MES系统整体解决方案
日期：2019-05-26 / 人气： / 来源：未知
1、 MES系统 概述
MES系统平台包含六大功能模块和四大应用套件，六大功能模块：计划管理、生产管理、质量管理、设备管理、仓储物流管理、电子看板平台，以及四大应用套件：数据采集系统、移动应用系统、电子数据交换平台、报表决策分析系统。每个功能模块和应用套件都可作为独立系统运行，企业可根据需求进行自主选择和组合。
2、MES系统功能框架
1）通过对现场设备的联网和通讯，实时采集获取设备运行状态和参数；
2）车间现场通过部署电脑终端（PC）、一体机、扫描枪、条码打印机、无线局域网、移动操作终端（PDA）、平板电脑（iPad）、RFID标签、电子看板等实现批次物料标识、现场数据及时录入和数据实时展示；
3）以数据采集产品，通过OPC、COM等通讯方式将设备运行参数存储至实时数据库，并与MES系统集成，将数据转储至关系数据库（Oracle、MySQL等）；
4）与第三方信息化系统（PLM系统、CAPP系统、ERP系统）集成，可通过Webservices、中间数据库、文件传递的方式进行数据交互；
5）系统可将制造执行数据汇总统计、分析后，以浏览器、移动APP、信息门户等形式进行展现；
6）系统整体架构为B/S（Browser/Server）架构，无需额外安装客户端，可支持云服务器部署，减少IT维护工作量，降低数据丢失风险。
3、MES系统功能框架
MES系统基于ISA95标准，采用SOA（Service-Oriented Architecture）面向服务的架构进行设计，整个系统包括工厂建模、产品建模、系统管理、计划管理、生产管理、质量管理、设备管理、仓储物流管理、数据采集、报表平台、电子看板平台等核心业务功能模块。各功能模块可作为单独的服务独立运行，功能模块之间通过标准化的服务接口进行通讯，根据需求对低耦合的功能组件进行分布式部署、组合和使用。
4、MES系统业务流程
1）MES系统与ERP系统集成，获取销售订单或销售预测订单，ERP系统进行MRP生成备料清单，传到WMS系统；
2）根据MRP运算结果，转为采购订单、外协订单、自制生产订单，MES获取自制生产订单。同时，在PLM系统中获取设计工艺参数（设计图纸、工艺文件、BOM、工艺路线等）；
3）生产人员进行制造执行，关键工序进行数据录入和报工。支持生产设备的实时数据采集，并将设备运行参数与生产批次进行关联；
4）生产过程中的质检可分工序全检和抽检，质检判定的依据分为定性、定量、定性+定量，质检判定的结果一般为合格、返工/返修、报废、让步使用，可根据实际业务情况配置；
5）生产包装完成后的成品，由库管人员在MES系统录入入库信息，包括外包装条码、仓库库区库位条码、产品数量等信息，同时与ERP系统集成，更新产品实时库存；
6）MES系统完成产品全生命周期信息流闭环的数据录入和跟踪。
5、MES系统功能
MES系统与ERP系统、WMS系统集成，获取人员、订单、计划、物料等信息，实现计划管理、生产调度，通过与SCADA系统集成获取生产设备、检测设备等的状态与作业参数，实现设备管理、质量管理、生产过程管理。下图为MES 系统的主要功能模块：
5.1 工厂建模
MES系统为各类制造型企业提供工厂建模，即基础数据设置。主要模块包括：组织机构管理、资源管理、工厂建模和工厂日历、班组管理、资源管理。
5.2 产品建模
产品数据是MES系统的基础，是生产制造执行、质量过程监控、设备数据管理、仓储物流管控的基石。主要模块包括： 基础物料管理、BOM管理、工序管理、工艺路线管理。
5.3 计划管理
计划管理是MES系统的源头，先有计划，再根据计划进行安排生产。系统将计划分成三级进行管理：计划订单→生产订单→作业订单。主要模块包括：计划订单管理、生产订单管理（计划排程）、外协管理、变更单管理。
5.4 生产管理
