MES基础介绍

计划排产与信息管理系统的定位
ERP – e.g. SAP R/3
ROB-EX scheduler
MES
HMI/SCADA – iFIX
工单执行的图形化调整与滚动调度
生产计划执行监控
内容安排
➢ MES系统简介 ➢ 数据采集与过程控制 ➢ 排产调度 ➢ 生产、物料平衡与看板 ➢ 效率模块与OEE ➢ 质量模块与SPC ➢ 批次分析 ➢ 追踪与反追踪系统 ➢ SOP介绍 ➢ 应用演示
river
OPC Server DA & AE
PDB OPC Server
OPC Client
OPC Client
监控软件系统结构原理图
打印机 报警汇总
历史文件
历史窗口
图形对象
调度器
文件
VBA
控件
Chart 对象
图形界面Workspace
历史数据采集
报警队列
报警ODBC
数据库存取
配方
Scan, Alarm & Control
效率
Maintenance Enterprise Gateway Connector
Plant Applications
生产 质量 批次
运营管理解决方案
ຫໍສະໝຸດ Baidu
计划 调度
Historian
自动化软件解决方案
Shop Floor S PC
HMI/SCADA
工厂运营
工厂系统和应用
Change Management CAUSE+
• 将过程和质量数据紧 密整合一体
• 即时生成SPC报警和其 他报警
提供一个产品合格性和关键趋势的 全貌
财务
维护
人事
ERP 集成和全厂报表系统
管理层
工厂层
MES (制造执行系统)
实时历史数据库
ERP 财务 人事 采购
订单
计划
消耗
生产
MES
配方
产品
生产消耗
business标准规格
质pla量nt
效率
计划
效率
质量
原因
环境 设备
历史数据库
生产
实验室数据
工厂生产数据
MES定位 – 管理系统 VS 过程控制
公司 业务
MES系统基础介绍
Tony Tong GE Intelligent Platform
内容安排
➢ MES系统简介 ➢ 数据采集与过程控制 ➢ 排产调度 ➢ 生产、物料平衡与看板 ➢ 效率模块与OEE ➢ 质量模块与SPC ➢ 批次分析 ➢ 追踪与反追踪系统 ➢ SOP介绍 ➢ 应用演示
什么是MES系统
➢跟踪改变 ➢责任说明 ➢安全性 ➢谁在何时做的 ➢审计跟踪 ➢存档 ➢时间标记
跟踪订单完成状态
自动从ERP 系统获得生产计划 自动关联计划订单到好的生产 实时的生产计划适应 自动在 ERP 系统中更新订单信息
内容安排
➢ MES系统简介 ➢ 数据采集与过程控制 ➢ 排产调度 ➢ 生产、物料平衡与看板 ➢ 效率模块与OEE ➢ 质量模块与SPC ➢ 批次分析 ➢ 追踪与反追踪系统 ➢ SOP介绍 ➢ 应用演示
停机分析查询（Excel Report1）
停机概要查询(Excel Report2)
Web 报表
Web 报告- 停机原因分析：位置
Web 报告- 停机原因分析：原因
Web 报告- 停机原因分析：组员
Web 报告- 设备性能分析：产品
Web 报告- 设备性能分析：人员
Web 报告- 设备性能分析：故障
生产运行管理之效率管理—OEE/KPI
ES
➢停线分析
➢ 设备管理
➢ 设备运行报告与分析
ES
➢ 原因追溯、应对措施、分析与改进
➢废品、废料、能源消耗
ES
ES
➢ 原因追溯、分析与改进
➢原因树的管理，根本原因分析
➢统计分析与改进决策支持
什么是OEE？
原因树－－管理经验的学习与累积
标准停机查询
1、开始日期/时间，结束日期/时间，正常运转时间，停机时间，停机位置，停机类型，停机 原因（层级） 2、显示列自主定义 3、不同颜色代表停机处理不同状态 4、多种原因综合处理时的原因分解 5、原因按层次逐级分析与处理
质量规范用于何处？
• 响应检查 • 不影响收/发的对于核心变量的检查
• 报警机制 • 包括普通报警机制和SPC 机制
• 测试计划 • 决定是否进行测试及其测试频繁度
• 分析 • 历史数据分析, 性能统计
客户端应用程序
• 在现场或实验室内采 集和输入数据
• 基于产品和其他商业 运营法则测试计划
