论述管理信息系统在亿能电子的运行现状分析及改善分析研究 计算机专业

1、摘 要 随着社会网络技术的不断发展，与制造业不断的适应多变的市场状况，制造执行系统MES的应用逐步在制造业中推广，为响应“中国制造2025”的号召，我实习的企业开始导入MES。为能更好的了解MES在制造业中的作用，从MES产生的背景和需求状况对系统开始研究，分析系统的导入能帮助企业解决什么问题，并从中找到改善点，进一步完善MES在整个公司的运行结构中的作用。从MES产生的历史背景介绍各个阶段MES的特点，对公司运行MES的需求进行分析，在运行一段时间后对初步上线的系统的功能模块进行效果验证，对未达到预期目标的模块进行调整建立更适应公司的系统。通过对公司运行的情况进行分析，MES上线对生产中的追

2、溯查询是比较明显的，进一步是要将MES与公司的PLM和SAP系统更加集成在一起，消除中间的盲区。关键词：制造执行系统（MES） 信息化 智能化 集成系统 AbstractWith the continuous development of social network technology, and the continuous adaptation of the manufacturing industry to changing market conditions, the application of manufacturing execution system MES is gradu

3、ally being promoted in the manufacturing industry. In response to the “Made in China 2025” call, my internship companies have started to import MES. In order to better understand the role of MES in manufacturing, starting with the background and demand conditions generated by MES, the analysis syste

4、m can help companies solve any problems and find improvement points to further improve MES throughout the company. The role of the operating structure.The historical background generated from the MES introduces the characteristics of the MES in each stage, analyzes the requirements for the company t

5、o run the MES, validates the function modules of the system that are initially online after a period of time, and adjusts and builds the modules that do not meet the expected goals. Adapt to the company's system. Through the analysis of the company's operations, MES's on-line inquiry of

6、production in retrospect is more obvious. Further, it is necessary to integrate MES with the company's PLM and SAP systems to eliminate the middle blind spots.Key words: Manufacturing Execution System Informatization Intelligent Integrated system V绪 论管理信息系统是对一个组织对人机相结合互相协调的综合管理系统。综合了计算机信息技术和管理方法

7、的有机学科并将决策技术和现代化的思维融合对车间里的辅助生产进行管理和决策，帮助企业实现规划目标。管理信息系统包含了很多系统，在此次课题中，我选择的是制造执行系统MES，正逢公司的MES上线运行，能根据实际情况对系统在生产中的运行情况进行研究并提出改进，对生产效率及跟踪溯源情况进行较好的把控。MES是在企业生产运营过程中实现自动化、信息化、智能化成为不可或缺的载体；能在生产中将机器设备和人工完美配合，并能根据MES的管理平台可以将搜集到的数据如：生产周期、各个物料的用料情况、质量状况等；根据不同的数据，采用不同的数据处理形式，智能分析生产线上实时的生产状况以及辅助配料的情况。甚至能取代工人在生产

8、过程中的体力劳作形式，将整个生产过程变得智能化、柔性化并能使车间实现透明化的管理，实时监控订单的生产情况。 随着电子商务的发展，计算机技术的进步，制造业追求更为高效的方式，公司开始推进MES的使用。在MES上线使用的时候，根据产线上出现的情况，包括一线员工在作业面板中使用的时候出现的问题，或是管理人员在控制面板中发现的问题；对出现的异常现象寻找原因，并提出适合的改进方案。根据实际反馈的情况，一步一步倒推回去问“为什么”；是使用的问题还是工序的问题，还是在使用中从系统的智能分析中发现生产制造中某个环节的问题，不停地问“为什么”，直到发现问题的根源。并结合现场生产，建立适合该生产情况的系统去解决问

9、题。在本次课题研究中，我将从MES背景、MES发展阶段、在本公司的运行状况并提出相应事例进行分析、根据分析从中做出改善、再谈一下对未来发展的看法等方面提出说明。1 MES概述1.1 MES产生背景科技技术的进步，伴随着信息化的迅速发展，各种新的管理模式和制造理念层出不穷；无论是推进工业4.0还是实现“中国制造2025”，MES制造执行系统（Manufacturing Execution System）在制造业中的运行实施是必不可少的一个环节。要想在发展迅速的知识潮流中领先，并建立新型的智能型工厂，信息化的发展是必然的选择，以提升企业的竞争力。网络技术的进步将信息化的思维逐步渗透进企业，开始引入

10、企业资源计划（EntSAPrise Resource Planning SAP）/物料需求计划（Manufacturing Resources Planning，MRP）。不置可否的是，在推进以这些系统为主的管理系统时，确实为企业带来了便利也产生了一定的经济效益；随之而来的是，在刚推进这些系统的时候会出现不能及时的适用公司运营的情况。MRP不是车间级的产品，但MRP所提供的信息和生产人员所需要的信息是不同的，生产人员需要的“实时”信息是及时，随时会发生变化；而传统SAP/MRP的界面则是为分析者、决策者设计。这就造成了企业生产计划管理和生产控制单元之间的断层，上层的SAP/MRP软件接受不到下

