智慧工厂MES执行制造系统总体解决方案(68页 PPT)

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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 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  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 ） Manufacturing Data Collection Manufacturing Execution System Warehouse Management System Advanced Planning and Scheduling System Decision Evlauation System Supply Chain Management System MES 系统定义 MES (Manufacturing Execution System) ：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 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 BOM PRP 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 ATO MTO ETO MTS 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（ Auxiliary Operation System ， AOS ）、仿真模 拟 系 统 （ Simulation Model System ， SMS ） 、 决 策 评 估 系 统 （ Decision Evaluation System ， DES ）和态势监视系统（ Posture Monitoring System ， 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 开始本作 业单生产 按任务单 生产 按任务单 生产 是否完成 本批生产 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 PLC A 工序 工序 工序 包装 …. 开料 检测 PLC B 设备 PC Serial 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 MES RUN IDLE DOWN MES 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