离散制造与流程制造MES介绍

1、内容提纲 一 MES概念（简介） 二 钢铁行业MES关键应用 三 西门子MES系统简介 一、MES基本概念 生产企业（车间） MES负责 原料进厂产品出厂 定义： MES(Manufacturing Execution System)，制造（生产）执行系统 The definition of MESMES from the Manufacturing Enterprise Solutions Association, MESA International, MESA International, is the following: A Manufacturing Execution Syste

2、m (MES) is a dynamic information system that drives effective execution of manufacturing operations. Using current and accurate data, MES guides, triggers and reports on plant activities as events occur. The MES set of functions manages production operations from point of order release into manufact

3、uring to point of product delivery into finished goods. MES provides mission critical information about production activities to others across the organization and supply chain via bi-directional communication. 根据国际制造企业解决方案联合会（国际制造企业解决方案联合会（MESA International）的定义，制造 执行系统是： 一个辅助制造指令制造指令得以有效执行执行的信息系统；

4、 利用实时实时的、准确准确的数据，制造执行系统在生产事件发生的时候，发出 指令、触发动作、生成报告； 制造执行系统的功能涵盖了从任务下达到成品入库的生产操作过程生产操作过程； 通过双向的数据通讯双向的数据通讯， 制造执行系统能够为企业及其 供应链提供有关生产制造状态 的关键业务数据关键业务数据。 一、MES基本概念定义 通俗理解，就是： MES就是将经营目标转化成生产过程中的操作目标，通过实时反馈执行结 果，不断调整、优化生产过程，形成一个周期性的高效闭环系统，以此提高 产品的产量和质量。实现整个生产过程（从计划到执行，从原料进入到产品 产出）的闭环控制, 从而最终实现生产。 一、MES基本概

5、念功能架构图 MESAMESA：MESMES参考功能架构图参考功能架构图 一、MES基本概念企业信息化三层体系 MESA提出的企业信息化三层架构体系： PCS (Process Control System) 过程控制系统 DCS/PLC生产过程监测和控制 通过接口将实际生产数据传送到MES 根据MES下达的生产指令进行生产流程的过程控制 MES (Manufacturing Execution System) 生产执行系统 生产调度、物料平衡、质量检验管理、操作管理、生产统计等 对生产信息加以采集、传递和加工处理，上报到ERP系统 根据ERP系统下达的生产计划组织和管理生产 ERP (Ent

6、erprise Resources Planning) 企业资源计划 财务、人力资源、采购、销售、HSE、质量、设备等管理模块 对企业的人、财、物各种资源和产、供、销各个环节进行合理的计划和组织 企企业业管理管理层层 ERPERP 生生产执产执行行层层 MESMES 过程控制层过程控制层 PCS/DC S 一、MES基本概念行业差异 n生产计划与排程 n生产执行 n生产监控 n设备管理 n质量管理 n生产统计分析 MES行业应用：即使是相同行业，企业间的应用差异也非常大 n生产计划管理 n生产执行 n生产过程监控 n设备管理 n能源管理 n质量管理 n生产统计分析 MES没有标准化产品，根据

7、企业的实际应用不同，都需 要定制开发！ 一、MES基本概念趋势发展 MESMES发展发展 特定行业，上下打通，缺少柔性 模块化、可重构、可扩展 更精确的跟踪、更完整的数据，分布在设备中的智能 生产同步、网络化制造、分布式应用 内容提纲 一一 MES概念（简介）概念（简介） 二二 钢铁行业钢铁行业MES介绍（关键应用）介绍（关键应用） 三三 西门子西门子MES系统简介系统简介 二、炼钢工艺概图 二、钢铁行业特点工艺控制复杂 工艺控制复杂工艺控制复杂 二、钢铁行业特点生产组织复杂 冶金行业面临着由统一标准规格的大宗产品制造模式向大批量个性化订制模式转变，由单冶金行业面临着由统一标准规格的大宗产品制