11、层传出的信息，得不到相应的生产数据，而生产制造模块又不能得知及时的安排状况并随之调整工作状况，影响了企业内部的信息化和数据智能化的发展。在制造业的建设中，公认的信息化总体架构是分为3层：PCS层、MES层、SAP层。而MES就是沟通上层跟底层的桥梁，将有效的信息资源和数据进行整合，帮助企业提高整体管理水平。过程控制系统PCS（Process Control System）层为底层，以硬件设备为主，主要面向一线操作工人，通过控制的优化，减少人为因素的影响，提高生产设备的有效率。企业资源计划SAP（EntSAPrise Resource Planning）是最高层，以经营管理软件为主，面向经营管理

12、和决策人员，实现经营管理信息化。MES（Manufacturing Execution System）则是位于中间的连接层；SAP强调企业的计划性，同时SAP又不能及时获取生产现场的情况，必须把生产跟计划紧密的联系起来，所以MES起到承上启下的作用，与上将SAP中的生产计划传达至现场，对下将现场数据收集并处理传到系统中进行有效分析；上层的管理平台可以通过系统的接口能实现对现场的生产管控。MES核心在于集成，对上，能监控底层机器设备的运行情况，收集现场数据（如产量、在制品数量等）可以将信息传递到最上层管理计划层；对下，能将计划层传达下来的计划进行分解、细化，将指令传递到底层。同时，MES也需要从

13、上层和底层获取其需要的数据，为企业能适应急速变化的市场做出及时反应，实现柔性生产，提高产量和准时交货率。图1-1 企业经营架构1.2 MES概念 20世纪90年代，美国先进制造研究中心AMR（Advanced Manufacturing Research）就提出了MES的概念，将其定义为“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”。目的在于加强MRP的执行，将上层的管理与车间制造单元关联起来。制造执行系统协会MESA（(Manufacturing Execution System Association），将MES定义为“能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生

14、产过程进行优化管理”。并在1997提出了MES功能组件和集成模型，包括11个功能：1)资源分配及状态管理（Resource Allocationand Status）；2）工序详细调度（Operations/Detail Scheduling）；3）生产单元分配（Dispatching Production Units）；4）过程管理（Process Management）；5）人力资源管理(Labor Management)；6）维修管理（Maintenance Management）；7）计划管理（Process Control）；8）文档控制（Document Control）；9）生产

15、的跟踪及历史（Product Tracking and Genealogy）；10）执行分析（Performance Analysis）；11）数据采集（Data Collection/Acquisition）。同时也规定，只要具备11个功能之中的某一个或几个，也属于MES系列的单一功能产品。MES是以精益生产和拉动式生产为目标，将生产计划下达与生产控制、质量管理、生产资源的分配与控制、产品溯源等单元模块柔和，实现对生产制造过程中的所有资源人员、物料、设备以及订单要求进行车间的透视化管理与控制，为底层控制系统和上层控制计划提供一个智能化和数字化的平台。制造执行系统是介于上层和底层的执行层，在中

16、间层对计划层和控制层起到连接的作用，能直接对生产现场实时监控和调整生产资源。能实现从订单录入系统到完成产品出货的所有生产活动的信息，并通过接口获取生产的有效数据，将指令传达并记录生产活动，能够对生产环节中任何一环的变化做出反应，从而减少浪费生产资源的活动，提高生产效率。MES包含着一个生产执行的流程，贯彻一个产品的完整生产周期；关系数据库和实时数据口成为构成MES的核心服务器；同时与计划层和生产执行层的连接如数据接口一样起着通信的作用。还有四个辅助管理模块：生产工艺、生产资源、生产过程和全集成质量管理。在现有的生产条件下，MES将生产资源和设备能力进行综合考量并均衡，使物流的供应链达到稳定，从

17、而缩短产品生产周期，并确保产品的交货时间，进而达到降低生产成本。优化从订单下达到产品出货的完整生产活动，提高工厂运行和处理的有效性，提高企业的智能化水平和管理水平，为企业在市场的竞争提供了有力的保证。1.3 MES的发展与应用1.3.1 MES在国外的发展与应用 专用MES（Point MES）专用MES是一种独立的的应用系统，没有跟其他系统有沟通关系，只是针对某个生产中某个特定的问题才提供对应的软件系统来解决。集成化MES（Integrated MES）在集成化系统中，已经完成了计划层和控制层的集成。在这个阶段的系统已经有较多的功能模块和统一有效的逻辑数据库；独立车间的产品和过程流程成为那个

18、时候MES系统结构的主流。但这类系统对车间现场情况需求较高，柔性较差，不能随着生产计划的更改而变动，缺少通用性和广泛的集成能力。图1-2 MES发展过程可集成的MES（I-MES）将单独的模块化功能运用组合的技术运用到MES系统运行中，将前面提到的专用MES和集成化的MES结合在一起，即保留专用MES的解决特定问题的特点，又能将集成化MES中丰富的功能模块和特定数据库实现上层和下层系统的集成。同时I-MES还具有可扩展、互相操作的柔性调节，并能实现客户化和重构化的可塑性特征。智能化第二代MES（MES）智能化的生产就是期望通过及时准确的生产过程情况和及时有效的完整数据，并加以分析以便对生产进行