MES系统对企业进行组织和控制生产活动的综合管理，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标。主要模块包括：作业订单管理、数据采集模型组、数据采集按产品和工序关联、生产数据采集。
5.5 生产过程报警
MES系统通过扫码技术，实现产品生产过程全程跟踪，如生产线的实际操作与工艺要求不符合，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。
5.6 质量管理
MES系统对企业为了实现质量目标而进行的管理性质活动，是指确定质量方针、目标，并通过质量规划、控制来提高产品合格率的全部活动。主要模块包括：检验模型组、产品和工序检验关联、待检判定清单、质检数据录入、不合格品/返工/返修处理、SPC统计过程分析。
5.7 设备管理
MES系统以企业的设备为管理对象，监控设备综合效率，合理应用设备技术经济管理方法和措施，对设备的运行状态和价值体现进行全生命周期的科学型管理。主要模块包括：设备台账、设备监控预警、工装夹具和模具台账、设备维修和保养项目配置、设备维修和保养计划管理。
5.8 仓储管理
MES系统可灵活配置不同仓库的作业模式，支持多货主多仓业务，拥有多种出入库算法，全过程仓储物流管理的质量监控，提供完整的多样的报表功能。主要模块包括：库存管理：转移调拨、盘点管理、库存量预警设置、库存查询；入库管理：采购入库、生产完工入库、其他类型入库；出库管理：销售出库、原材料配送出库、其他类型出库。
5.9 报表平台
MES系统拥有独立的报表平台，可作为子模块独立运行。满足用户对于报表自定义的个性化需求，支持用户自己来制作所需报表。在报表平台中，管理员可以进行报表管理、数据管理、系统管理和应用管理，为企业的各部门提供各种数据和报表支持。
5.10 数据采集
MES系统根据车间业务应用场景、实时生产状况、设备能力参数等因素，结合合理的数据采集方式，实现实时获取各工序、设备、物料、工艺参数等数据，并支持对相关工艺参数数据的统计、分析，为企业管理者提供管理决策所需的信息。
5.11 电子看板
MES系统可以灵活把看板上需要显示的内容配置成页面，管理所有看板的配置信息，包括：名称、IP、页面地址、数据源切换频率、页面样式等。并支持每台看板独立进行管理，实现每台看板配置不同的页面。
6、MES系统主要应用价值
MES系统结合大数据分析技术，辅助生产优化决策，降低企业成本
对生产过程中沉淀的信息资源进行搜集、整合、深度挖掘与应用，依据大数据分析技术，帮助企业洞察生产过程中存在的隐患和问题，获悉业务过程内在发生规律。MES系统能够将设备状态参数、计划执行情况等运行参数，以及质量、交货期等性能指标数据化，同时可以分析这些数据之间的关联，用数据挖掘的方式预测交货准时率、产品合格率等车间性能的演化规律，进而发现质量指标中数据的异常，找到影响异常数据的关键参数，并对关键数据进行控制，保证交货期和产品质量。
全工序设备的数据采集，确保数据及时、真实、准确
业界领先的数据采集技术，来规范和实现生产设备和辅助设备的状态、运行情况的集成联网和信息采集，采用先进成熟的数据传输技术和信息存储技术来实现对过程实时数据的有效无损存储和在线分析处理。MES系统具体包括对设备控制器及控制软件的通讯和数据采集功能，将设备生产过程中设备运行状态、工艺参数、生产数据进行集中管控，并实现数据调度、过程监控、设备远程操作等，对于设备的一些关键运行参数，如气体流量、温度、压力等可设定其合理值范围，超出范围值时给予报警处理或锁机处理。
实现生产制造执行过程的透明化、精细化管理
MES系统在生产制造执行过程中，采用工艺、物料、设备、过程透明化和精细化管理。将每个零部件工艺的版本信息、工时定额信息、物料定额信息、工作中心、设备参数等信息都建立成一套完整的工艺数据字典。对每种物料都按其物料属性、物料作用、物料分类建立全企业统一的物料信息字典。对全企业所有的硬件设备，建立设备档案信息，包括设备的采购信息、维修信息、质量信息、运行过程信息等，形成完整的设备履历。
实现精准的产品全生命周期的正反向追溯