8、造模式向大批量个性化订制模式转变，由单 一产品刚性制造系统向多产品柔性制造系统转变的挑战。一产品刚性制造系统向多产品柔性制造系统转变的挑战。 焦化焦化/ /烧结烧结/ /炼铁炼铁炼钢炼钢/ /精炼精炼/ /连铸连铸板材、管材、型材、线材生产板材、管材、型材、线材生产 钢坯库钢坯库 生生 产产 组组 织织 复复 杂杂 二、冶金行业信息化体系结构 二、钢铁行业MES总体框架 二、钢铁行业MES总体框架 二、钢铁行业MES技术框架 JSP/HTML/Ajax User Interface Processing (Struts 2/Servlet) BusinessComponentsTransact

9、ion Control Logging Exception Handling Configuration Security DAL InterfaceDAL Factory 数据访问层 IBatis 2(JDBC) J2EE Framework 1.4/Weblogic Server 10/Windows or Unix Server Oracle 10 P r e s e n t a t i o n Layer Business Layer D a t a A c c e s s Layer System Management Cache Business Entities Data Sou

10、rce Layer 文件访问层 POI 2 Message Proxy (IBM 7.0 / JMS) Message Broker Layer Interface Spring Framework 2 二、关键应用1厂内物流管控 1、供应物流、供应物流 主要是对于大宗原燃料、金属料、合金、耐材、废钢等炼铁、炼钢的基础性原材料的收 货过程管理。支持以下三种运输方式： u 大宗原燃料的汽运收货； u 大宗原燃料的火运收货； u 大宗原燃料的海运收货； 收货特点： u 连续的不间断收货； u 无人值守的自动化计量； u 收货质检 二、关键应用1厂内物流管控 1、供应物流实例：汽运收货流程、供应物流

11、实例：汽运收货流程 二、关键应用1厂内物流管控 1、供应物流实例：汽运收货系统处理、供应物流实例：汽运收货系统处理 二、关键应用1厂内物流管控 2、生产物流、生产物流 u 铁前生产物流 生产投料 产出入库 作业计划 计量 质检 生产要料 仓储管理 u 钢后生产物流 二、关键应用1场内物流管控 一个生产物流系统处理的实例：高炉炼铁一个生产物流系统处理的实例：高炉炼铁 销售员 生产操作员 二、关键应用1厂内物流管控 3、销售物流、销售物流 根据交货单制定配车计划，装车，发运。 热轧成品库热轧原料库 交 货 单 上 传 热轧生产过程 发 货 异 常 钢 卷 卸 车 成 品 装 车 录 入 制 定 配

12、 车 计 划 销售员 生产操作员 钢 卷 包 装 钢 卷 装 车 位 置 移 动 修 改 配 车 计 划 下达交货 单 成本过帐 接收交货 单 下达成本 过帐通知 物 料 自 动 注 销 MESSAP销售物流 二、关键应用2生产计划体系 1、生产计划体系、生产计划体系 生产操作员 二、关键应用2生产计划体系 2、铁前生产计划（月）、铁前生产计划（月）生产订单生产订单 销售员 生产操作员 二、关键应用2生产计划体系 2、铁前作业计划、铁前作业计划（日）生产任务单（日）生产任务单 销售员 生产操作员 二、关键应用2生产计划体系 3、钢后生产计划、钢后生产计划年、季生产计划年、季生产计划 销售员 生

13、产操作员 二、关键应用2生产计划体系 3、钢后生产计划、钢后生产计划月计划月计划 销售员 生产操作员 二、关键应用2生产计划管理 3、钢后生产订单创建（、钢后生产订单创建（1）流程流程 销售员 生产操作员 二、关键应用2生产计划管理 3、钢后生产订单创建（、钢后生产订单创建（2）销售订单展开销售订单展开 销售员 生产操作员 确定 工艺 路线 根据 物料 型变 计算 工序 物料 需求 计 算 可 用 设 备 生 成 检 验 标 准、 质 量 要 求 能力 时间 计划 数据正 确？ 订单数据检查 技术展开 接收订单 发送相关需求 配置工艺路线规则 配置物料型变规则 配置设备工艺约束 MES- AP

