工厂自动化技术及其应用教材(PPT 71页)

流程/混合流程行业应用要好于离散行业 我国已经应用和正在建设MES的钢铁企业共有30多家，
他们的钢铁产量占全国钢铁总产量的50%以上。 烟草行业大约有1/3左右的生产厂已经实施了MES系统。
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Next-Generation MES:
- 2004年协同制造执行系统 C-MES概念 - 具有开放式、客户化、可 配置、可伸缩等特性的新 型体系结构 - 智能性 - WEB技术
2004年~
具有客户化、可重构、可 扩展和互操作等特性
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1 电子
2 汽车 3 食品&饮料
4 机械&工具
5 制药
6 半导体
7 塑料&橡胶
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3.1 制造执行系统(MES)技术
国内MES行业分布:
国内的MES应用集中在冶金、石化、汽车、烟草和电子等 几大行业。冶金、石化、汽车等为国内较早开始信息化建 设的行业，轻工、纺织等行业启动则较晚。
（2）ANSI/ISA-95.00.02，企业-控制系统集成，第二部分：对象模型属性；由 第一部分中的定义的每一个对象的属性组成。
(Approved October 17,2001; 2010:IEC/ISO 62264-2; GB/T 20720.2)
（3）ANSI/ISA-95.00.03，企业-控制系统集成，第三部分：制造过程管理活动 模型；集中在第三层（生产/MES层）上的功能和活动。
(Approved January 10,2007)
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3.1 制造执行系统(MES)技术
国外MES行业分布: 来源:美国 Logica MES Centre of Excellence公 司的MES Product Survey 2007/2008 报告
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中国科学院沈阳自动化研究所简介
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பைடு நூலகம்
研究所发展基本情况
• 1958年建所 目前：
DataReader
实时 历史库
OPC
事件 模型
MessageBus
RS232
执行 模型
建模工具
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Calculation Mgr
DataWriter
DB Manager 核心服务
Shenyang In持stit久ute存of A储utomSQatLionS, eChrivneesre A2ca0d0e5my of Science.
生产，特别是适用于大批量”
先进制造技术 (AMT)，是传统
制造技术不断吸收机械、电子、
信息、材料、能源以及现代化 国际生产工程学会（1990年） 管理等领域的成果，将其综合
：制造是一个涉及制造工业中 应用于产品生产、设计、制造、
产品设计、物料选择、生产计 检测、管理和售后服务全过程
划、生产过程、质量保证、经 的结果。它是制造技术的最新
(Approved June 6, 2005; 2010:IEC/ISO 62264-3; GB/T 20720.3)
（4） ANSI/ISA-95.00.04 ，第四部分：定义制造运作管理对象模型属性 （制 定中）
（5） ANSI/ISA-95.00.05 ，第五部分：定义商业系统和制造业之间信息交易
3.1 制造执行系统(MES)技术
MES特征:
• MES在整个企业信息集成系统中承上启下，是生产活动与管理 活动信息沟通的桥梁。
• 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，目的在于优化和改善制造活动。它强调是当前视角，即 精确的实时数据。
可控性
可视性
• 从对实时的要求而言，如果说控制层要求的实时的时间系数为 1，那么,MES的时间系数为10,ERP的时间系数为100
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3.1 制造执行系统(MES)技术
功能模型: MESA
CRM
资源分配及控制 RA&C
SCM DP
ERP RA&C
生产作业计划 O/DS 生产调度 DP
O/DS
Service/
• 主要从事机器人、工业自动化、光电 信息处理技术的研究开发
• 在编职工500多人，工程院院士2人 • 在学研究生300人
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研究所发展基本情况
国家先进制造技术R&D的重要基地
机器人技术国家工程研究中心 机器人学国家重点实验室 中国科学院光电信息技术重点实验室 中国科学院工业信息技术重点实验室 科技部高技术成果转化产业化基地
营管理、市场销售和服务的一 发展阶段，是制造技术与现代 系列相关活动和工作的总称。 高新技术结合而产生的完整的
技术群。
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二、工厂自动化的技术体系
企业竞争优势的两个关键：
制造产品其本身的创新设计能力，即产品的竞争能力 (制造->创造) 现有产品的改进 新产品的研发
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二、工厂自动化的技术体系
先进制造技术的应用给企业赋予了新的特征:
信息时代的现代制造 企业将是一个全面集成的 数字化企业 。
产品设计数字化
管理数字化