19、管理，并通过现场设备与系统的数据接口能保证生产车间的自动化，能更好的清楚设备的生产能力。下一代MES（Next Generation MES）这个系统主要突出的是生产同步性，贯彻网络化在生产制造中的作用；能通过MES的服务器对在不同地点的工厂实时监控生产信息和流程管理，以此来协调生产中的活动，达到及时的过程管理、敏捷的反应系统和有效的组织管理并使企业生产经营达到无缝对接的程度。在国外的发达国家，MES已经呈现出成熟的产业化式的生产，适用于流程类型、离散类型的各种制造业，能为企业带来了巨大的经济效益。机械紧密加工、医疗产品、电气/电子、通讯、汽车、化工等多个行业都运用了MES。MESA在1993

20、年和1996年对使用了MES的企业对系统在企业中的应用状况进行调查。在进行了各种数据分析之后，使用了MES的企业能有效地降低生产周期，在保证出货时间上还能缩短出货周期；减少了流动在生产线上的产品和降低在库品，减少人工输入数据的错误。在同一时间段，先进制造研究机构AMR（Advanced Manufacturing Research）在对企业的调查中分析出企业生产管理系统基本都以SAP/MRPII为主管理软件，以SCADA、HMI（Human Machine Interface）为辅助，对生产管理进行监控并实现生产过程的自动化，对MES系统集成作用起着很大的帮助。MES对企业中的信息、数据集成对

21、生产控制与协调，能实现管控实际生产状况，使计划层的指令有效传送到底层。MES在国外企业中认知度扩大，在行业中不断推广使用，为企业带来巨大的经济回报。而随着网络信息化的发展，以及数据库的简历，企业逐渐意识到将基础数据信息从底层有效的提炼出来，通过执行层的处理，将结果传输到上层；这样能通过完整的运营流程对企业内部信息完善建立，使企业能利用这有意义的数据在市场中占据优势。1.3.2 MES在国内的发展与应用 MES在20世纪90年代中期引入我国，1999年国家863高新科技研发计划首次将MES纳入CIMS主题进行探索性研究。在工业4.0中德合作合作时期，双方提出重点合作就是工业生产的数字化，所以工业

22、4.0中对两国的制造业未来的发展具有重大意义和发展前景。与此同时，政府对制造业信息化和科技化的推进要予以全力支持，全面促进智能化的建设。国务院在2016年5月印发了中国制造2025，正式全面推进打造工业强国。工业4.0项目分为三大主题，“智能工厂”、“智能生产”、“智能物联”。做好前面两个智能工厂和智能生产，智能物联就能逐步建立起来了。底层的生产控制层和上层的计划层与在其中起连接作用的制造执行层构建起了搭建工业4.0的平台。在国内，MES起步比国外晚且应用范围不广，对MES的认识也不清楚，与国外发达国家差距较远。国内绝大制造业依然依靠人力来进行生产和记录，对数据的收集容易造成不必要的失误，对数

23、据的分析较为困难。同时，在企业内部的系统中，很多系统都是独立运行的，没有一个桥梁在里面起到连接的作用，对于企业追求的集成化造成很大的阻碍。MES是制造过程管理与控制的系统，在不同的行业不同的企业都有不同形式的MES，每个企业都根据企业内部的生产情况选择适合本公司的MES系统形态。国家早就有将智能化生产的发展纳入国家策略中，在2002年，国家863高新科技研发计划已经将推进MES的使用研发与发展作为重点项目进推行，从国家战略的高度上给予了足够的关注与期望，通过对制造业的工业化发展带动网络信息化，同时信息化又能对高效提高工业化的战略，通过一个有机系统，将构成工业中的每一步都集成起来。随着企业信息化

24、水平的不断提升，在企业运行时，逐渐认识到需要一个承上启下的一个桥梁。2 MES在公司需求状况以动力电池作为驱动是区别新能源汽车与燃油车的本质划分，新能源汽车有纯电动、混合动力和燃料电池等多形式的采用非常规的驱动燃料的动力。只要其中涉及到电池为驱动系统时，都需要电池管理系统（Battery Management System）。BMS是构成电池包（PACK）的一部分，电池包为汽车提供动力，给整车提供行驶的电能；而BMS在电池包、整车和电机是一个连接的作用，用各种信号对动力汽车组成部分进行连接。而BMS就是为了保障电池这个动力输出系统能维持更好的状态，提升续航里程，确保稳定工总。2.1公司在市场竞

25、争下的背景及产品情况2.1.1公司在市场上面临的竞争 惠州亿能电子公司是一家专注研发电池管理系统的新能源电子企业。时代的发展，科技的进步，经过了多次的工业革命后，人们对环保的话题越来越重视，新能源行业的发展受到了极大的重视，如今国内外的企业都开始对新能源汽车进行研发，不单是对整车，而是新能源汽车这个范围内所有的产品都有开发。在2017年时，国务院公布了“十三五”节能减排综合工作方案，其中表达出要进一步加快发展新能源汽车等绿色新型环保战略的产业。随着环保新能源项目的推进，到2020年，绿色低碳产业总产值突破10万亿元，成为社会发展的中心支柱产业。同时，国家多部门也提出了各项有助于新能源企业发展的

