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制造业MES系统需求分析及解决方案

MES系统面向生产管理人员,满足排产、调度,了解整体生产信息的需求,支持在线生产信息广播,提供厂内精益物料管理,物料拉动,生产质量管控。排产和跟踪系统制定上线顺序,并下发到车间控制PLC里负责执行。

MES生成系统内部订单数量范围内的计划,所以MES不用关心,由于生产模式造成的插单问题(上次订单未生产完成,造成的半成品临时存放等问题)这是ERP或电子商务系统需要解决的问题。ERP发布的是以发布日为节点顺延两周的生产计划,MES针对每日生产计划进行分解排序。根据规则,实时根据生产线生产情况推算一周内每天、各车间、各工位上下线点的计划量 。当然MES会把相对问题反馈到ERP中。这也是为什么要区分各应用系统功能边界,是系统实施成功的一个关键要素。

1 项目概述

2 MES平台概述

MES系统需提供完整的生产管理和可视化解决方案:生产过程、物料谱系和跟踪,工厂建模、资源管理,工艺管理、数据采集、整合和同步,CAPA,HACCP,规则依从和报表,质量管理,SPC,报表和数据分析工具,基于角色的操作员管理,物料状态查询,实时生产状态监控。通过工单、批次、在制品和半成品状态来跟踪生产质量、产量和性能,并生成报表、进一步的数据分析和ERP的信息反馈。数据可以从多个生产现场采集汇总,进行企业的质量和性能分析。适应一个工厂到整个企业的解决方案。

3 面向企业的MES功能理解及功能具体需求概述

传统企业MES系统范围:

MES(生产订单管理、质量管理)

LES(精益厂内物流拉动)

生产自动化设备管控

目标:需要有足够敏捷的实时响应时间,能够有很强的鲁棒性,能够应付各种复杂的制造生产环境,对于系统具有强大的可扩展性

MES系统的开发并非一次上到大而全,而是要逐步的建立一个完整的柔性制造系统的体系,逐步的完善需求并将所有的功能 流程统一到一定的MES平台上,在保证基本满足业务功能需求的同时逐步的建立功能强大的MES系统

主要模块:生产管理、质量管理、精益物料拉动

3.1 MES-制造执行系统生产过程管理的需求分析

对整个生产过程进行监视控制,为制造生产线提供指令,指导。并获取生产实绩状况,提供必要信息给生产管控人员,以对生产过程进行决策。保证订单生产信息流完整。整个面向生产过程模块需要做到高度可柔性化,可配置化。

具体功能:

订单接收和生命周期管理

订单接收主要分为自动通过EAI接口接收ERP广播生产订单,通过webservice转换MES定义格式下载至MES,并将接收记录反馈。手动下载订单。同时接收与订单相对应的(单件)BOM表。

对生产计划进行排序

订单的匹配

调整订单的优先级,直接继承ERP传入订单的优先级设置。也可在特殊情况下在MES里修改,反馈给ERP。大量订单排序调整在ERP完成,少量调整可通过手工触发上传指令更新订单信息。

紧急订单插入:ERP可以直接将紧急订单传入MES,MES负责将此类订单插入已经排定的尚未执行的日生产计划中,给予优先生产。

通知ERP释放订单,当物料与订单不匹配,及时通知ERP释放新的订单。

订单生产路由跟踪和控制

能够对订单的状态进行跟踪,订单跟踪包括原材料从WMS做出库进入车间开始至生成成品入库单结束。包括以下跟踪点:裁剪、缝制、整烫、质检、返修工段。并将完成的订单信息反馈到ERP。

订单跟踪:通过跟踪产品经过每个跟踪点的信息来获得产品的状态信息和采集生成过程信息。对产品的标准生产过程进行配置,对中间下线返修过程进行控制,对线上的空位进行控制、对缓冲区的半成品进行控制管理,获取所有产品的在线情况,完成产品跟踪工作。

订单信息广播(包括订单关键点TRIGGER(触发),输入和输出口)

通过设置关键点触发器对生产信息进行广播,把订单信息广播到现场终端和打印机上,给现场工人生产提供指导信息。

二维码的生成

包含订单的属性,作为产品生命周期的跟踪码,在销售订单生成后即可产生,所以可在ERP生成,如果在MES层实现,可以控制销售订单在在制生产订单和库存订单之间选择。

订单的SETOUT/SETIN/订单交换(SWAP/JOB CHANGE)

在制品返修:因质量或制造工艺问题需要将某件产品从生产序列中拉出(SET-OUT)的情况,维修后再插入生产序列(SET-IN)的情况。需对set-out的产品进行跟踪并对set-in的位置进行调度。并明确在产品信息中记录SET-OUT、SET-IN相关信息。以便实现订单产品的跟踪。

