第10章MES制造执行系统

1、第十章第十章 制造执行系统制造执行系统一. 制造执行系统的目的MES针对制造型企业生产车间在生产管理中主要存在的产品任务及其工艺具有不确定性、工时等制造基础数据存在大量的不准确性、制造执行过程信息与状态的采集具有不完备性、订单的交货期和批量具有一定程度的不稳定性、制造资源优化动态配置手段落后等问题，直接导致车间的生产管理处于无序、散漫的状态，车间生产能力没有充分发挥，车间计划、进度等业务脱节现象严重，迫切需要建立快速响应制造执行系统，以快速解决各种生产突发扰动事件。目标-解决扰动二. 制造执行系统的基本要求1. 支持从订单定义-技术准备-生产准备-下发控制-制造执行-质量管理-产品入库的全过程

2、状态控制和管理，实现制造车间全过程复杂生产信息的关联与协调管理，提供全方位管理、全过程协同、全员参与的协同制造平台 二. 制造执行系统的基本要求2. 提供工艺流程驱动的可视化监控看板，形成以工序节点为核心的制造数据包的全面管理和周转过程控制，支持车间工人基于PC（触摸屏）的参与和数字化工艺文件下车间； 二. 制造执行系统的基本要求3.支持物料/刀具/夹具/量具/工艺文件/图纸的全过程的条码化管理，实现车间现场物流的实时跟踪和追溯，形成车间实物统一、透明的精细化管理的运行效果； 二. 制造执行系统的基本要求4. 适应不确定、不准确、不完备的非常规制造执行环境的生产扰动事件驱动的快速响应动态调度技

3、术，结合调度人员的实际经验，提供人机交互式的调度方案调整机制，实现作业计划与生产现场的同步、协调与可控； 三. 制造车间常见问题分析1.车间订单任务计划需要全过程精细化管理与控制车间订单任务计划需要全过程精细化管理与控制 ；n计划订单状态不清，没有按照生产流程对计划订单的创建、接收、技术准备、生产准备、下发控制、执行以及入库等状态进行全面的管理；n计划订单变化管理缺乏手段，车间在计划订单的执行过程中存在大量的变更操作，如订单工艺路线的改变、订单分批执行等；n计划任务的数据导入手段需要加强，目前主要是通过手工、EXCEL导入的形式实现，效率低下，且容易出现错误和不一致。n目前的计划任务管理中的零

4、件工艺路线主要描述了工艺路线中的各道工序的顺序关系，对于某一道工序的可选设备集合大多没有指定，或者只是指定了某个具体设备，难以有效的支持作业排产，目前粗放的管理现状必需加以改变； 三. 制造车间常见问题分析2.计划任务作业排产需要动态调整和控制计划任务作业排产需要动态调整和控制 ；n贯穿“年-季-月-日”的计划平衡缺乏手段，主要依靠车间负责领导凭经验确定，难以保证计划任务的均衡分配，导致经常性的出现年底“大干100天”的运动式生产现象；n目前在日常计划任务动态管理手段落后，难以应付频繁出现的急件插入、任务分批、废品重投、任务优先级调整、任务交货期调整等现象；n由于车间生产采取独立零件安排生产方

5、式展开，在以工号、批次为纲领的统计汇总方面缺乏支持工具，目前主要通过人工手段实现，存在统计时间长、效率低下的问题，且容易出现错误和不一致；n目前尚缺乏基于作业排产的计划任务能力评估的工具，难以有效的支持年-季-月-日递进性的持续计划任务平衡；n作业计划排产目前主要通过手工形式展开，效率低下，且难以应对大规模的作业-资源配置分析 n作业安排与现场执行存在严重的脱机现象 三. 制造车间常见问题分析3.生产现场作业执行监控力度亟需加强生产现场作业执行监控力度亟需加强 ；n目前的车间作业执行过程看板实现了基于工艺流程的作业展开，但在大数据量的情况下，存在系统运行较慢的问题，需要进一步优化和提高；n目前

6、作业执行看板在零件生产前的生产技术准备状态检查，以决定是否可以开工，以及在执行过程中的具体工序的开工检验等两个方面存在不足，需要进一步扩展；n目前作业执行看板的报完工操作是由分调度或操作工人完成的，需要结合管理模式的变革，将质检人员纳入系统中，实现有质检人员进行报完工操作；n目前作业执行看板的主要参与人员是计划调度员和分调度，虽然在功能上设置可以由操作工人或者质检人员反馈信息，但由于生产现场缺乏终端设备，所有目前的功能尚需进一步扩充； 三. 制造车间常见问题分析4.车间制造资源需要精细化管理车间制造资源需要精细化管理 ；n目前周转物流主要是实现了车间库存管理，物料、夹具、刀具、量具一旦离开库存