• 将采集或输入的数据 和规范数据相比较
Web 报告- 设备性能分析：原因
Web 报告- 设备性能分析：位置
Web 报告- 设备性能分析：MTBF/MTTR
OEE计算和关键性能指标
内容安排
➢ MES系统简介 ➢ 数据采集与过程控制 ➢ 排产调度 ➢ 生产、物料平衡与看板 ➢ 效率模块与OEE ➢ 质量模块与SPC ➢ 批次分析 ➢ 追踪与反追踪系统 ➢ SOP介绍 ➢ 应用演示
Troubleshooter
远程控制 WebSpace
MES 总体业务流程
计划层
需求 计划生成 3
ERP
计划协调
1
2 计划下达 4
处理并存贮
19
生产实绩
18
MES层 执行层
TCP / IP Local network
6
5 企业连接器
生产调度
工单下达 7
MES
8
工单协调
5
16
质量过程控制
14
设备管理
➢ 通过专用的适配器与商业系统进行整合
与ERP/商业系统交换的数据
1. 所有MES（生产管理系统）的数据均可实现与ERP的交换 2. 送ERPMES
➢ 基础数据维护（工厂数据，主数据，代码） ➢ 生产计划 ➢ 库存信息 ➢ 原料及生产资料消耗信息 ➢ 工艺标准信息 3. 送MESERP ➢ 生产计划执行状况/可能的重新排程（APS） ➢ 原材料、生产资料消耗信息 ➢ 生产统计信息，实时/在线的生产报表 ➢ 相关质量，关键绩效指标的发布 ➢ 关键产品批次、生产过程的追踪信息
Manage with real data Improve analytical and planning abilities
Improve time to decision
生产过程信息收集(1)
1. WEB监视生产流程 2. 实现对生产程序、关键
流程的实时监视
生产过程信息收集(2)
1. 对每一个生产过程进行 详细监视
质量管理价值陈述
➢以手动和自动的方式收集各来源的数据 ➢忽略用户干扰动作的实时质量评估体系 ➢整合生产管理和控制的质量体系 ➢工具用于最优化质量和生产过程
➢在线质量评估与统计过程分析
质量数据采集
• 可能的系统输入: • 控制系统 / PLC • 其他装置 (天平, 在线测量设备) • HMI / SCADA 应用 • Bar 代码 / RF 设备 • 无线设备 • 直接手动输入
新的支持OPC模式的驱动程序 ➢ 既可读取数据，同时可作为OPC Server
供别的OPC客户端读取 ➢ 通用的OPC驱动程序
➢ 支持COM/DCOM技术，远程控制组态
同样兼容传统DDE等其它交换数据的方式
数量众多的硬件连接驱动
数量众多的硬件连接驱动(Cont.)
OPC产品通信能力
•
• OPC国际基金会创始成 员
业务/公司
管理信息系统 ERP、MIS
工厂 生产区
MES
工厂运作
管理信息系统MIS
生产单元
生产过程
实时系统
过程控制 & 工业自动化
DCS,PLC,SCADA
秒
分钟
小时 班次
日
周
月
年
基于ISA95的MES架构
MES系统软件模块功能架构—透明数字工厂
企业应用
业务运营
SOA Workflow Portal Datamart
2. 生产程序批次记录 3. 每一过程的源，目标 4. 每一程序执行的模式、
产量、步骤、状态及出 现的报警信息 5. 每一过程参数的监视 6. 参数的历史趋势分析 7. 可实现多参数比较分析
内容安排
➢ MES系统简介 ➢ 数据采集与过程控制 ➢ 排产调度 ➢ 生产、物料平衡与看板 ➢ 效率模块与OEE ➢ 质量模块与SPC ➢ 批次分析 ➢ 追踪与反追踪系统 ➢ SOP介绍 ➢ 应用演示
构建透明的数字工厂（工厂建模）
生产设备
库存设备
可行路径
企业应用集成解决方案-企业连接器
➢ 企业连接器提供了MES与企业外部商业系统 之间的双向连接， 如与 SAP 连接
➢ MES企业连接器采用微软的 BizTalk，BizTa lk技术架构，可以用于 P2B (plant-to-bus iness) 解决方案, workflows 工作流和 EA I (Enterprise Application Integration) 企业应用集成
