UGS公司MES 解决方案

1、 UGS Corp. 2005. All rights reserved.1UGS公司公司MES 解决方案解决方案Yu BoSolution ArchitectDigital ManufacturingUGS Asia PacificProduct Lifecycle Data Architecture能否根据产品号码追溯这批产品的所有生产过程信息？能否根据产品号码追溯这批产品的所有生产过程信息？同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动校验和操同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动校验和操作提示以防止部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交作提示以防止部件装配

2、错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误？接错误？过去过去12小时之内生产线上出现最多的小时之内生产线上出现最多的5种产品缺陷是什么？次品数量种产品缺陷是什么？次品数量各是多少？能否及时纠正？各是多少？能否及时纠正？目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码？码？生产中的典型问

3、题生产中的典型问题 制造执行系统制造执行系统 (MES: Manufacturing Execution System)MES是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁，计划与生产之间承上启下是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁，计划与生产之间承上启下的的“信息枢纽信息枢纽”。 -MES采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息，目采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息，目的在于优化管理活动的在于优化管理活动,对随时可能发生变化的生产状况作出快速反应。它对随时可能发生变化的生产状况作出快速反应。它强调是精确的实时数据强调是精确的实时数据。-MES改善设备投资回报率，以及改善及

4、时交货、库存周转、毛利和现金改善设备投资回报率，以及改善及时交货、库存周转、毛利和现金流通性能流通性能-基本介绍基本介绍 什么是什么是 MES?MES Components维护管理过程管理质量管理劳动力管理数据收集文件控制分配生产单元操作/详细排产资源分配和状态管理产品跟踪和产品清单管理性能分析和数据采集MES Benefits平均减少制造周期时间45%； 一般减少数据输入时间为75%以上； 平均减少半成品(WIP)24%； 平均减少为交班而准备的纸面工作61%； 平均减少引导时间27%； 平均减少纸面工作和设计蓝图所带来的损失56%； 平均减少产品缺陷18%from MESAMES - Pa

5、rt of Complete PLM Strategy ProductOrder-to-deliveryprocessERPMarketing SellingDispatch LogisticsProduct-conceptProduct-definitionProduct-developmentProcess developmentProduct-supportProd ReqtplanningEquipmentProduction ManagementTecnomatix Solution ArchitectureTC Engineering TC ManufacturingERPMESC

6、APPAssembly PlanningLine BalancingProcess SimulationHuman PerformanceDES SimulationQuality PlanningRoboticsOOTB IntegrationInterface with Legcy and 3rd party softwaresDesignPlanningProductionVisMockupFactoryCADFactoryFLOWStampingJackTC Engineering TC ManufacturingAssembly PlanningLine BalancingProce

7、ss SimulationHuman PerformanceDES SimulationQuality PlanningRoboticsTecnomatix Applications SuiteRoboticsDES SimulationAssembly PlanningDesignPlanningProductionFactoryCADFactoryFLOWStampingJackQuality PlanningTC EngineeringVisMockup TC ManufacturingLine BalancingProcess SimulationHuman PerformancePr

8、e-PlanningECOAdv. PlanningValidationERPMESCAPPMES Structural ViewQuality Problem Causes:-Faulty machine-Wrong Raw Material/Consumables-Wrong Production Sequence-Incorrect Work Instruction(or traceability module)TCMWork PackageWorking InstructionXfactory MES 制造执行系统制造执行系统Xfactory 是一个开放平台，包括应用软件和开发工具，可

9、以管理日常工厂运营，能够用来管理工厂的日常运作，实现工厂与其扩展企业、供应链之间的整合。Xfactory 把实时生产数据反馈到工艺规划及优化系统中，以便能持续改进规划方案。Xfactory 能够让制造企业管理并改进产品及工艺质量。生产管理生产管理:一个完整的闭环解决方案一个完整的闭环解决方案 Production Management : A Complete Closed Loop运行和部署运行和部署 Launch & DeploymentTop - FloorXfactory MES Functions批量跟踪批量跟踪Batch and Lot Tracking生产定单追踪生产定单

