离散型制造智能工厂 课件 CH3 制造执行系统

03制造执行系统MESManufacturingExecutionSystem目录/Contents01概述02MES的定位与功能模型03MES到MOM04MES软件平台的体系结构05MES案例MES参考书企业生产运作三层论企业生产运作管理流程抽象为三个层次：计划层按照客户订单、库存和市场预测情况，安排生产和组织物料。执行层根据计划层下达的生产计划、物料和控制层的工作情况：制定车间作业计划安排控制层的加工任务对作业计划和任务执行情况进行汇总和上报当生产计划变更、物料短缺、设备发生故障、出现加工质量等问题时，执行层对作业计划进行及时调整，保证生产过程正常进行。控制层（又称设备层）通过控制指令驱动设备完成产品的加工或装配。MES的概念制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem，MES）MES是面向车间的生产过程管理与实时信息系统。主要解决车间生产任务的执行问题。MES发展大事记20世纪80年代末，美国先进制造研究机构(AMR)首先提出MES的概念；1992年，美国成立以宣传MES思想和产品为宗旨的贸易联合会——MES国际联合会（MESAInternational）；1997年，MESA发布修订后的6个关于MES的白皮书，对MES的定义与功能、MES与相关系统间的数据流程、应用MES的效益、MES软件评估与选择以及MES发展趋势等问题进行了详尽的阐述；1999年，美国国家标准与技术研究所（NIST）在MESA白皮书的基础上，发布有关MES模型的报告，将MES有关概念标准化。2000年，MES标准ANSI/ISA-SP95.00.01正式发布……MES的定义美国先进制造研究机构(AMR)：MES是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间、面向车间层的管理信息系统。它为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态信息。MES国际联合会(MESAInternational)：

MES是一些能够完成车间生产活动管理及优化的硬件和软件的集合，这些生产活动覆盖从订单发放到出产成品的全过程。它通过维护和利用实时准确的制造信息来指导、传授、响应并报告车间发生的各项活动，同时向企业决策支持过程提供有关生产活动的任务评价信息。MichaelMcClellan