14、S HRM- MES SAP 交货 期检 查 。 。 接收生产订 单 发送错误反馈 订单信息追踪 配置质量取样规则 二、关键应用2生产计划管理 3、钢后生产订单创建（、钢后生产订单创建（3）优化排程优化排程 销售员 生产操作员 APS/ALS: 计划流程 订单确认 订单承诺 物料需求计划 (量到件) 根据时间和能力进行排产 订单确认 APS 产线排序 作业计划优化 紧急计划 ALS 生 产 执 行 / PES 生 产 实 绩产线作业计划 发运 ATP/CTP检查 APS 客户需求 SAP 实际客户订单 生产订单 二、关键应用3订单管理（钢后） 1、接收订单、接收订单 销售员 生产操作员 从SA

15、P接收新的销售订单，或者对旧的销售订单的修改/删除 将材料预留给订单。 2、订单归并、订单归并/拆分拆分 将品种、规格、型号质量要求相同、或要求交货期相近的合同归并在一起向生产释放， 在共同的最后一道工序进行拆分。 4、余材替代、余材替代 将品种、规格、型号质量要求相同、或要求交货期相近的合同归并在一起向生产释放， 在共同的最后一道工序进行拆分。 5、订单转配、订单转配 对钢坯、钢卷等在制品可进行订单转配，可保证紧急订单的交货期，提高整个生产组织 的订单兑现率。 。 6、订单跟踪、订单跟踪 跟踪整个订单的生产进度。 3、订单摘料、挂料、订单摘料、挂料 二、关键应用4生产数据采集 生产数据采集贯

16、穿在整个生产过程中生产数据采集贯穿在整个生产过程中 销售员 生产操作员 二、关键应用4生产数据采集 生产数据类型：生产数据类型： 销售员 生产操作员 进进：大宗原、燃料的进场数据 耗：耗：各种物料的生产消耗数据，包括大宗原燃料的生产投料、辅料投料、能源（风、水、 电、气）消耗等 产：产：各种生产产出数据（半成品和中间品），包括能源的产出； 销：销：销售发货数据 设备运行状态数据：设备运行状态数据： 质量数据：质量数据：基于生产过程的质量监测数据采集 数据来源：数据来源： 计量设备：汽车衡、轨道衡、皮带秤、电子称 智能仪表：液位计、智能电表、流量计 DCS系统、PLC： 二、关键应用4生产数据采

17、集 生产数据实时采集：生产数据实时采集： 数据采集软件支持以下接口协议： OPC DDE TCP/IP UDP/IP TCI/IP 二、关键应用5可视化生产监控 1、工艺流程监控、工艺流程监控 销售员 生产操作员 通过组态软件实现对整个生产工艺流程的可视化监控 二、关键应用5可视化生产监控 2、生产装置（设备）运行监控、生产装置（设备）运行监控 销售员 生产操作员 WEB浏览各装置、设备的的运行参数、状态； 提供关键技术参数的趋势分析、SPC控制图； 随时查询各控制点的技术参数值（包括历史的） 二、关键应用5可视化生产监控 3、生产现场监控、生产现场监控 销售员 生产操作员 二、关键应用6质量

18、管理 质检业务关联图质检业务关联图 销售员 生产操作员 NODE:TITLE:NUMBER: 技术、质量 管理流程 A6 . 冷轧产品 热轧产品 原料分析规范 点检定修规范 钢坯检验规范 钢材分析规范 原料检验规范 技术质量数据 钢材检验规范 冶炼分析规范 作业技术规程 设备部 新产品试制状态 物流中心 自动化信息部 焦化作业部 炼铁作业部 炼钢作业部 冷轧作业部 热轧作业部 技术、质量状态 新产品开发需求 制造管理部 首钢技术研究院 销售部 质检中心 检验样件 钢材质保书 钢坯质检书 . 分析、检验标准 中长期市场需求 质量标准和要求 新产品 质量状态 信息 系统 质量检 验管理 原料 分析

19、 原料 质检 料场各 作业区 市场预测 与营销. 焦化各 作业区 冶炼分析 产品 研发 炼铁各 作业区 钢坯 质检 炼钢各 作业区 轧钢 分析 钢材质检. 产品、工艺 质量设计 产品标准制定 技术质量管理 冶金规范制定 热轧各 作业区 设备点检定 修规范制定 冷轧各 作业区 二、关键应用6质量管理 质量管理体系质量管理体系 销售员 生产操作员 二、关键应用6质量管理 系统分工系统分工 销售员 生产操作员 质量环节质量环节SAPSAPMESMES 质量标准建立建立、维护质量标准数据同步，建立质量标准数据库 质量设计建立订单标准与内控 钢种的对应关系 MES 通过内控钢种连接质量标准数据库给 出订