10、追踪Production Order Tracking车间材料的管理和跟踪车间材料的管理和跟踪Shopfloor Materials Management & Tracking产品可追溯性产品可追溯性Products Traceability双向的产品双向的产品组装记录组装记录Bi-directional Genealogy质量管理和缺陷跟踪质量管理和缺陷跟踪 Quality Management and Defect Tracking先进的汇报机制先进的汇报机制Advanced Reporting按订单生产，按库存生产按订单生产，按库存生产Build to Order, Build

11、to Stock操作警示操作警示 Operator Error-proofing工时跟踪工时跟踪 Key Performance Indicators (KPI)关键性能指标显示关键性能指标显示 (KPI)ERP 接口（采用接口（采用ISA-95 标准）标准）ERP interface via ISA-95 standard生产计划界面生产计划界面Production Scheduling interface统计过程控制统计过程控制Statistical Process ControlXfactory Architecture Applied to a Manufacturing LineER

12、PWC1WC2DBERP生产管理器生产管理器 Production Explorer实时监控实时监控Real-time Monitoring of:在制品在制品 Work in Process待制品待制品 Work in Queue生产状态生产状态 Production Status订单位置订单位置 Order location 生产量生产量 Throughput消耗率消耗率 Consumption rates库存库存 Inventory设备设备 Equipment其它相关项目其它相关项目 容易定制容易定制 友好界面且友好界面且灵活灵活 对象和界面对象和界面可重复可重复调调用用 提供示例提供示

13、例 支持支持VB 开开发发客户端定制客户端定制 Custom Production Client 性能监控器性能监控器 Performance Monitor - KPIs关关键键性能指标性能指标监控的历史数据监控的历史数据对产品制造过程的数对产品制造过程的数据分析据分析能够动态捕捉产品数能够动态捕捉产品数据，允许制造商即时据，允许制造商即时改变生产过程而不失改变生产过程而不失去重要的历史数据去重要的历史数据哪些汽车使用哪些汽车使用了这批蓄电池了这批蓄电池？ Which automobiles were made with this lot of batteries?VIN12345-01VI

14、N12345-02VIN12345-03双向双向的的产品产品组装组装记录记录 Bi-directional GenealogyFORWARD这部有缺陷的这部有缺陷的汽车使用了那汽车使用了那些易损件？些易损件？ Which consumables were used to make this defective automobile?BACKWARDVIN12345-03实时制造信息和报告实时制造信息和报告Real-time Manufacturing Intelligence and Reporting基于基于 Microsoft Reporting Services内置导航工具内置导航工具用

15、户配置用户配置 WEB 界面界面用于特定数据分析的应用软件组用于特定数据分析的应用软件组用基于用基于Microsoft Visual Studio .Net 2003 的报表来进行的报表来进行定制分析定制分析用户安全管理用户安全管理用户特殊配置用户特殊配置Some Xfactory customers UGS Corp. 2005. All rights reserved.21UGS高科技电子行业高科技电子行业 MES 解决方案解决方案Screen PrintingReflowSMT PlacementPost-InspectionPaste InspectionElectronics Man

16、ufacturing IntroductionXXXXXXXXIntegrated Execution Systems for Material, PCB and BoxTraceabilityEnterpriseIntegrationProductionControlWhy is Traceability Needed?OEMs demand it and CMs need to demonstrate itOEMs have a Brand to protectCMs need to Retain Customers and Attract New OnesCannot trust Man

17、ual Methods or Disconnected Systems in todays high-mix product environmentRecalls Scope management Cannot afford to Guess or Waste Time/Resources hunting for dataInternal Production SupportData driven decisions on ReworksNeed to know the impact on Delivery and InventoryThe ability to demonstrate tra

18、ceability and satisfy OEM as well as staying ahead of Market demands is a Competitive Advantage !MES Information ConsumersMES生产管理生产管理:实时工艺控制实时工艺控制 线外、线上核对物料 总装(Box build)顺序的确认 流程控制（Route enforcement）和 WIP监测 直接从机器环境自动采集数据 依据统计数据及曲线趋势向用户发出执行偏差警告 监测产出效能和设备效率 管理PCBA和总装(Box build)的维修流程对质量数据收集、分析对质量数据收集、分