MES系统之间建立信息流转中心，把所有信息流转数据都记录在一起，以条码为载体，联系各个业务环节与系统之间的数据。MES系统对所有的生产信息、物流信息都能做到质量可追溯化管理，甚至在后期企业信息化建设中引入人员条码化、设备条码化等手段深化企业信息化应用。可供追溯的条件包括：
1）原材料批次号、收货人员、IQC检验人员、检验时间、检验方式、原材料供应商、入库时间、入库库位；
2）生成工单号、工序生产时间、操作人员、生产批次号、生产设备、生产数量、来料批次号；
3）质检批次号、质检人员、质检方式、质检时间、检验数据、检验结果；
4）返工/返修批次号、返工人员、返工时间、加工时间、返工方式、返工结果；
5）出货批次号、出货时间、出货人员、出货客户。
实现信息化与自动化的无缝链接
随着制造行业数字设备的普及应用，为企业带来了生产效率的提高及制造工艺水平的提高，但是往往数字设备的自动化应用只是在具体加工制造领域，如何使得设备获取的数据信息能够自动转入到企业制造执行系统应用中，目前来说已经是制造行业生产末端的关键控制节点，是硬件到软件相结合的重要工作。鉴于企业的规划预期，系统建设之初就做好软硬结合的标准工作，对所有的设备建立统一规范的接口标准，在设备自身完成其自动化工作的同时，实现无缝的与软件系统的结合，达到软件自动提取数据，自动完成数据分析、处理的全自动化目标。
解决企业信息孤岛化，实现向一体化的跨越
搭建企业生产信息一体化平台，在企业内部建立统一的信息化标准模型。企业所有的系统之间建立统一的软件接口标准，MES系统与设备之间建立统一的硬件设备接口标准，为企业的科学化、精细化管理提供标准模型。其次，建立统一的生产加工数据信息存储中心，所有围绕生产业务的系统，其数据流转都通过生产加工数据信息存储中心进行交互，把生产相关的各种资源信息都建立在统一的平台中，杜绝因多个系统所造成的数据冗余现象，方便企业的管理以及对各业务数据的提取。为企业建立一个内容丰富、信息明确的数据仓库。
MES系统平台包含六大功能模块和四大应用套件，六大功能模块：计划管理、生产管理、质量管理、设备管理、仓储物流管理、电子看板平台，以及四大应用套件：数据采集系统、移动应用系统、电子数据交换平台、报表决策分析系统。每个功能模块和应用套件都可作为独立系统运行，企业可根据需求进行自主选择和组合。
2、MES系统功能框架
1）通过对现场设备的联网和通讯，实时采集获取设备运行状态和参数；
2）车间现场通过部署电脑终端（PC）、一体机、扫描枪、条码打印机、无线局域网、移动操作终端（PDA）、平板电脑（iPad）、RFID标签、电子看板等实现批次物料标识、现场数据及时录入和数据实时展示；
3）以数据采集产品，通过OPC、COM等通讯方式将设备运行参数存储至实时数据库，并与MES系统集成，将数据转储至关系数据库（Oracle、MySQL等）；
4）与第三方信息化系统（PLM系统、CAPP系统、ERP系统）集成，可通过Webservices、中间数据库、文件传递的方式进行数据交互；
5）系统可将制造执行数据汇总统计、分析后，以浏览器、移动APP、信息门户等形式进行展现；
6）系统整体架构为B/S（Browser/Server）架构，无需额外安装客户端，可支持云服务器部署，减少IT维护工作量，降低数据丢失风险。
3、MES系统功能框架
MES系统基于ISA95标准，采用SOA（Service-Oriented Architecture）面向服务的架构进行设计，整个系统包括工厂建模、产品建模、系统管理、计划管理、生产管理、质量管理、设备管理、仓储物流管理、数据采集、报表平台、电子看板平台等核心业务功能模块。各功能模块可作为单独的服务独立运行，功能模块之间通过标准化的服务接口进行通讯，根据需求对低耦合的功能组件进行分布式部署、组合和使用。
4、MES系统业务流程
1）MES系统与ERP系统集成，获取销售订单或销售预测订单，ERP系统进行MRP生成备料清单，传到WMS系统；