26、政策，促进新能源行业的多方位鼓励。新能源汽车的驱动是动力电池，所以最核心的电池要有电池管理系统对其进行保护，以求稳定的工作环境来支撑动力汽车的驾驶。新能源汽车的市场需求的逐步扩大，伴随着相关企业的增多，生产电池管理系统的企业也从专一做BMS的企业像多元企业延伸，所以，电池管理系统（BMS）的竞争力越来越大。BMS在电池包的组成中所需费用相对较高，但随着国家对政策的调整以及电芯市场的不断变化，BMS的市场价格在未来将会呈现下降的趋势，在2020年预计将会下降至目前的60%左右。多方的政策以及环境的需求变化，使2013年全球BMS市场产值增长逾10%，在2014年至2016年增长幅度更是升至25-

27、35%，从现在的市场环境来看，不论是整车厂、PACK厂还是其他相关的新能源配件厂都有研发BMS的趋势，以求尽早在市场上占据一定的优势，这就使得专业做BMS的厂家在国内市场上面临巨大的机遇和挑战。2.1.2公司产品的情况 亿能公司是专注研发BMS的，从事这个行业已有十年，已经是国内BMS厂家的领军部队。2007年开始运行EV01平台，2008年EV02平台，2010年EV03平台，2011年时开始使用EV04平台，2013年至今以EV05平台为主打，随着市场的迅速变化，LEV05、YT02等平台也慢慢推向市场；这两年轨道新能源的发展，推出了RT03平台。图2-1 公司产品研发路线电池管理系统（B

28、MS）的通用功能，也是每个平台上的基本功能有如下：电池单体电压及总电压的检测电池组充放电电流检测电池组 SOC 估算电池组绝缘测量电池箱温度场控制与车载控制器及显示系统通信与充电机通信，为充电机提供电池充电信息电池组运行和充电电池定时数据记录和故障数据记录计算机运行监控和手持数据设置和数据转储提供电池组故障信息记录电池组使用次数根据每个客户的不同产品要求，专门为其制定相应BMS，所以每个BMS的基础功能基本上是相同的，其他是按照客户的需求进行设计。2.2 MES在公司运行的需求分析2.2.1 公司生产管理现状亿能电子的BMS车间分成几个部分SMT车间、插件车间和组装、测试、包装。SMT车间一共

29、有三条生产线，插件车间一共有两条线。目前公司还是用以前的生产管理流程，然而在变化多端的市场形势下，客户的需求越来越高时，不管是生产周期，还是产品质量都存在一定的问题。公司的生产是根据客户的需求，主要分为两大块，有刚开始试样的产品，还有经过多次调试产品成熟之后的量产产品。BMS生产流程由：生产准备阶段、贴片阶段、插件阶段、下载程序阶段、喷涂阶段、组装阶段、总测阶段、包装阶段等生产环节组成。贴片和插件阶段属于前段生产车间，插件以后的工序都是在后段车间。如图2-2。图2-2 BMS生产流程从现在生产的过程来看，公司根据各个客户的要求个性化的定制生产BMS及电池管理系统总成服务，涵盖多种车型的应用，市

30、场占比较高；所以在运营管理中面临以下生产管理问题：1、生产过程中的进度，不能直接在管理层进行监控；2、生产过程中的物料用料情况以及库存信息，无法跟实际生产联系起来；3、物料的用料状况以及退料、补料的记录，导致浪费物料的情况发生；4、车间里包含了很多检测的机器，比如贴片（SMT）车间有炉前AOI检测，所有检测出的数据是传输到公司的一个数据库里，而这些数据库记录的数据并不能连贯起来，倘若此产品流入下到工序里比较难溯源是哪里出现了问题。2.2.2 公司对MES的需求分析对于制造业的管理计划层，一个实时、有效的智能的将生产的各个环节联系起来的系统是不可缺少的，MES就是能有效解决生产中出现的问题的一个

31、方法。将对BMS车间对MES的需求分析加以研究，选择合适的MES系统，找到相关的企业信息化解决方案供应商。根据实际需求，将功能大致划分成：物料管理、生产过程管理、包装好发货管理、质量管理、追溯系统。2.2.2.1物料管理1）需求描述：从订单生成开始，根据产品设计及所需的物料进行生产准备，生产一个成品，需要车间的物料小组接收、检查并录入。在SMT需要接收很多电子元器件，在插件段需要接收是连接器、晶振等物料，在组装段需要接受的是壳体等相关物料，包装段要包装袋、纸箱等包装的物料。需求分析：在备料时，要将各个物料上线的用量信息输入进MES系统，在系统中建立领料的处理流程，在准备的时候发现的不良物料时，