19、析和存档和存档创造和管理维修工创造和管理维修工艺艺报告和工艺报警报告和工艺报警原料装备的核实原料装备的核实过程管制过程管制SMT 性能监测性能监测MES追踪追踪:对整个制造事件进行跟踪、报告并存档对整个制造事件进行跟踪、报告并存档 管理元器件、电路板和总装的制造事件 通过追踪具体的耗料和配置，保证符合RoHS的一致性 限制了产品招回范围并根据需要提供相关的追溯性报告 对所有的实时事件进行报告，为做出正确的决定提供了全面的管理可见性。变更追踪变更追踪总装总装(Box Build)路线和工艺的可追溯路线和工艺的可追溯性性可追溯性报告可追溯性报告元器件管理元器件管理跟踪维修流程跟踪维修流程MES M

20、anufacturing Executive System(The foundation for Manufacturing Excellence) LeveledProductionVisual ManagementStandardized WorkKaizen (Continues Improvement)Operational Stability Just-In-Time Right Part, Right Amount Right Time Takt time Continuous Flow Pull System Quick Changeover Integrated Logisti

21、csMES Foundation for Manufacturing Excellence Highly Motivated People Better Operation productivity Built-In-Quality Automatic Steps Anton Error Proofing In Station Quality Control 5 Ws LF Transition TraceabilityBetter Quality Lower Cost Shorter Lead time Better Safety Higher Morale- Total Productiv

22、ity Maintenance ( TPS)高科技电子产品高科技电子产品MES解决方案的优点解决方案的优点 高科技电子产品高科技电子产品MES解决方案的优点解决方案的优点 长期的大客户长期的大客户 UGS Corp. 2005. All rights reserved.32谢谢谢谢MES提供为优化从订单投入到产品完成的生产活动所需的信息。MES运用及时、准确的信息，指导、启动、响应并记录工厂活动，从而能够对条件的变化做出迅速的响应、减少非增值活动、提高工厂运作过程的效率。MES不但可以改善设备投资回报率，而且有助于及时交货、加快库存周转、提高收益和现金流的绩效。MES在企业和供应链间，以双向交

23、互的形式提供生产活动的基础信息 MES不同于以派工单形式为主的生产管理和辅助的物料流为特征的传统车间控制器,也不同于偏重于作业与设备调度为主的单元控制器,而应将MES作为一种生产模式, 把制造系统的计划和进度安排、追踪、监视和控制、物料流动、质量管理、设备的控制和计算机集成制造接口（CIM）等一体化去考虑，以最终实施制造自动化战略。国际制造执行系统协会（MESA）定义了MES应具备的11个功能模块：主要包括1)资源分配和状态管理；2）操作/详细排产；3）分配生产单元；4）文件控制；5）数据收集；6）劳动力管理；7）质量管理；8）过程管理；9）维护管理；10)产品跟踪和产品清单管理；11)性能分

24、析和数据采集。实际的产品可能是包含其中一个或几个功能模块。由于工厂可能会从不同的软件供应商购买适合自己的MES模块，使得MES系统包括了很多子系统，这些子系统都有各自的处理逻辑，数据库，数据模型和通信机制。为了实现与外部系统的集成，往往采用API技术，OLAP技术和相应的通信机制。其中，外部应用系统的调用和插入使用API的方式，而应用EDI技术和外部环境进行数据交换。虽然专用的MES能够为某一特定环境提供最好的性能，却常常难以与其它应用集成，整合的MES比专用的MES迈进了一大步，具有一些优点如：单一的逻辑数据库，系统内部具有良好的集成性，统一的数据模型等等。但其整个系统重构性能弱，很难随业务

25、过程的变化而进行功能配置和动态改变。为了解决传统EMS的不足，可集成MES (Integratable MES，I-MES)逐渐成为人们研究的热点。在我国实施的CIMS战略中，车间自动化一直是一个薄弱环节，而实施MES则是提升车间自动化水平的有效途径，因此 MES技术的推广应用可有力促进 CIMS的发展。 另一方面，随着CAD/ CAM及 ERP在制造企业的逐步应用，其进一步的信息化需求将迫使企业更多地去考虑在车间层次构建更高效的智能自动化信息系统，发展敏捷化MES无疑是其必由之路，因此 MES在我国具有广阔的发展空间和应用前景。 然而，由于国内外现有的 MES技术及系统没有充分考虑车间制造信

