1、面向制造業企業的數字化車間MES 生產執行系統作者: 付紅旭 來自: 精誠軟件（EAS Software） 制造業信息化走到今天，制造車間數字化已為制造企業所廣泛認同，為應對更加激烈的市場競爭，市場法則迫使我們必須以高教的晦部運作和敏捷的制造響應能力去應對變幻莫測的市場。在工廠的制造過程中，生產計劃高效執行從某種意義上講甚至比計劃制訂過程本身更加重要，而傳統的MRP /ERP系統的計劃制訂過程得不到有力支持(僅能依據市場需求及企業宏觀資源、能力，而至關重要的車間執行層信息無法有效獲取 ，強計劃、弱執行的問題目漸突出。制造企業迫切需要提高制造車間的可視化水平，在優化資源配置、優化生產過程的同時，

2、實現車間執行、控制過程的高效管理和控制，實現由上(MRP /ERP至下(設備控制層/SFC的信息集成，提高快速制造響應能力，如何通過先進的信息技術實現車間的數字化管理將是制造業企業面向未來市場競爭的最核心法寶。1）通過合理的計劃排產，提高每臺設備在相同加工時間內的加工批量，減少設備的安裝準備時間。一方面提高設備的利用率，另一方面減少設備引起的產能瓶頸。2）通過及時收集現場作業數據，反饋生產進度，車間管理層可以實時監控車間現場的生產情況，針對異常情況及時采取相應措施。3）實時監控設備的運行狀態，不斷優化設備運行參數，保證設備安全穩定運轉，提高產品的加工質量和合格率。4）在生產效率方面：在統計零件

3、生產所需資源的配套方面和生產進度統計反饋方面投入了大量的人力物力，如何通過信息化手段減少人力物力的投入，同時滿足快速生產的需求。5）在質量管理方面，通過收集生產過程中產品的質量數據，以輔助進行質量分析。 6）在信息共享方面，通過與分廠已有的ERP 系統、PDM 系統、CAPP 系統和其他系統進行無縫集成，以減少人工重復工作量，提高數據的準確性。北京精誠軟件公司基于多年MES 項目實施經驗，開發的數字化車間MES 制造執行系統管理平臺，填補了上層計劃系統和底層控制系統的信息斷層，將車間所有生產資源進行有機協同，實現了公司三級信息流和數據流的有機集成，同時系統將基于生產工藝流程自動化、業務單據審批

4、自動化、現場設備監控自動化和管理調度智能化等手段，實現各用戶單位在信息協同、數據集成和業務聯動，打通信息孤島，實現全面集成的數字化車間奠定基礎。系統架構設計系統的建設吸取了軟件業界的成功開發集成經驗，采用先進的B/S網絡架構設計、.NET 平臺開發技術，實現了軟件系統的模塊化、結構化設計，在軟件功能方面為后期建設保留接口，使系統具有良好的擴展性，利于實現信息系統整體的信息共享。 精誠軟件數字化車間ME S 制造執行系統平臺上層實現了所有數據的集中匯總和領導決策分析，對各項數據形成綜合分析及報警輸出，便于管理調度和作業監控，底層連接了大量的生產設備、檢測設備和網絡設備等，是數據采集的基礎硬件平臺

5、，最終通過數據庫層完成大數據量的集中存儲，中間層通過底層的設備實現大量數據的自動采集和匯總分析，并對生產過程實現了良好的控制，是數字化車間管理的重點模塊。精誠軟件數字化車間ME S 制造執行系統管理平臺的核心是緊密圍繞車間生產計劃與調度、現場數據采集、質量管理和設備管理、統計分析為主線的數字化生產過程控制系統，其中也配套相應的視頻監控、試驗數據管理和數據挖掘分析工具，幫助車間實現精益生產。系統業務流設計精誠軟件數字化車間ME S 制造執行系統管理平臺基于全生命周期的過程數據流信息流一體化設計思路，通過底層設備、數據接口、數據自動采集、數據中間傳輸、數據存儲和數據挖掘分析等一系列的數據流實現信息

6、的全面集成。 服務器工控機PLC RS232C數控機床檢測設備試驗設備SMT 底層設備設備接口數據采集數據傳輸數據存儲數據挖掘數據分析綜合報表圖形分析看板輸出綜合決策數據挖掘管理駕駛艙數據流數據流數據流精誠軟件基于生產全生命周期過程的信息流一體化方案設計生產過程中的各項工藝數據、生產過程數據、質量檢測數據和視頻影像數據通過底層設備采集后形成完整的數據包，在數據庫服務器集中存儲，其中采用條碼標識和快速識別手段，實現生產過程的各類物料批次條碼標識，生產過程條碼掃描及數據關聯，將單件產品生產過程實現唯一的質量過程可追溯，是整個生產過程的紐帶。精誠軟件數字化車間ME S 制造執行系統管理平臺將實現和各

