05.23 智能工廠—詳解MES系統

智能工廠是企業信息化、自動化以後進入智能製造的關鍵環節,其中MES系統的實施是不可或缺的一個環節。

智能工廠—詳解MES系統

什麼是MES系統呢?MES即Manufacturing Execution System,是製造企業生產過程執行系統,通過數據採集、效率評估、歷史數據分析、物料跟蹤、質量跟蹤與分析、設備管理、計劃分解等業務子系統或功能組件。以對過程任務分配、業績進行監視、統計、跟蹤和分析等手段,實現過程的持續改進。

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MES範圍

上個世紀90年代美國提出MES的概念,我們國家結合ERP及時跟進研究,此時研究主要集中在院校內,與實際相結合比較差,近些年隨著我們國家制造業升級,對企業信息化、自動化水平要求更高,國際、國內的一切企業、院校等積極推進MES的推廣,使得MES系統越來越受到企業的重視。MES系統主要企業有一些是有自動化背景的企業如GE,Siemens、Rockwell、Honeywell等;還有一些院校背景的企業如華中科技大的艾普工華,浙江大學的浙江中控等,現在越來越多的國內中小企業進入這個行業,如易往信息、速威、靈蛙等。

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智能工廠

總體來說在MES市場,沒有一家獨大的局面,一方面是MES要與業務相結合,對行業的瞭解要深入;另一方面,工業領域各行業之間差異性比較大,導致標準化很困難。比如GE專注汽車領域,Honeywell專注石化領域,而SAP專注於離散性中小企業,而電子、食品、石化、汽車等各領域相比較於財務,通用性就很差。

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GE公司

企業信息化管理系統是企業在實施業務流程優化,基於信息技術應用,採用先進管理思想,實現信息流、物流、資金流、工作流和價值流的整合,實現企業人、財、物等資源優化配置,實現信息化管理過程中所使用的想相關係統工具和平臺。

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MES在企業信息化中位置

MES是車間中用以管理和優化從訂單下達到產品完工的整個生產過程的硬件和軟件集合,它控制和利用準確的製造信息,對車間生產活動中的實時事件做出快速響應,同時向企業決策支持過程提供相關生產活動的重要信息。

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MES三層應用架構

MES系統與ERP、PDM等系統在基礎數據、生產計劃、物料、質量、設備等方面存在接口與集成關係

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MES接口集成關係

MES的實施伴隨著自動化的改造,改造過程中要考慮數據的採集,以及數據的標準協議問題。

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設備數據採集

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設備數據採集

MES的功能模塊介紹

1、計劃排程

以資源和能力有限為前提條件,通過相應的作業排序和作業調度來優化車間作業計劃,最大限度地減少生產過程中的準備時間,提高生產過程的作業效率和作業性能。

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計劃排程

2、資源分配及管理

根據作業任務,分配人員、設備、工具和物料協調地進行生產,以保證生產的正常進行,並提供資源使用情況的歷史記錄,同時跟蹤其現在的工作狀態和完工情況。

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3、文檔管理

管理、分發與產品標準、工藝規程或工作指令有關的信息,同時,對活動的過程、結果和環境等進行符合規定要求的信息收集,並予以記錄。

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數據雲存儲

4、過程管控

監控生產過程,自動糾正生產中的錯誤,並向用戶提供決策支持,以提高生產效率。過程管理還應包括報警功能。

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某企業MES實施圖

5、性能分析

將產品實際製造過程中測定的結果與過去的歷史記錄、企業的目標或客戶的要求進行相關的比較,在線顯示或者輸出相應的報告,輔助管理者進行性能的改進和提高。

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6、設備維護

通過對設備的狀態監控,數據收集和維護指導等相關措施,保證機器設備和相關資產的正常運轉,以實現企業的相關目標要求。

7、質量管理

通過在線的質量檢驗和離線的實驗室分析數據等質量信息記錄,跟蹤和分析產品在加工及裝配過程中各工序的質量狀況,以保證產品質量在控制範圍之內,並向相關人員提供質量改進的有關建議。

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以主機為核心的質量控制

8、數據採集

通過對過程進行相應的數據採集,收集來自人員,機器、設備、操作、工序,物料等方面的現場數據,形成過程當前的狀況信息,以便其它相關係統和人員進一步使用。

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RFID數據採集

MES是通過對企業生產組織和管理的實踐進行總結後發展起來的應用系統,因此,從本質上講,它並不是什麼高深的理論,帶有很強的可操作性。實踐的經驗證明,MES對企業生產製造平臺的優化確有許多明顯幫助和指導作用。

MES的使用不僅可以在企業生產的某些局部對企業產生積極的影響,同時,更重要的是,通過MES的使用可以改善企業以下方面的過程性能,並給企業帶來效益。

業務的協同性,使傳統的生產過程“黑箱”透明化,不僅提高了企業信息集成的程度,也使企業極大地改善了業務部門間的“協同性”;

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三一重工挖掘機指數

計劃的適應性,不僅使企業制定的生產計劃具有了更明顯的可操作性,使計劃得到更有效的執行,同時,在計劃執行可以得到保證的條件下,企業可以進一步提高計劃的精確性和適應性,以便有效地配置和利用有限資源;

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資源有效利用


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