32、将数据输入系统中，以便告知仓库管理人员物料状况，避免产线出现停线情况，同时录入的不良批次也是品质对来料不良情况的说明，用于IQC采集上线不良数据。当物料信息录入到MES中，自动条码打印机能根据物料上的信息并跟SAP系统上的编号识别物料批次信息。对于一些需要特采的物料，在系统中能有不同的处理方式。2）需求描述：在生产中有时会出现退料换料补料等情况，需要及时进入系统使物料状况透明化，能实时追踪物料情况。需求分析：明确每一项物料的用料状况，以便仓库查库存。在线边仓库存到达一定位置时，提出警示。3）需求描述：对于一些特殊保存的物料，锡膏、PCB板等对保存期限有较严格的管控时，要保证先进先出的规则供料。

33、需求分析：根据特殊物料的保存期限和生产日期，要实时记录发料时间，在正式生产时能保证用料的顺序，避免出现浪费物料的情况。2.2.2.2生产过程管理1）需求描述：根据生产订单作为MES生产依据，将MES生产计划分解到各班次，根据生产工单和BOM进行领料等管理。需求分析：根据生产订单，柔性的制定生产计划，根据车间有限的资源进行调整使车间的产能达到最大化。2.2.2.3质量管理需求描述：在制程中存在的质量问题需要将质量状况录入系统，保证生产过程中的质量有控制和追溯。需求分析：MES模块设计中有首件检验，能保证对关键质量点数据的收集和记录。在检测出不合格产品时，将产品信息扫描入系统，若该不良品流入下一工

34、序，系统会显示无法作业，起到一个防呆功能，避免不良流出。2.2.2.4包装和发货管理需求描述：在包装的时候生成与SAP系统中相同的编码以及出货的包装条码，对产品的溯源做好一个标识。需求分析：与SAP系统中的信息相应一致，避免出现信息断层。同时为整箱打包里的每一个产品都进行一个装箱扫码录入系统。对产品溯源有较好的跟踪效果；查到整箱包装就能查看到其中每一个产品的信息。3 MES在公司的运行情况前面分析了公司生产管理的现状以及分析MES的需求，接下来在本章将对公司的需求进行分析和描述。3.1 BMS生产车间情况BMS车间划分为3大部分，SMT车间，插件车间和后段车间，SMT车间有三条生产线，插件车间

35、有两条生产线，而后段车间包含的工序段有喷涂、组装、自动测试、老化、包装。在生产流程中SPI检测、AOI检测都是机器自动检测，外观检查还是由品质的QC人员进行检查，包括生产过程中的巡检也是由QC检查；在贴片、插件、总测中的首件都是要由QC进行检验才能继续当天当批次的生产；若首件出现问题，则停线寻找原因，找到解决方案之后才继续生产。具体的生产流程如图3-1所示。BMS完整的在公司的生产流程是由技术中心将产品所包含的规格说明书和图纸等相关的文件放入PLM系统中，由SAP系统对其中的信息进行对接，将每个工程项目中涉及到的相关物料信息与PLM中的对应起来，计划人员根据SAP中的情况，对生产计划安排。3.

36、2 MES功能及组成根据需求，公司选择了相应的MES厂商TOPSUN MES，该系统将关键模块划分为：产品管理、工艺管理、制造过程、质量管理、物流管理、计划管理、数据收集，此功能模型基本能满足第二章提出的企业系统需求的功能。图3-2 MES关键业务功能模块3.2.1 MES功能模块3.2.1.1产品管理模块该模块对各物料在BOM单中的信息等跟MES相关起来，BMS的软硬件版本会随着产品的成熟不断调整，在生产过程中，能提高信息的可靠性，避免生产出现实际版本与系统中的版本不同。主要功能包括：物料主数据管理对生产制造中涉及的每一个物料的编码与BOM联系起来，从SAP中同步，其中有“增加”、“删除”、

37、“编辑”等功能。物料版本管理每一个工程代号所需的版本配置的内容都在系统资料维护中。产品规格定义能查看物料的基础信息、设计文档、属性、工艺流程等。3.2.1.2工艺管理模块在这个模块中对生产中的每一个工位工序都有定义，根据各工序的不同有不一样的工艺目标和工艺条件。主要功能包括：工序BOM定义对生产流程的各工序BOM 进行定义，对每一个工序的工艺目标、作业单元、工艺条件进行编辑；包括产品是否需要在此工序暂停或转存。工艺流程管理将需产品编码输入系统，能编辑产品的流程信息；对流程BOM中所需要添加物料数量进行修改。工艺控制规则管理每一个工序、工序段都有相应的标准生产工艺流程及相关工艺文件。3.2.1.

