控、實時反饋,讓生產(chǎn)現(xiàn)場透明化;
收集、整理生產(chǎn)過程中的各類數(shù)據(jù),為管理人員提供評價依據(jù),提供科學(xué)、靈活的分析評價工具,以指出生產(chǎn)過程改進的方向。