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,,MES (制造执行系统),,,什么是MES系统,,,businessplant,MES定位 – 管理系统 VS 过程控制,,,,秒,分钟,小时,班次,日,周,月,年,公司,业务,工厂,生产区,生产单元,生产过程,,,,,,,,,,,,,,基于ISA95的MES架构,SOA,Portal,Datamart,Workflow,Plant Applications,效率,生产,质量,批次,Historian,工厂系统和应用,企业应用,HMI/SCADA,运营管理解决方案,Enterprise Connector,Maintenance Gateway,计划调度,工厂运营,业务运营,Shop Floor SPC,自动化软件解决方案,WebSpace,远程控制,Change Management,CAUSE+ Troubleshooter,MES系统软件模块功能架构—透明数字工厂,,,MES,ERP,TCP / IP Local network,需求,计划下达,计划协调,工单协调,工单下达,数据采集,监控信息发布,生产管理,生产实绩,处理并存贮,,,,控制层,生产调度,设备管理,质量过程控制,生产报表,OPC-Server,1,2,3,14,4,6,7,8,12,13,15,16,18,19,,,,,TCP / IP Local network,,9,工单执行,10,生产控制,11,生产监控一,车间执行层,MES层,计划层,执行层,计划生成,,,,,,,,,,,,,,5,5,企业连接器,17,MES 总体业务流程,,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,,数据采集与过程监控关注点,,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？ 企业里控制设备品牌多，型号多，系统结构零散，怎么办？ 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？ 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？ 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,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,,,Workspace,PDB,,,Fix内部网络,,,,PDB OPC Server,,Workspace OPC Client,OPC Client Driver,,,OPC Server,OPC Client,,,,,,,OPC Server DA & AE,OPC Client,,,本 地,远 程,iFIX,OPC国际基金会创始成员 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 Toolkit标准OPC Server开发工具包,监控软件系统结构原理图,,,,Driver Image Table,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”,,,,,,,,,,过程硬件,可以是各种形式的网络,iFIX PDB,iClient,TCP/IP或NetBios,一个“Workspace”可供多个PDB连接,,,,,过程硬件,PDB1,TCP/IP或NetBios,,PDB2,,PDB3,,,iClient,,,,,,,,,iClient,,,,,,iClient Readonly,iFIX SCADA,现场控制器,典型的分布式结构,iClient,,,,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）,Manage with real data Improve analytical and planning abilities Improve time to decision,监控信息的WEB发布-- Web SCADA（2）,生产过程信息收集(1),WEB监视生产流程 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),对每一个生产过程进行详细监视 生产程序批次记录 每一过程的源，目标 每一程序执行的模式、产量、步骤、状态及出现的报警信息 每一过程参数的监视 参数的历史趋势分析 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,,计划排产与信息管理系统的定位,MES,ROB-EX scheduler,,,ERP – e.g. SAP R/3,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,,构建透明的数字工厂（工厂建模）,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，BizTalk技术架构，可以用于 P2B (plant-to-business) 解决方案, workflows 工作流和 EAI (Enterprise Application Integration) 企业应用集成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,所有MES（生产管理系统）的数据均可实现与ERP的交换 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 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/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,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,现场生产管理,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,纸卷号，产品，生产时间，状态等,生产班次，运行批次等信息,生产效率计算,干燥部，流浆箱等实时过程数据,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,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,> - 设定值 - >,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 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,,生产运行管理之效率管理—OEE/KPI,停线分析 设备管理 设备运行报告与分析 原因追溯、应对措施、分析与改进 废品、废料、能源消耗 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,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,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,,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, 测量设备) HMI / SCADA 应用 Bar 代码 / RF 设备 无线设备 直接手动输入,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 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,SPC/SQC（1）,对数据读取的实时报警 查看报警列表 工序，文档和报警相关联 用户可以快速检索历史记录上的报警和采取的相应行动 在特定报警发生时自动以E-MAIL通知用户,SPC/SQC（2）,以曲线 / 图表的形式提供报警 提供一些标准曲线 (Xbar-R, Xbar-MR, P, U, 等.) SPC 规则在服务器后台进行检查,,质量评估（1）,,,对即将生产的产品进行管理（产品管理） 产品可以定义到对应的产线、设备上去生产 对产品的质量或过程参数可以相应定义规范和标准,,,质量评估（2）,每一个规范可分别定义 规范中对每一参数都包含目标值，上、下报警限值，质量报废限值、控制限值等 对每一个规范均需要进行批准生效，而且规范可定义生效期 不同的产品，不同的生产设备单元，不同的有效期内都可以有不同的规范值,生产或化验室数据录入时，对应到具体的批次，系统将自动进行质量评估 系统还将提供评估进程的统计 系统在客户端将提供对任意有规范定义相关的参数提供规范提示 评估结果包括合格，质量警告，报废等,。