38、3生产资源功能对车间各个工位的工作中心及相应的描述、产品编码，作业单元名称及定义，SAP库存，默认库存，以及异常处理角色等资源进行定义。产品整个生命周期中所涉及的软、硬件元素，包括了设计、制造、维护等相关单元的的所有部分，包括负责人的定义。所有资源的集成构成了一个车间生产系统的全部资源，合理的利用生产资源对生产活动能有效的提升。资源定义对车间的详细描述、SAP库存、默认库存、异常处理角色进行定义，根据标准库存值确保出现低库存时能有相应的人员处理异常，出现质量状况由相关人员确认。对各个生产作业单元进行定义，明确每个生产工位的工作内容。工厂日历根据工厂的相关情况对生产的班次、开始时间、结束时间进行

39、编辑，并在系统中可以直接导入，可以了解生产周期情况。3.2.1.4工程调整功能生产制造过程的流程的编辑定义、工艺目标以及工程条件情况的说明，根据标准的生产流程控制产品的流出；知道返修的原因并控制返修流程，对变更产品有详细记录，控制生产用料状况，避免浪费材料的情况出现。并对生产过程的数据进行记录，比如电批扭力值，能有效将设备数据和生产数据结合。订单流程根据订单号对订单流程中的标准工序、工序段进行确认编辑，根据流程BOM，确定添加的物料、数量。批次流程对批次中的标准工序、工序段进行编辑，根据流程BOM中的信息添加物料、数量。批次返线输入返线的批号后，确定原因之后才能将该批次产品进行上线返修。在制品

40、变更产品变更前后的条码都有据可查，还可以根据产品编码确定变更信息。用料修正用料修正功能中有物料补给、物料修正、物料卸载。物料补给中能对物料增补情况记录，修正能对用料状况进行更正，卸载是删掉不用的物料。能对物料的情况进行较好的示意，避免资源浪费。过程数据能将生产过程中的数据记录并导入系统中。3.2.1.5生产计划功能可以充分利用企业资源，协调生产与市场，实现生产计划中所要求的企业具体的目标，决定了后续的所有计划及制造行为。随着市场需求的变化，要让生产以柔性的形式有条不紊的进行下去，可以有效提高资源利用率，降低生产经营成本。生产订单将新增生产订单中的基础信息如：订单号、客户名称、产品编码、数量完善

41、好并发布。完成好的订单在系统中确认输入备注信息。批次跟踪可以实时跟踪某批次产品的生产状况。订单查询输入查询条件可以查看订单的属性信息、订单流程信息和订单硬属性信息。车间班次计划导入生产计划，发布日计划，根据日计划再生成领料单，生成的领料单，能再车间班次计划界面中更新领料数量。3.2.1.6现场管理功能现场的实时管理能对操作现场起到一个监控、监督的作用，计划管理层不用一定要到现场才能查看某批次产品生产状况，而且可以直接在系统中看到生产情况，到了哪一个工序，能及时反应生产的实际情况。批次查询及操作输入相关查询条件后，可以查看该批次的相关操作信息、操作记录；还可以看到计划是如何分配到每日计划中。此功

42、能中包含了批次拆分、批次切割、批次报废、批次暂停（工艺/异常暂停）、恢复工艺（异常）。3.2.1.7质量管理功能质量管理就是生产的一个保护屏障，防止不合格品流入下一道工序或是流出去。实时监控质量信息是保证生产状况的重要手段。明确每一个不良项的问题异常情况，异常处理情况以及处理进展。当异常状况处理完成后，可以删除该项质量问题。质量异常基础对异常现象组/异常现象进行定义，输入名称，分析出异常原因并在异常原因组中说明情况，对异常处理方式要有一定的描述。质量异常单通过作业面板或PDA创建报告异常单，可以对异常现象维护相应的异常原因、异常处理方法、异常数量，还可以将异常单转交给相关负责人。质量异常单查询

43、通过查询条件，找出符合要求的异常单。3.2.1.8作业执行功能可以通过操作系统的界面，对生产进行指派，实现生产需求；并对作业情况进行监督。作业指派在系统中下达指派的批号，选择相应的作业单元、工艺条件。作业查看能在主系统中查看可操作的所有作业单元，当设备状态为“在产”时，可以查看作业单元的当前作业信息。作业指派查询能在系统中查到符合条件的作业指派信息。3.2.1.9配送管理功能配送是一种生产中特殊的环节，能将生产与物流紧密结合在一起，配送的合理对工厂的生产秩序、生产成本有很大的影响。配送均衡稳定，能保证产品的顺利生产，避免因为缺料造成停线等情况，缩短生产周期。存储资源对物料储存的仓库进行定义描述

44、，包括物料储存单元和存放的位置。供应链能对物料的供应商来源进行追踪。物料批次查询根据物料信息，能对该批次物料进行查找。车间配送查询查询车间的物料需求情况，选择系统中符合条件的车间进行配送。车间配送对车间的发送物料数量、编码进行编辑。领料申请根据不同的领料类型对领料进行划分，输入的库存位置与SAP系统库存位置一致。领料申请查询根据查询条件，能查处符合条件的数据，哪个工单号什么时间建立了领料单，是否领取了物料等信息。退料单生产订单发料类型选择为生产订单，成本中心领料则选择成本中心，在其中输入退料的信息。3.2.1.10生产统计功能完善的生产统计是进行生产管理的基本依据，保证生产质量、提高生产效率有