以CIMS为核心的数 字化企业思想得到企业 的认同，并将其作为信 息化建设的目标。
PT&G PA
Repair
LM
MM
DC
文档控制 DC
PDM/ 数据采集 DC&A
CMC 劳动力管理 LM
PM
质量管理 QM
生产过程管理 PM
APS QM DC&A PCS PLM
设备维护管理 MM 产品跟踪与追溯 PT&G 性能分析 PA
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生产产品的制造能力和管理水平，即制造产品的敏捷能力 (制造->智造) 几个层面: 制造单机设备层 制造设备本身能力的提升(智能化) 生产线/制造系统 制造/检测/物流设备构成的系统（成套化和数字化） 制造过程管理 制造执行过程的高效运行和过程改进（可视化和可控化） 企业资源管理 企业运作的科学化和业务流程的优化
……
异构数据 源适配 器
3.1 制造执行系统(MES)技术
制造过程建模方法与可视化技术：
执行模型-产品模型关联
车
间
生
产
线工
位
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参
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企业数字化
生产过程数字化
制造装备数字化
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二、工厂自动化的技术体系
工厂自动化技术是先进制造技术的重要组成部分
制造业信息化
ERP MES
PCS/NCS 制造装备 制造能力和管理水平
3.1 制造执行系统(MES)技术
MES标准的进展:
ANSI/ISA-95标准----企业与控制系统集成标准
（1）ANSI/ISA-95.00.01，企业-控制系统集成，第一部分：模型和术语；包括 标准的术语和对象模型(信息交换)
(Approved July 15,2000; 2010: IEC/ISO 62264-1; GB/T 20720.1)
制造执行系统（Manufacturing Execution System, MES） 是一种面向车间层的生产管理和优化运行技术； 是位于企业上 层生产计划和底层工业控制之间、面向车间层的管理信息系统。
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3.1 制造执行系统(MES)技术
发展阶段:
传统T-MES阶段：
70年
单一功能的车间级应用
代末
专用Point-MES
80年代
中期
可集成I-MES阶段:
- 1990年AMR MES概念 - 1992年MESA成立 - 1997年MES 白皮书 - 2000年ISA 95 系列标准
90年代初 ~2000年
3.1 制造执行系统(MES)技术
自主研发了MES开发与运行平台：
MES信息门户
ERP CRM ……
生产管理 质量管理 产品管理 效率分析
Data Mining Engine Info Publish Engine
MES企业集成连接器
工厂 模型
SDK GateWay
产品 模型
Alarm SPC
过程跟踪 MES应用套件
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创新结构布局：“两个实体、四个层次”
事业法人 研究开发实体
研究与探索 高技术攻关
应用示范
企业法人 产业化实体
高技术产业化
机器人学实验室 水下机器人研究室 工业信息学研究室
光电信息研究室 自动化系统研究室
3.1 制造执行系统(MES)技术
MES相关技术：
制造执行系统平台与集成技术 基于MES标准的制造过程建模技术 数据采集与过程跟踪技术 产品质量诊断/控制/调整技术（SPCDA） 不同生产类型的高级排产与调度技术（APS） 设备故障诊断与预防性维护技术 制造系统性能评价技术 …
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3.1 制造执行系统(MES)技术
定义: Manufacturing Execution System Association，MESA
MES汇集了车间中用以管理和优化从定单下达到生 产完成全过程中的所有活动的硬件或软件组件，通过 控制和利用准确的制造信息，对车间生产活动中的实 时事件做出快速响应，同时向企业决策支持过程提供 相关生产活动的重要信息。
工厂自动化
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三、相关单元技术及典型应用介绍
1、制造执行系统技术（MES） 2、网络化控制技术 3、专用装备技术
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工厂自动化技术及其应用
中科院沈阳自动化研究所
2020年1月7日星期二
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汇报提纲
一、中国科学院沈阳自动化研究所简介 二、工厂自动化的技术体系 三、相关单元技术及典型应用介绍 四、合作建议
3.1 制造执行系统(MES)技术
MES给企业带来的效益
MESA 调查分析结果： 生产周期缩短45%； 在制品减少24%； 交货期缩短27%； 文书丢失减少56%。
数据输入时间缩短75%； 文书工作减少61%； 不合格产品降低18%；
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现代装备研究室
新松机器人等 所投资公司
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二、工厂自动化的技术体系
制造:
制造技术:
Longman词典对“制造解释为 把原材料变成产品，所采用的
：“通过机器进行(产品)制作或 一系列技术的统称。