生产调度应包含在订单管理模块中,从业务功能来看应包含:SET-IN/SET-OUT、产品控制/释放、订单在制品返修调度、各工段产量平衡监控、车间重排序规则调整

订单交换

订单的生产信息记录

MES需提供对于产品订单的生产信息查询,可查询订单的元件、半成品、制作过程、PACKAGE(打包)信息以及订单所有相关属性信息。

虚拟订单(DUMMY ORDER)的创建和管理

样衣

返修分为返修和重做,返修有专门的返修线来做,重做,重新下订单。

车间定义管理

MES系统将生产车间的布局进行管控,能够对车间代码定义,生产线代码的定义等进行设置。

生产序列号管理

订单号(ORDER NUMBER)、订单工厂号来源ERP。标签信息:NS P/N(公司物料编码)、VD P/N(供应商物料编码)、VD CODE供应商代码、L/N(供应商的生产批次信息)、D/C(生产日期)、LN/VD(供应商生产批次、代码、日期组合)、QTY(包装中的物料数量)、SPN(最小包装编码)、二维码

生产日历管理

对生产日和非生产日设定

生产订单历史信息查询

对生产订单在经过逻辑点和功能操作进行记录查询,对生产过程进行分析

订单属性的变更

订单属性变更出于安全考虑应有ERP释放订单更信息(Order Change)通过EAI-Webservice接口传到MES系统(Rebroadcast),如处理紧急订单也可开放MES高级权限。

订单的报交控制

MES提供生产订单的相关记录并同生产信息绑定,确证订单最终是否可以正常报交。

订单报工信息同ERP交互

所有的报工信息都需要通过在完成生成后通过EAI上传到ERP层,完成订单的反冲(BACKFLUSH)

生产订单的属性显示

在制品追溯信息采集

追溯扫描正常录入信息,校验部件的正确性

HOLD处理(增加和消除)

对来料、在制品存在质量缺陷Hold

生产报表工具

生产管理人员能通过报表工具完成相关报表的制作

订单批处理

生产过程中的订单处理除提供对指定的单个订单进行处理,还要批次的对指定范围内的订单订单进行处理。

在成品加工,自动扫描,完成相关统计

结合相应硬件的添加完成在制品的自动扫描,采集记录相应信息,并完成相关信息的统计分析。

半成品在和车间的流向、返修跟踪与追溯

实时采集订单的生产路由,并记录订单的每一次在线返修情况(包括SET-OUT/SET-IN)

管理产品工位停留时间,避免停滞

管控在制品在产线上小型暂存库的数量,避免大量积压

3.2 LES-面向厂内物流拉动过程(基于其实时性等方面要求,建议通过MES与上游系统协同完成)

厂内物流拉动不同于(SCM的)物流计划部分,对于实时性要求非常高,虽然产线上存在一定的缓存区可以存储一定的物料累积时间,但是实际所有的这些时间在实际生产过程中这些时间的缓存的可靠性非常脆弱,对于厂内物料拉动的操作依赖于订单在车间内的生产监控,响应等级应该在分钟甚至于秒。

3.2.1 看板

相对与所有的物料,系统通过看板方式实现物料拉动

3.2.2 电子物料拉动

对看板的一种电子化的补充方式,系统能够更加精确的确认物料的实际消耗情况,并通过电子化的拉动方式避免人工操作失误(吊挂、AGV、输送线等 )

3.2.3 大件物料按灯

3.2.4 同步物料拉动(JIS)

对于物料生产的根本问题是解决物料同生产订单之间同步化的生产方式,能够实现对于制定序列订单序列的生产状况物料信息的支持

3.2.5 随行物料拉动

支持随行小车的业务模式,精益化线边物料并减少实际工艺操作动作

3.2.6 物料线边库管理

3.3 MES-面向质量管理的需求

质量缺陷定义

通过质量部门提供的图形、参数、文字的输入,形成标准化的质量描述语言,作为后期质量采集过程的标准

质量过程数据采集

集成车间内各线质量数据管理,具备高效采集/分析/发布能力

在QC工序和在制品返修记录质量缺陷信息

设定关键必检项,结合IT系统,不合格产品不允许流转

质量管控的关键,对于关键工位作为质量控制,系统提供HOLD功能,并于关键检查项绑定,控制关键工位的报交

建立关键过程质量能力监控与防错

质量报表分析工具

通过录入的质量参数,质检工位和相关辅助设备上传的信息,结合返修等信息,生成相关的质量报表

质量档案建立

3.4 PMC建议方案

(对生产的计划与生产进度,以及物料的计划、跟踪、收发、存储、使用等各方面的监督与管理和待滞料的预防处理工作)

对设备实现实时监控功能:

3.5 系统运维管理

系统及应用状态监控及报警机制,事件控制中心

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