26、息中大量存在的不确定性等非常规特点，缺乏在这些非常规信息条件下的科学决策方法，而片面地去追求车间信息的数量或精确性，不仅造成车间信息集成困难和决策效率不高，导致 MES缺乏足够的敏捷性与智能性以适应日益不确定的车间制造环境，而且大大增加了MES的开发和使用成本，严重影响了 MES这一先进的车间生产管理与控制技术在我国的推广应用与普及。 1计划层：包括经营决策级和企业计划级。主要功能模块：生产经营决策；长期、中长期生产计划编制；财务管理；人力资源管理；采购分销；成本管理；库存管理；定单处理；辅助决策等。2执行层：包括车间生产级和生产调度级。主要功能模块：生产调度和作业；质量管理；人员和设备管理；

27、物料追踪和产品追踪；对运作过程的分析。3控制层：包括过程控制级、设备控制级和检测驱动级。主要功能模块：生产线范围的监控；自适应控制；设备控制；现场各种信号检测生产计划：处理属性关联的定单生成按照成本目标优化后的车间级计划，保留定单的原始数据以便于控制。 车间调度：根据生产的实时数据和历史案例，现场动态协调人员、物料、设备以最大可能优化生产。 作业计划：实现以小时间单位为基准的批量组合计划、生产排序计划，以维持车间的高效运作。 人员管理：对行为的详实记录，不仅与人员薪酬相联系，且能为生产分析提供依据，便于管理并能有效地提高生产率。 设备管理：预防性设备维修为主，分析、优化设备能力以消除瓶颈环节对

28、生产的制约，实现设备最大利用率。 质量管理：整合后的功能支持各种与质量计划、检查和控制相关的工作，动态的数据分析为车间调度提供依据。 物料跟踪：由现场采集的数据对物料变化情况进行跟踪，为企业实现对内部条件和外部环境的变化作出快速反应提供可能。 产品跟踪：由现场采集的数据对在制品变化情况进行跟踪，变动中的产品信息便于生产管理的同时还能为客户提供服务。为流程企业定制制造执行系统，其最主要的目标就是建立和完善生产管理体系，包括根据客户定单、市场预测和内部资源状况来制定生产计划；从整体角度优化、协调生产过程；生产计划的动态调整等等。与此同时，要建立保证质量管理的信息体系，包括在线物料跟踪和质量控制的在

29、线反馈与调整，以及对产品质量零缺陷的追求。以上述两个目标为契机，构建流程企业MES系统可以促进生产方式和管理思路的转变，这将是一个渐进的过程。MES的设计将以软件工程为规范，主要考虑全局性、通用性，既要实现整个生产过程的优化，又要提供标准化、模块化的应用程序框架；同时要以可扩充性、开放性和兼容性为原则，这样在生产能力变动时不至于影响系统功能，还要提供标准、开放的通讯接口以及减少由于开发环境和开发工具的变化带来的影响；在可操作性、可视性和鲁棒性上也要注意，友好而操作简单的界面、监控跟踪的仿真示意图和较强的容错能力都有助于各级用户的使用；最后是必须具备实时性，只有最短的反应时间才能对生产过程进行控

30、制和调整。 在现代流程企业中流动的信息具有强烈的动态特征且大量冗余信息与缺失信息、信息断裂并存的现象，无论是从现场采集来的生产数据还是从市场获得的定单信息都可能因不能真实体现而对企业造成不可估量的后果，为保证有价值的信息能对企业决策和运作有着正确的指导意义，在流程企业运作系统中要构建好多种信息库；并且不同的信息库具有不同的特点。物料信息库：企业库存状况和需外部采购或内部调整的物料情况，部分信息与供应商共享；定单信息库：定单对产品的要求（钢种、质量、数量等）情况，部分信息与合同商共享；产品信息库：产品目录和与特定合同商联系的在制品状态，部分信息与分销商/用户共享；基础信息库：企业人员、设备状况，