7、類現有系統的無縫集成，包括ERP 、PDM 、C APP 、物資系統和質量系統等，實現從項目計劃、生產計劃、BO M 、工藝管理、設備管理到最終物資系統和質量管理的全面協作。MES 系統集成現有計劃管理系統的項目型號計劃，也可根據各單位情況在MES 系統中生成計劃，最終通過生產實績數據在返寫生產計劃，根據PDM 系統的要求，根據物料基本屬性信息生成相應的EXCEL 、XML 文件或純文本文件，通過文件共享方式傳遞給設計部門，由相關人員通過PDM 系統編制的數據導入接口將MES 系統的數據導入到PD M 系統中；PDM 系統根據MES 系統的要求，提取PDM 系統中有關產品結構信息和工藝信息，生

8、成相應的EXCEL 或文本文件，通過文件共享方式傳遞給有關部門，由相關人員通過MES 系統編制的數據導入接口將PDM 系統的相關數據導入到MES 系統中對應的數據表中；系統功能設計：精誠軟件數字化車間ME S 制造執行系統總體功能包括針對決策管理層的生產全過程指揮調度（管理駕駛艙）功能，針對控制層的生產過程視頻監控系統、質量檢測與控制系統和數據挖掘及分析系統，針對于業務層面的工藝設計與管理系統、MES 制造執行系統和試驗數據管理系統。 MES 制造執行系統作為車間底層的基礎平臺，貫穿整個生產過程的所有環節，包括生產計劃與排產、生產任務與調度、現場數據采集、設備與工裝管理、物料條碼管理、生產現場

9、看板管理和統計分析等模塊。計劃與排產和調度管理實現車間生產作業計劃和生產任務排產功能，并對下達的生產任務進行生產物料的齊套和設備工裝齊套分析；車間計劃任務可按時段滾動下發，下發時可自動驗證生產準備的狀態，對于不完全滿足的任務給出提示；對下發執行的任務進行任務預分派，并可對預分派任務進行調整；支持生產任務的超越下發；作業調度與齊套管理：根據精確的生產計劃與排程，統計對各種原材料和輔料的具體需求，為車間進行物料的調度提供可靠的數據依據，根據計劃結果，模擬各種物料在各單位時間段（小時、天、周等）的庫存以及庫存變動，能夠從調度處接收生產計劃表和表中子項的任務，按照生產進度要求完成物料齊套和發放。調度和

10、班組長可以設定未來幾天內的工作安排，齊套員可以匯總查詢此安排，根據時間安排配料。生產現場監控和數據采集:對生產現場的所有資源進行監控和數據采集，包括對設備、工藝、物料、人員、班組、質量檢測結果等信息的實時采集和收集歸類分析及報警等操作，在車間現場，支持多種終端輸入方式（觸摸屏，條碼槍，鍵盤等）。支持設備狀態監控，為管理者提供圖形界面，在線查看各臺設備的當前狀態，包括執行中、空閑、準備中、停機中；并提供設備狀態進一步的詳細信息，包括設備屬性、圖片、執行中的訂單信息、工序信息、物料信息、操作者信息和消息信息、停工原因；支持生產操作記錄跟蹤，工人的每次操作記錄都在系統中有詳細的記錄，包括操作的開始、

11、結束時間，獲得的成品數量、廢品/返工數量、廢品/返工原因，操作者的編號，使用的設備；根據生產計劃、管理的要求生成各種統計、分析和績效評價報表，如生產日報表、產品質量報表、工時統計報表等，對車間工人進行技能管理，統計工人產品生產合格率，以便從人力資源角度進行產品質量分析，優化人力資源配置；提供方便的看板管理，能夠從時間、質、量等多個指標進行綜合績效分析和評價，并將最新的生產進度信息、質量報警信息和完工信息等發布。質量檢測與控制系統是對所有生產過程中的質量數據進行統一收集和管理的模塊，包括質量基礎定義、質量標準參數定義、現場質檢作業、質量統計分析和包絡線數據統計分析等功能；綜合報表查詢與分析：為了便于車間管理層更好的做決策，系統提供車間常用的查詢和分析報表，包括工時統計報表，生產進度報表，生產質量報表等。系統提供車間常用的查詢和分析報表，包括SPC 的各項統計分析報表、WIP 在制品統計分析、KPI 績效分析、車間產能分析、動態圖形化分析、工時統計分析、生產