7、，就难以追溯，直接导致丢失、失控等现象；n工艺文件的周转同样存在难以追溯，存在丢失和失控等现象；n目前缺乏周转物流的可视化监控工具，在制品、工具、文件等状态都无法及时的监控，需要耗费较多的时间才能获知当前位置和状态 四. 制造执行系统的结构四. 制造执行系统的层次结构1.用户界面层用户界面层 ；n主要包括系统管理界面、订单任务管理界面、技术准备管理界面、生产准备管理界面、下发控制管理界面、执行监控界面、现场界面等，通过系统用户及其访问操作权限的设定，实现分工的业务协作。 四. 制造执行系统的层次结构2.系统功能模块层系统功能模块层 ；n主要包括系统管理、基础数据、资源管理、工时管理、订单任务管

8、理、技术准备管理、生产准备管理、作业调度排产、作业执行监控、物流周转管理、质量管理等核心的业务功能模块，实现订单级和工序级执行过程的全面管理与控制。 四. 制造执行系统的层次结构3.数据支持层数据支持层 ；n包括订单数据库、基础资源数据库、生产技术准备数据库、订单执行控制数据库、现场操作反馈数据库等核心业务数据库以及相应的配置文件 。 五. 制造执行系统的功能结构五. 制造执行系统的功能结构（1）系统管理）系统管理 ；以分级保护需求为基础，实现用户、角色、权限、应用日志等管理，建立全员参与的基础；参与角色：系统管理员、安全管理员和审计管理员。（2）基础数据管理）基础数据管理 ； 提供工序类型定

9、义、型号库、批次库、工号库等基础数据管理功能；以及刀头、刀片、刀柄、夹具、量具等字典管理；参与角色：基础数据维护员。 五. 制造执行系统的功能结构（3）资源管理主要提供制造资源，包括设备组管理、设备管理以及设备日历管理等；参与角色：基础数据维护员。（4）订单任务管理提供订单任务管理功能，订单任务集成导入功能，实现与上游ERP系统的集成；订单任务Excel导入与订单任务手动创建功能，提供多途径的订单信息生成；订单结构树管理主要提供了订单的层次化管理；参与角色：车间调度员。五. 制造执行系统的功能结构（5）技术准备管理实现技术准备任务协调管理， 为用户提供工艺路线管理功能，实现订单工艺的信息化；同

10、时提供工艺文档的管理，实现电子文档的上传与下载，为车间制造无纸化生产提供支持；参与角色：工艺员。（6）生产准备管理主要保证生产准备任务的协调控制，为工序的生产作出刀夹量具等相关准备，保证实际生产的加工条件充分性；参与角色：器材员。 五. 制造执行系统的功能结构（7）工时管理为车间提供工时管理功能，实现工序生产的工时处理，为作业计划排产提供依据；同时提供工票打印功能，实现车间派工需求；工票回收主要实现已生产工序工票的回收，为工时成本核算提供基础数据信息；参与角色：估工员、调度员。（8）作业调度排产提供作业优化排产及其动态调度等功能，解决军工企业基础数据不准确、计划任务不确定、执行反馈不完备的非常

11、规环境下的快速响应制造问题，为形成有序、协调、可控和高效的制造执行效果提供支持；参与角色：调度员。 五. 制造执行系统的功能结构（9）作业执行监控提供车间对生产任务的下发控制要求；调度方案查看为调度人员提供查看作业执行的具体情况，操作执行反馈实现操作工人对实际生产执行情况的记录与反馈，目的是实现车间生产可视化、可追溯化，保证车间快速制造执行要求；参与角色：调度员、操作工人。（10）物流周转管理提供基于条码的物料、刀具、夹具、量具、资料袋等全面周转过程控制，以及器材员领料和入库过程的管理；参与角色：操作工人、调度员、器材员。（11）质量管理：提供基于条码的质量交检看板和交检物料的查看，实现质量数

12、据的采集 六. 制造执行系统功能示例六. 制造执行系统功能示例六. 制造执行系统功能示例核心功能：n基于层次结构树的订单管理，层次关系调整；n基于EXCEL模板订单导入n基于ERP集成的订单导入 六. 制造执行系统功能示例六. 制造执行系统功能示例六. 制造执行系统功能示例六. 制造执行系统功能示例订单订单/工序级生产准备页面（可视化、工序级）工序级生产准备页面（可视化、工序级） 六. 制造执行系统功能示例订单订单/工序级物料准备面板工序级物料准备面板 六. 制造执行系统功能示例订单下发控制页面订单下发控制页面 六. 制造执行系统功能示例整体分批操作窗口整体分批操作窗口 六. 制造执行系统功能示例执行工序并行面板执行工序并行面板 六. 制造执行系统功能示例车间作业调度图形化显示界面车间作业调度图形化显示界面 六. 制造执行系统功能示例自动动态调度排产自动动态调度排产 六. 制造执行系统功能示例人机交互的动态调度排产人机交互的动态调度排产 六. 制造执行系统功能示例流水流水与与离散相离散相结结合的混合模式合的混合模式调调度度六. 制造执行系统功能示例基于基于单单元的流水元的流水与与离散相离散相结结合的混合模式合的混合模式调调度度六. 制造执行系统功能示例人人工人看板工人看板页页面面六. 制造执行系统功能示例资资源生源生产产准准备备面板面板六.