2）根据MRP运算结果，转为采购订单、外协订单、自制生产订单，MES获取自制生产订单。同时，在PLM系统中获取设计工艺参数（设计图纸、工艺文件、BOM、工艺路线等）；
3）生产人员进行制造执行，关键工序进行数据录入和报工。支持生产设备的实时数据采集，并将设备运行参数与生产批次进行关联；
4）生产过程中的质检可分工序全检和抽检，质检判定的依据分为定性、定量、定性+定量，质检判定的结果一般为合格、返工/返修、报废、让步使用，可根据实际业务情况配置；
5）生产包装完成后的成品，由库管人员在MES系统录入入库信息，包括外包装条码、仓库库区库位条码、产品数量等信息，同时与ERP系统集成，更新产品实时库存；
6）MES系统完成产品全生命周期信息流闭环的数据录入和跟踪。
5、MES系统功能
MES系统与ERP系统、WMS系统集成，获取人员、订单、计划、物料等信息，实现计划管理、生产调度，通过与SCADA系统集成获取生产设备、检测设备等的状态与作业参数，实现设备管理、质量管理、生产过程管理。下图为MES 系统的主要功能模块：
5.1 工厂建模
MES系统为各类制造型企业提供工厂建模，即基础数据设置。主要模块包括：组织机构管理、资源管理、工厂建模和工厂日历、班组管理、资源管理。
5.2 产品建模
产品数据是MES系统的基础，是生产制造执行、质量过程监控、设备数据管理、仓储物流管控的基石。主要模块包括： 基础物料管理、BOM管理、工序管理、工艺路线管理。
5.3 计划管理
计划管理是MES系统的源头，先有计划，再根据计划进行安排生产。系统将计划分成三级进行管理：计划订单→生产订单→作业订单。主要模块包括：计划订单管理、生产订单管理（计划排程）、外协管理、变更单管理。
5.4 生产管理
MES系统对企业进行组织和控制生产活动的综合管理，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标。主要模块包括：作业订单管理、数据采集模型组、数据采集按产品和工序关联、生产数据采集。
5.5 生产过程报警
MES系统通过扫码技术，实现产品生产过程全程跟踪，如生产线的实际操作与工艺要求不符合，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。
5.6 质量管理
MES系统对企业为了实现质量目标而进行的管理性质活动，是指确定质量方针、目标，并通过质量规划、控制来提高产品合格率的全部活动。主要模块包括：检验模型组、产品和工序检验关联、待检判定清单、质检数据录入、不合格品/返工/返修处理、SPC统计过程分析。
5.7 设备管理
MES系统以企业的设备为管理对象，监控设备综合效率，合理应用设备技术经济管理方法和措施，对设备的运行状态和价值体现进行全生命周期的科学型管理。主要模块包括：设备台账、设备监控预警、工装夹具和模具台账、设备维修和保养项目配置、设备维修和保养计划管理。
5.8 仓储管理
MES系统可灵活配置不同仓库的作业模式，支持多货主多仓业务，拥有多种出入库算法，全过程仓储物流管理的质量监控，提供完整的多样的报表功能。主要模块包括：库存管理：转移调拨、盘点管理、库存量预警设置、库存查询；入库管理：采购入库、生产完工入库、其他类型入库；出库管理：销售出库、原材料配送出库、其他类型出库。
5.9 报表平台
MES系统拥有独立的报表平台，可作为子模块独立运行。满足用户对于报表自定义的个性化需求，支持用户自己来制作所需报表。在报表平台中，管理员可以进行报表管理、数据管理、系统管理和应用管理，为企业的各部门提供各种数据和报表支持。
5.10 数据采集
MES系统根据车间业务应用场景、实时生产状况、设备能力参数等因素，结合合理的数据采集方式，实现实时获取各工序、设备、物料、工艺参数等数据，并支持对相关工艺参数数据的统计、分析，为企业管理者提供管理决策所需的信息。
5.11 电子看板
MES系统可以灵活把看板上需要显示的内容配置成页面，管理所有看板的配置信息，包括：名称、IP、页面地址、数据源切换频率、页面样式等。并支持每台看板独立进行管理，实现每台看板配置不同的页面。