4. 我的预算不够一下子把整个工厂信息化，我有什么办法能让我 每次的投资都是我整个规划中有机的一分子，而又没有过多的 拘束？
5. 我们的领导很关心生产，不可能每次去现场，怎么样让它们在 自己电脑甚至出差时也能随时了解生产信息？
iFIX的连接能力-I/O通讯
➢业界最多的DLL形式驱动程序 ➢ 2200种主流驱动程序 ➢ 通讯速度和可靠的数据传输 ➢ 简单的配置
数据采集与过程监控关注点
1. 设备是由各个设备厂商提供，由于这样那样的原因，他们都有 自己的操作画面，但一个个都是控制和信息孤岛，有什么好办 法能把他们整合起来？
2. 企业里控制设备品牌多，型号多，系统结构零散，怎么办？
3. 不要老跟我谈数据监控，我考虑的是工厂的生产和管理，除了 PLC的数据，我还想整合其他诸如管理信息、视频监控等内容， 我可不想弄一堆的系统？
TCP / IP Local network
车间执行层
9
10
工单执行
生产控制
数据采集 12 11
生产监控一
控制层
生产报表
17 15 生产管理 13 监控信息发布
OPC-Server
解决方案架构图
内容安排
➢ MES系统简介 ➢ 数据采集与过程控制 ➢ 排产调度 ➢ 生产、物料平衡与看板 ➢ 效率模块与OEE ➢ 质量模块与SPC ➢ 批次分析 ➢ 追踪与反追踪系统 ➢ SOP介绍 ➢ 应用演示
过程数据采集
• 生产数据
• 自动检测的生产统计数据 • 相关计算的生产数据 • Barcode数据 • 手动数据录入 • 文件数据
• 现场生产操作数据 • 操作指导数据 • 生产偏差指示 • 实时告警 • 批次数据 • 缺陷数据输入 • 班次人员信息
生产班次，运
现场生产管行理批次等信息
纸卷号，产品，生 产时间，状态等
干燥部，流浆箱等 实时过程数据
生产效率计算
现场生产管理 – 生产详细信息
纸卷详细物 理信息
纸卷订单信息
… “信息监控”
智能显示 实时流程图 在一个画面上显示每个机
器的仪表盘 层层深入的细节显示： ➢ 库存 ➢ 停机时间 ➢ 消耗 ➢ 质量 ➢ 订单 ➢ 报警
… 以此监视生产线状态
… 自动加载设定值
iClient Re adonly
iFIX SCADA
冗余 iFIX SCADA iFIX SCADA
现场控制器
FIX SCADA
监控系统的制作－－动态，立体图符集
开放、安全的嵌入式环境
• 支持第三方的安全容器技术 ➢ 高可靠性 ➢ 视频整合
监控信息的WEB发布-- Web SCADA（1）
监控信息的WEB发布-- Web SCADA（2）
产品规格 产品规格和配方的管理 从 MES 获取 发送到 HMI 帮助操作员生产产品而
不仅是提供信息
跟踪原材料的使用与消耗，实现物料平衡
➢ 确定原材料，公用设施 ，能源等的成本消耗
➢ 自动精确的测量资源的 消耗
➢ 根据产品，订单，客户 ，人员等测量资源消耗
➢ 自动更新到 ERP
生产合规
电子签名 21CFR11 标准符合
• OPC标准验证平台
• DA/HDA/AE/UA标准
• 拥有丰富OPC驱动程序
• 通用OPC Develop Tool kit标准OPC Server开 发工具包
iFIX
本地
远程
Workspace
Workspace OP C Client
OPC Server
Fix内部网络
OPC Client D
PDB
实时数据库
Driver Image Table
I/O Driver(s)
I/O 硬件
生产过程
客户端/服务器结构的过程数据库
监控软件包 = 数据库 + 监控画面 iFIX 软件包 = iFIX PDB + iFIX Workspace iFIX数据库和监控的画面可以分开 一个数据库可供多个iClient连接 一个iClient可连接多个数据库
一个PDB可供多个“Workspace连接”
iClient iFIX PDB
过程硬件
TCP/IP或NetBios 可以是各种形式的网络
一个“Workspace”可供多个PDB连接
iClient TCP/IP或NetBios
PDB1
PDB2
PDB3
过程硬件
典型的分布式结构
iClien t
iClien t