20、单成分，性能，外观，综合判定标准 及炼钢，轧钢的制造标准； 质量跟踪采集整个生产过程的质量实绩，事先找出 影响最终产品质量的数据，并反映在下一 工序的作业指示中 质量判定（检 化验管理） 接收mes系统的质量判 定结果 从MES 系统接收检化验指令、收集各检化 验室的实时检测数据、对实时检测数据进 行整理和分析并把整理和分析的结果送给 MES 质量分析质量分析为统计分析的一部分内容，包括 不良原因分析、索赔产品管理和分析等 二、关键应用7设备管理 设备管理业务关联图设备管理业务关联图 销售员 生产操作员 NODE:TITLE:NUMBER: 设备管理流程 A5 生产设备能力 能源设备能力 材料

21、、备品备件 能源设备管理规范 生产设备管理规范 设备检修管控 外部依托实体 生产设备精密点检 能源专业设备精密点检 备品备件采购、设备检修需求 设备检修 备品备件存储管控 采购管控 备品备件 设备部 能源部各作业部 设备管理通用规范 材料与备 品备件采购 设备 管理 备品备 件存储 设备 检修 能源设 备管理 能源设备的 点检与维护 生产设备 点检维护 二、关键应用7设备管理 设备管理功能模块设备管理功能模块 销售员 生产操作员 设备管理模块 关键设备状态跟踪 易损件及操作更换件记录跟踪 辅助检修计划 检修记录 预警 二、关键应用7设备管理 MES系统支撑系统支撑 销售员 生产操作员 关键点关

22、键点业务功能业务功能 设备点检管理 信息系统对以点检为核心的设备维修管理体制提供技术支持，规范点检 标准及点检记录的管理，提高点检结果的分析效率，为设备实现状态维 修提供科学依据。 系统可以实现全面的点检活动与点检结果管理，支持定期自动生成点检 工单，强化点检活动的计划和控制。对于异常点检结果直接建立点检异 常通知单，触发后续的维修维护工单建立、安排维修任务，同时系统也 自动记录形成通知单，实现特殊状态的归档管理。点检结果多层次分析 确认，提高管理透明度。 系统可以为定量点检提供技术支持，由定量点检结果进行设备状态趋势 分析，实现劣化倾向管理。 信息系统对点检结果的分析也为未来的维修计划安排提

23、供有效的参考信 息，也可以根据需要在系统中形成主要生产设备的运行状况，供各级领 导决策。 设备检修管理 信息系统以异常点检通知单为起点，实现缺陷、隐患的过程管理，特护 运行及最终处理。系统对异常点检结果的延期处理项目形成缺陷隐患报 告，并对缺陷、隐患的级别进行判定与认可并支持不同级别的管理需要。 缺陷、隐患记录也自动进入设备档案保存，支持后续的分析处理，形成 特护跟踪措施，满足设备管理需要。这样，系统就实现缺陷隐患生命周 期管理，即形成、分类、特护与跟踪、解决等全过程管理。 设备运行监控提供实时的设备运行状态监控，以及历史数据统计分析 二、其他生产执行系统 计量管理系统计量管理系统 能源管理系

24、统（能源管理系统（EMS） 生产指挥系统生产指挥系统 LIMS系统（实验室管理系统）系统（实验室管理系统） 内容提纲 一一 钢铁行业信息化概况钢铁行业信息化概况 二二 钢铁行业钢铁行业MES关键应用关键应用 三三 西门子西门子MES系统简介系统简介 三、西门子MES工厂定义 三、西门子MES-工厂定义 三、西门子MES-生产调度 三、西门子MES-生产调度 三、西门子MES-生产调度 三、西门子MES-生产调度 三、西门子MES-生产调度 三、西门子MES-生产调度 三、西门子MES-设备运维 三、西门子MES-设备运维 三、西门子MES-物料管理 三、西门子MES-物料管理 三、西门子MES-物料管理 三、西门子MES-质量管理 三、西门子MES-质量管理