45、着重要作用；生产统计是计划的制定、制程管理的依据，除了数据的收集还有一定的数据分析，虽然收集数据是一个很简单的工作，但确是能真是反映生产情况。计划进度监控对生产车间，计划开始时间、计划结束时间进行编辑，能展示车间是在计划完成时间段内要生产的订单实际生产情况。产品工序直通率按月为统计单位，记录起始时间、结束时间以及月度的控制线。订单及时完成率在月度设置界面输入所要查看的月度，再输入所需统计的时间范围，能查看符合条件的统计结果。产品溯源输入批号，能显示产品作业过程使用的BOM物料信息。物料追溯根据物料的批号，能看到此批次物料用到了哪些产品上，对物料的流向有个详细的明细。单元加工明细能查找出指定时间

46、段，产线上已完成生产的批次信息。订单物料消耗输入订单号能显示相关订单消耗掉对的物料信息。3.2.1.11权限管理功能根据生产系统设置的一些规则，用户访问只能访问自己被授权的资源。角色管理给用户定义角色，赋予相应的权限。用户管理由用户去完善自己在系统中的信息。作业授权用户可以将自定的权限添加进系统。根据生产需求和MES的操作要求，将MES运用到生产中流程梳理如下所示： 图3-3 MES在生产中的流程3.2.2 MES组成构成MES完整的系统由作业面板、主系统面板和PDA扫码器组成。作业面板有两个部分：一个是组装段一个是打包段。如图所示：图3-4 MES作业面板主系统面板就是3.2.1中包含的功能

47、模块，可以查询产品的所有定义、编码、批次等信息。图3-5 MES主系统面板PDA扫码器是用于读取条码所包含信息的设备，系统提供了可供选择PDA模块信息，通过工单的发料清单和系统中原料的存放信息，便于系统过账；同时PDA中也有其他的操作模块。图3-5 PDA操作界面3.3功能模块运行情况按照第二章中提出的需求，这里将一些重点模块列出来。将公司的MES系统架构简化如下图所示，能清晰地看到在MES系统上线后将管理计划层地指令传达到控制层，控制层上的信息反馈到管理计划层，消除了信息断层，提高了生产的有效性和资源的有效利用率，并能实时的反应生产状态，对生产情况能有较好地监控。使生产变得柔性化，更好的适应

48、多变的客户。图3-6 MES业务架构a）生产计划和调度实施前：管理计划层是以订单来制定生产计划，因为无法根据实际生产情况来安排，所以无法将生产计划详细分解，对每日的生产计划进行调配。车间生产安排以人工安排为主，而订单完成后，由人工输入的方式去结束订单，不能直接从控制系统中得到信息反馈，使信息反馈时间延长。当订单或生产状况出现更改时，无法及时将生产计划的改变及时发放到生产中，对生产的实际进展无法监控。实施后：MES根据SAP的计划和订单信息生产工单，实现了对各工序段、各工序生产计划的安排并能通过系统实时查看。b）生产管理实施前：对生产涉及到的各个资源，标准的生产方法对生产现场各要素人（工人和管理

49、人员）、机（设备、工具、夹具）、料（原材料、辅料）、法（加工、检测方法）、环（环境）、信（信息）进行合理有效的计划、组织协调和集成。在未实施时，不能将生产各资源整合在一起，对生产规划进行较好的合理分配。实施后：MES系统提供了完善的功能，对生产中的人员、设备、物料及生产状况，有些依然还是用手工写入，同时还有很多已经采用自动收集数据功能，数据的维护功能也在慢慢提升。生产上的各种记录数据、测试数据都自动上传到数据库，可以方便的查询。对订单生产情况不用一定要进入车间询问班组长生产进况如何，而是能在系统中查询到生产状态。包括人员、设备、物料等信息能随时从系统中获取当前最新数据。MES支持PDA设备，通

50、过对二维码的管理优化车间的产品管理。每个工序的数据都能传输到系统中，物料信息和产品信息都能被记录跟踪追溯到，不需要像以前那样找纸质版的数据去翻查记录。通过MES，对车间生产计划的安排实施能根据客户的需求及时调整，生产成本的损失随之降低，对生产状况的调节和相应能力提高了，数据的准确性能有据可查。c）溯源管理实施前：实施前，车间是一种简单方式的溯源追踪，虽然是能查到板子的信息以及是否返修的记录，但是这只是一个小范围的查找，要找到相关的人员调查相应的记录才能知道产品是经过了什么、如何流出去的。对于完整的系统查询是不方便的。实施后：上线后能对生产的所有产品对进行追踪，包括物料的使用情况，产品的测试情况

51、以及是否经过维修等情况进行一个系统的集成，能根据产品的编号清楚的查到详细信息。d）工艺管理实施前：没有统一的工艺管理，虽然每一个产品平台都有一定的参数，但是每一次调整设备参数容易出错，虽然生产工程师能根据参数设置调整数值，但是这个工作不稳定，也无法进行验证，对生产过程中的管理就不受控，容易造成性能不稳定。实施后：MES的工艺管理满足了生产所存在的需求。工艺工程师在系统中创建工艺标准资料，使资料受控；而标准工艺文件只有有权限的人才能访问。能在系统中看到设备的工艺参数配置信息，能接收生产指令，包括工单信息以及物料信息。同时还有数据采集功能。e）产品规格控制实施前：在后段生产作业中，因为板子的程序会