6、MES系统主要应用价值
MES系统结合大数据分析技术，辅助生产优化决策，降低企业成本
对生产过程中沉淀的信息资源进行搜集、整合、深度挖掘与应用，依据大数据分析技术，帮助企业洞察生产过程中存在的隐患和问题，获悉业务过程内在发生规律。MES系统能够将设备状态参数、计划执行情况等运行参数，以及质量、交货期等性能指标数据化，同时可以分析这些数据之间的关联，用数据挖掘的方式预测交货准时率、产品合格率等车间性能的演化规律，进而发现质量指标中数据的异常，找到影响异常数据的关键参数，并对关键数据进行控制，保证交货期和产品质量。
全工序设备的数据采集，确保数据及时、真实、准确
业界领先的数据采集技术，来规范和实现生产设备和辅助设备的状态、运行情况的集成联网和信息采集，采用先进成熟的数据传输技术和信息存储技术来实现对过程实时数据的有效无损存储和在线分析处理。MES系统具体包括对设备控制器及控制软件的通讯和数据采集功能，将设备生产过程中设备运行状态、工艺参数、生产数据进行集中管控，并实现数据调度、过程监控、设备远程操作等，对于设备的一些关键运行参数，如气体流量、温度、压力等可设定其合理值范围，超出范围值时给予报警处理或锁机处理。
实现生产制造执行过程的透明化、精细化管理
MES系统在生产制造执行过程中，采用工艺、物料、设备、过程透明化和精细化管理。将每个零部件工艺的版本信息、工时定额信息、物料定额信息、工作中心、设备参数等信息都建立成一套完整的工艺数据字典。对每种物料都按其物料属性、物料作用、物料分类建立全企业统一的物料信息字典。对全企业所有的硬件设备，建立设备档案信息，包括设备的采购信息、维修信息、质量信息、运行过程信息等，形成完整的设备履历。
实现精准的产品全生命周期的正反向追溯
MES系统之间建立信息流转中心，把所有信息流转数据都记录在一起，以条码为载体，联系各个业务环节与系统之间的数据。MES系统对所有的生产信息、物流信息都能做到质量可追溯化管理，甚至在后期企业信息化建设中引入人员条码化、设备条码化等手段深化企业信息化应用。可供追溯的条件包括：
1）原材料批次号、收货人员、IQC检验人员、检验时间、检验方式、原材料供应商、入库时间、入库库位；
2）生成工单号、工序生产时间、操作人员、生产批次号、生产设备、生产数量、来料批次号；
3）质检批次号、质检人员、质检方式、质检时间、检验数据、检验结果；
4）返工/返修批次号、返工人员、返工时间、加工时间、返工方式、返工结果；
5）出货批次号、出货时间、出货人员、出货客户。
实现信息化与自动化的无缝链接
随着制造行业数字设备的普及应用，为企业带来了生产效率的提高及制造工艺水平的提高，但是往往数字设备的自动化应用只是在具体加工制造领域，如何使得设备获取的数据信息能够自动转入到企业制造执行系统应用中，目前来说已经是制造行业生产末端的关键控制节点，是硬件到软件相结合的重要工作。鉴于企业的规划预期，系统建设之初就做好软硬结合的标准工作，对所有的设备建立统一规范的接口标准，在设备自身完成其自动化工作的同时，实现无缝的与软件系统的结合，达到软件自动提取数据，自动完成数据分析、处理的全自动化目标。
解决企业信息孤岛化，实现向一体化的跨越
搭建企业生产信息一体化平台，在企业内部建立统一的信息化标准模型。企业所有的系统之间建立统一的软件接口标准，MES系统与设备之间建立统一的硬件设备接口标准，为企业的科学化、精细化管理提供标准模型。其次，建立统一的生产加工数据信息存储中心，所有围绕生产业务的系统，其数据流转都通过生产加工数据信息存储中心进行交互，把生产相关的各种资源信息都建立在统一的平台中，杜绝因多个系统所造成的数据冗余现象，方便企业的管理以及对各业务数据的提取。为企业建立一个内容丰富、信息明确的数据仓库。
作者：hzjuxadmin
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