(曾任MESA主席)：MES是一个集成的计算机化的系统，它是用来完成车间生产任务的各种方法和手段的集合。目录/Contents01概述02MES的定位与功能模型03MES到MOM04MES软件平台的体系结构05MES案例MES总体业务流程MES定位及功能模型Controls车间设备控制SCM供应链管理MRPII/ERP企业资源规划SSM服务销售管理MES制造执行系统P/PE产品及工艺设计MES功能概述序功能项目英文全称功能概述备注1资源分配与状态ResourceAllocationandStatus管理车间资源状态及分配信息MESA/NIST2操作/详细调度Operations/DetailScheduling生成操作计划，提供作业排序功能M/N3分派生产单位DispatchingProductionUnits管理和控制生产单位的流程M/N4文档管理DocumentControl/SpecificationManagement管理、控制与生产单位相关的记录M/N5数据采集/获取DataCollection/Acquisition采集生产现场中各种必要的数据M/N6人力管理LaborManagement提供最新的员工状态信息M/N7质量管理QualityManagement记录、跟踪和分析产品及过程特性M/N8过程管理*ProcessManagement监视生产，纠偏或提供决策支持MESA9维护管理MaintenanceManagement跟踪和指导设备及工具的维护活动M/N10产品跟踪和谱系ProductTrackingandGenealogy提供工件在任意时刻的位置及其状态信息M/N11性能分析PerformanceAnalysis提供最新的实际制造过程及对比结果报告M/N12物料管理*Materialmanagement管理物料的运动、缓冲与储存NISTMES功能详解资源分配与状态(ResourceAllocationandStatus)：管理各种资源，跟踪资源状态并维护一个详细的历史记录，提供资源的实时状态信息。资源：设备、工具、材料和其它辅助设备派工单、领料单、工序卡等相关作业指令和文件等确保设备正常开工所必需的实体它保证设备能够适时地安装调整以及其它资源（如文档）能够及时获取。资源管理包括对资源的保存与分派以支持操作/详细调度功能，满足操作调度目标。MES功能详解2.操作/详细调度(Operations/DetailScheduling)：基于优先级、属性、特性以及制造方法与工艺等进行作业排序，使得设备的调整或准备时间最少。根据不同的加工路径以及加工路径的重叠与并行情况，通过计算出它们加工时间或设备负荷获得较优的加工顺序或路径。生成工序计划（即详细计划）以满足用户定义的运行目标。MES功能详解3.分派生产单位(DispatchProductionUnits)：根据生产计划和详细排程，管理作业、订单、批次、工作指令等形式的生产单位的流程。以适当的顺序分派信息，使其在正确的时间到达正确的地点。针对生产过程中出现的突发问题及时修改作业指令，调整加工顺序。具有变更预定排程/生产计划的能力，通过重新安排生产和补救措施，改变已下达的计划，并具有通过缓冲管理来控制在制品数量的能力。MES功能详解4.文档管理(DocumentControl)：控制、管理、交付与生产单位相关联的信息包，包括工作指令、制造方法、图纸、标准操作规程、零件加工程序、批次记录、工程更改通知以及交班信息等。支持编辑预定信息和维护文档历史版本。对环境、健康、安全等方面法规以及ISO标准信息的管理。MES功能详解5.数据采集/获取(DataCollection/Acquisition)：获取和更新用于产品跟踪、维护生产历史记录以及其它生产管理功能的生产信息生产信息对象、批次、数量、时间、质量、过程参数、设备启停时间、能源消耗等可使用扫描仪、输入终端、与制造控制者的软件界面以及其它软件等方式相结合，以手工或自动方式在车间采集最新的数据来实现上述功能。这些数据可能存在于生产单位相关的文档/记录中、来源于底层DCS或PLC装置中，或采用其它方式获得，它们是性能分析的数据源。MES功能详解6.劳工管理(LaborManagement)：提供最新的人员状态信息，包括时间和出勤记录；资质跟踪；追踪其间接活动的能力（如领料、备料、准备时间等）作为成本分析和绩效考核的依据。与资源分配进行交互以确定最优的人员分派。MES功能详解7.质量管理(QualityManagement)：从生产过程实时采集质量数据，对质量数据进行分析、跟踪、管理和发布。运用数理统计方法对质量数据进行相关分析，监控产品的质量，同时鉴别出潜在的质量问题。分析造成质量异常的操作、相关现象与原因，提出纠正或校正的措施，或提出质量改进意见和计划。可以包括SPC/SQC跟踪、离线检测操作以及在实验室信息管理系统(LIMS)中分析。MES功能详解8.过程管理(Processmanagement)：监视生产过程，自动纠偏或为操作者提供决策支持以纠正和改善在制活动（这种活动既可以是工序内，也可以是工序间）。可包括报警管理。可能通过数据采集/获取提供智能设备与MES的接口。NIST认为过程管理活动已在分派与质量管理中描述；MESA将其单列，是因为该活动可能由一个单独的系统来执行。MES功能详解9.维护管理(MaintenanceManagement)：跟踪和指导设备及工具的维护活动；目标：保证这些资源在制造进程中的可获性；保证周期性或预防性维护调度；对应急问题的反应（报警）；维护事件或问题的历史信息以支持故障诊断。对生产过程中的设备(含刀具、夹具、量具、辅具)进行管理记录设备的基本信息(加工范围、精度、对象、持续工作时间等)、记录设备当前状态(设备负荷、可用性)、设备维修计划、设备故障和维修情况等。MES功能详解10.产品跟踪和谱系(ProductTrackingandGenealogy)：提供所有时期工作及其处置的可视性。状态信息可包括：谁在进行该工作；供应者提供的零件、物料、批量、序列号；任何警告、返工或与产品相关的其它例外信息。其在线跟踪功能也创建一个历史记录，该记录给予零件和每个末端产品使用的可跟踪性。在制品(WIP)跟踪；产品/生产的历史数据存储和管理MES功能详解11.性能分析(PerformanceAnalysis)：提供实际制造操作活动的最新报告，以及与历史记录和预期经营结果的比较。运行性能结果包括对诸如资源利用率、资源可获取性、产品单位周期、与排程表的一致性、与标准的一致性等指标的度量。MES功能详解12.物料管理：管理物料（原料、零件、工具）及消耗品的移动、缓冲与储存。这些移动可能直接支持过程操作或其它功能，如设备维护或安装调整。该功能为NIST所追加，它认为上述物料管理活动与资源分配和跟踪功能的关系并不明确。目录/Contents01概述02MES的定位与功能模型03MES到MOM04MES软件平台的体系结构05MES案例制造执行系统（MES）Manufacturing Operations Management是MES的进一步扩展包含四个方面生产运行维护运行质量运行库存运行从生产扩展到四个领域制造执行系统（MES）生产运行管理制造执行系统（MES）质量运行管理制造执行系统（MES）库存运行管理制造执行系统（MES）维护运行管理目录/Contents01概述02MES的定位与功能模型03MES到MOM04MES软件平台的体系结构05MES案例MES系统平台的体系结构部分著名MES供应商FactoryTalk®ProductionCentre®MESCamstarCitectIIMSolutionsCitectPtyProficyGE

FanucAprisoFactelligenceCIMNETFactorySuiteA2Wonderware/InvensysShopfloor-OnlineLighthouseSystemsBigstonMESBigstonInformationTechn.Business.Flex

&Optivision&POMS HoneywellAspenMESAspenTechnologySIMATICIT国内著名MES供应商UniMaxMESE-MESECOS华磊迅拓OrBit-MES兰光MESMES-SuiteGURUMESRDT-MESMOM套件UniMax系列艾普工华科技（武汉）有限公司www.epichust.comUniMax

MESUniMax

PCT智能生产执行层智能控制层UniMax

FPSUniMax

DLS设备监控质量控制物料管控生产执行现场管理计划排产资源协调资源不技术建模算法引擎不优化计划策略不规则可视化高级排程物流供应监控物流过程作业供应制造协同物流协同调度Abnormality

MonitoringUniMax

RPCIntegration

ModellingDate

InteractionStandard

Interface

LibraryOPC

Server/DDE/DNC/COM…智能指挥层生产预警中心现场指挥中心生产集成中心绩效监控中心CNCScannerRFIDPLCPI…UniMaxMES艾普工华科技（武汉）有限公司UniMaxMES产品架构西门子MOM解决方案概况西门子制造运营管理（MOM）解决方案Siemens

Manufa