52、随着客户需求和功能加强等原因对软件程序进行变更，在每次变更的时候都需要从PLM中查询软件版本并打印出产品的技术规格书，并依据系统中的要求生成正确的版本编号的标签。不论是打印出纸质版的还是在上层系统中查询，对操作人员都是不方便的工作，不能直观化的显示。实施后：在MES上线时，组装阶段采用的特殊的作业面板，其中包含了较多的功能，能将PLM中软件版本信息直接显示在作业面板上，通过对板子上条码的扫描并根据系统中的内容生成粘贴在外壳上的标签。系统中的文件都有相关的人进行维护，减少人员在生产中不必要的操作。MES的上线对生产带来的变化肯定不止以上列举的，MES不仅在公司的某个车间解决生产问题，更在集成上提

53、升了企业的竞争性，具体表现在：1）改变了目前没有统一的信息系统帮助制造部门的现状，增强了各部门的协同配合工作能力；2）采购、库存和生产数据统一，使企业内部的信息流和物料流变得清晰和明确；3）通过追溯系统，能查询到产品生产全过程的信息。3.4 产品运用MES生产情况 由于BMS产品较多，我选择其中一个工单下的一个产品进行举例说明。在目前产线的运行中，对于品质上的监控还不能在系统中实施的运用上；暂时还是采用手动记录的方式去管控，并手动在返修流程中录入和控制不良品流入下一道工序。在生产产品之前，计划员根据SAP中的订单对物料进行申请领用相应工单号中的物料，在MES中对物料数量和物料属性进行完整写入；

54、并请求仓库发料并配送到相应的车间，运送到线边仓，待产线物料组的人员对物料进行盘点与录入，将物料信息过账到生产中，以免物料出现漏料、多料的情况。如图3-2a），是对车间进行定义，在MES系统中显示其在SAP中的库位，以保证两个系统之间无差错。图3-2b）中对车间在MES中的定义也明确了，同时将异常处理角色进行定义，异常通知单以邮件的形式发给相关负责人。a）b）图3-7 资源定义a）车间和库位定义 b）异常处理角色定义在BMS前段车间也就是SMT车间，根据生产订单号对每一个产品进行一个二维码的编号，将板子投入使用之前用激光扫码将二维码印到PCB板子上，正反面都有一个二维码。举个例子，产品的前段二维

55、码是020001182218328310067，在SMT车间包含贴片线有印刷、SPI检测、炉前AOI、贴片、炉后AOI的工序，SPI检测机有一个接口能识别板子上的二维码将板子上的信息录入到MES中，本身就能对印刷工位的效果进行验证，增加接口后能将检测记录上传到系统中，形成一个统一的数据库便于提取信息。对贴片机的位置进行编号，贴片机上的接口能识别板子，将用到板子上的物料信息传输到系统中，对物料的去向以及用量进行较好的跟踪。在贴片上料的时候，每一份物料都是用PDA扫码器对物料上的二维码进行扫描，防止上料位置发生错误并对物料实际用料情况进行梳理。各项物料信息与SAP中的信息对应上，同时能将物料的站位

56、信息传输到MES中，并在系统中查看物料消耗的时间。如图3-8物料信息图。a） b） 图3-8 物料信息图a） 物料编码及描述 b） 物料使用时间在炉前和炉后的AOI检测都是对贴片情况进行一个检验，两个机器都是能识别板子，根据发布在系统中的检验文件进行效果判定，将检验结果上传到MES中，也是做好溯源的跟踪。图3-9 AOI、SPI工位检验效果判定图插件线现在与SMT在一个车间里，在系统的定义中将插件和SMT合在一起。插件的线头用扫码器将板子上的条码录入系统，录入系统的表示插件线开始作业的时间。经过波峰焊的焊接，有一个AOI检测，对连接器的焊接效果进行检验，如图3-4，将判定情况输入进系统中。经过

57、机器的检测后，还有一个终检外观，结束检查时用条码器录入板子条码，表示完成前段的作业，完成前段的生产订单计划。a） b）图3-10 产品在贴片车间流程图a） 工艺生产及条件 b）操作情况前后段的划分以半成品和成品来分别，完成插件后将半成品运送到半成品仓；后段的生产计划也是由计划员根据订单去安排下达产量，后端订单形成时，在系统中会生成一个条码，打印机打印出的小条码贴在连接器上。前面说到板子的前段编码，对应的在后段生成的编码是02000118381829360099，板子从半成品仓中取出，上线至自动测试台架，用PDA扫码对系统报开始作用，在用另一个扫码器，将板子的程序以及测试情况传输到上位机，通过其中的接口能将测试的情况导入进MES中。产品在后段生成的编码是一直到出货形成的与外包装相一致的编码。图3-11 自动测试机台和总测的测试结果后段的生产流程是先在自动测试，经过自动测试之后，在组装线先将板子进行喷涂再进行组装，再将组装好的盒子进行老化测试，进行总测最后包装出货。如后段流程记录图。对于自动测试中的