31、财会数据等企业运营的基础信息，在系统内部按照不同密级使用，还包括部分经常更新的政策、市场等外部信息；生产信息库：生产过程中人员、设备的实时变化情况等动态性要求较高的信息，以及基本不变的工艺路线等生产相关信息，外部不可见。这些信息库都是关系型数据库，建立信息库将降低车间级计算机的数据负担，同时减少了因数据保存和操作故障而引发的一系列后果。物料、定单、产品信息库可供对应的外部人员进行查询等操作，便于结成与供应商密切的战略伙伴关系。而较稳定的基础信息库为人事、财务、设备方面的日常管理提供极大的方便。生产信息库则是动态性能要求最高的，每时每刻都有大量的流动数据注入其他信息库，因此对它的设计要求也最高。

32、这些信息库常见功能有：报表、保存与备份、恢复与删除，以及口令与权限。 在典型的ERP软件平台中，财务管理(包括会计核算，财务管理)、生产控制(包括生产计划，制造)、物流管理(包括采购，库存管理，销售)和人力资源管理等是基本功能模块。过去的若干年来，ERP在国内得到了较广泛地重视，一些企业花了大量资金上ERP。但就一般情况而言，商业企业从ERP中获得的利益比较明显，而工业企业却没有那么幸运，甚至受到不同程度的损害。这一现象并非我国独有，在工业发达国家也是如此。美国ARC公司调查结果说，53%的客户反映ERP对工厂生产存在负面影响。怪不得有人说：“不上ERP是等死，上了ERP是找死。”这里反映出在

33、ERP实施过程中确实存在一些不可忽视的问题，其中最主要的是光有ERP并不能帮助和指导工厂分析其生产的瓶颈、改进和控制产品的质量，以及对具体的产品生产进行排产；ERP不但没有调动工厂管理人员的积极性，反而把他们降格为一种信息的收集者：ERP虽有生产控制模块，但难以真正在工厂层中使用：而不加分析和改进这些问题，其结果则是将IT推离、而不是融入工厂的生产活动。但是对于一个企业，如果仅仅从生产工厂的视角来分析其在竞争中所处的地位，显然是短视的。即使是最好的MES解决方案，对于整个企业来讲，也不过是提供一个相对狭窄的视角，缺乏在管理层为进行决策支持所需要的生产执行数据的广度和深度。这就启示我们，完整的、

34、能够引导一个企业保持长期的业务利益和价值的企业信息系统，必须是控制、制造执行系统MES和企业规划系统ERP三者协同作用的整合。 在制造系统生产控制上，20多年来存在着两种不同的方法：基于成本控制机制的制造系统(LEAN)和基于运行状况控制机制的制造系统(MES)。二者有很大的区别，尤其是在产品成本、质量和产出时间等参数上的要求等方面。LEAN强调成本和效率，不考虑弹性和速度，如果订货批量小、要求高，影响成本和效率，按照LEAN的理念只能不接受订货。现在管理的理念更注重弹性和和响应速度，不采用建立在计算机信息化基础上的MES，又如何得以实现！近年来出现了将二者优点结合起来的整体设备效能(over

35、all equipment effectiveness，OEE)概念，综合考虑可用性、性能和质量等因素。 主要的制造信息系统有：ERP(企业资源计划)、SCM(供应链管理)、SSM(销售和服务管理)、P/PE(产品和过程工程)，以及MES(制造执行系统)和控制。这些系统每一个都有其一定的功能，包括若干不同的模块。它们之间存在一些重叠，如调度可能出现在MES和SCM：劳务管理出现在MES、SSM，ERP中的人力资源(HR)功能模块中：文件管理出现在MES和P/PE：过程管理出现于MES和控制中。 MES向ERP提供实际生产数据，如成本、周期时间、产出和其它生产数据。 MES向SCM提供实际订货状态、生产能力和容量、班次间的约束等。 MES向SSM提供在一定时间内根据生产设备和能力成功进行报价和交货期的数据。 MES向P/PE提供有关产品产出和质量的实际数据，便于CAD/CAM作适当调整。 MES向控制提供在一定时间内使整个生产设备以优化的方式进行生产的工艺规程、配方和指令等，将其下载 由于每个行业的生产和流通流程不同，还有其特定的行规，不同的行业对MES的要求和着重点是完全不同的。例如电子工业通常要求MES着重于建立精确的产品记录，即使产品经常变