MES系统需求规划概要

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1、XX 公司 MES 系统规划需求概要目前，以ERP为核心的管理系统（强调企业的计划性，以客户订单和市场需求为计划源 头，力求充分利用企业内的各种资源、降低库存、提高企业的整体运作效率），以及以数控 加工、DNC单元和柔性制造为代表的自动化技术（强调设备的控制通过控制优化，减少 人为因素的影响，提高产品的质量与系统的运行效率）在集团公司已经广泛应用，为把 XX 公司建设成为现代化的制造企业，实现产业升级，产业基地整体规划中在工厂自动化 FA（FactoryAutomation）方面，将更加强调物流自动化，如自动化生产设备、自动化检测仪 器、自动化物流运输存储设备（配套应用 WMS 系统）等等。为

2、加强两类系统的有效配合，避免 不能充分发挥其功效而形成所谓的“信息孤岛”，拟引入MES （制造执行系统），作为承上 启下的“信息枢纽”，使“计划”与“生产”密切“配合” MES系统收集生产过程中大量 的实时数据，并对实时事件进行及时的反应和处理，进行生产过程的优化管理。它既接收生 产实绩数据为上层计划提供有效的实时信息支持，又同时为下层控制环节提供优化的调度和 协调，形成计划层与车间层的双向信息互动，从而保障指挥调度中心可以对外部市场变化和 内部生产扰动（异常）做出快速反映。MES 系统的成功应用强调了以下三点：1. MES 是对整个车间制造过程的优化，而不是单一解决某个生产瓶颈。2. MES

3、 必须提供实时收集生产过程数据的功能，并做出相应的分析和处理。3. MES 需要与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流来实现企业信息集 成。二、系统范围定义1、业务范围定义从订单下达到产品落成的整个物流配送、生产加工、组装、调试的整车制造过程以及机 车返厂修理过程。2、实施组织范定义具有加工、装配职能的制造单元以及具有计划调度职能的计划单元将纳入实施范围，具体而言可能包括：1）计划指挥调度中心2）物流配送中心加工单元3）机加工单元4）结构单元5）总装单元6）修理公司相关职能单元7）其他拟建分子公司相关职能单元（支持多组织多工厂，分布式应用，协同制造/同步生产）3、功能范围定义为保障

4、MES系统的可集成性，同时降低与ERP、底层控制系统的接口成本，要求产品解 决方案的应用架构从设计到应用模块均参照ISA-SP95、IEC&ISA等国际标准。产品需包括但不局限于以下主要功能： 生产管理 物料管理 质量管理 设备管理 刀具管理 程序管理 文档管理 与ERP、WMS的接口 与PMC （设备监控）的接口与PLC/CNC/DNC 的接口 与条形码/RFID输入设备的接口 与其他的设备的接口三、系统总体设计原则和要求1、基于ISA-SP95标准构建，充分考虑XX公司所处的行业特色和企业特点，提供系统的、 成熟的离散制造业解决方案。2、支持工厂数据模型定义，保证产品的可配置性、可重构性、

5、可扩展性，从而满足X公司 集团对业务流程重组和变更的需要。3、设计切实可行的车间现场数据采集方案，实现底层数据的实时采集、多源信息融合，从 而保障MES系统的正常应用，并最大限度发挥“信息枢纽”作用。4、提供智能决策支持机制，辅助人工进行计划与调度，保证生产过程的高效和优化。5、要求产品简单易用，以适应车间现场管理人员使用。四、系统核心功能需求概要一个企业的制造车间，是物流与信息流的交汇点，企业的经济效益最终就是在这里被物 化出来。位于车间起着执行功能的制造执行系统MES,具有十分重要的作用。针对XX公司 集团生产业务的特点，结合新的产业基地规划和生产体制、生产方式、生产组织、生产文化 的创新

6、思路，对 MES 系统的核心功能需求概述如下：1、生产管理1）生产计划与调度管理生产管理系统的核心需求是生产计划与调度管理，藉此实现主动、动态、实时和闭环的 计划管理。主要功能： 生产订单获取（来源于ERP系统） 生产订单分解 调度策略选择：选择合适的调度策略，例如交货期优先、最小剩余时间优先等 排程结果：通过详细排程可以得到工序计划（工序作业计划） 工序时间干特图：各生产任务在各工序的开始、结束时间 资源占用干特图：各资源的占用情况 资源利用率图：资源利用率随时间的变化曲线。 闭环实时调度：当系统任务和资源状态变化后，系统后台实时调度，实现计划根 据实际变化而实时调整模拟调度：紧急插单的交货

7、期预测和承诺 生产计划派工、工序转移特性需求：车间现场工作站主要位于各车间的操作岗位，其目的用来完成所有MES系统在车间一级所需要的基本数据录 入，查询，实时信息显示等多种功能。 实时显示当前的生产计划，执行状态 实时显示当前的物料消耗，材料需求 实时显示当前工段/设备运行参数情况 实时显示整个生产线的生产数据摘要，报警情况 值班组长或管理人员可以通过现场操作站以高级别登录，实时动态计划调整， 物料调整等管理工作 显示当前批次信息，班次和人员信息 可以确认生产准备状况并开始生产2）生产跟踪生产跟踪的基本思路是根据标识点（如：RFID/条形码扫描点）跟踪生产进度和物理位 置，进而实现生成厂区作业

8、映像物流跟踪视图（对于总装公司尤为重要）。要求系统有成熟 的跟踪模型，以便根据采集到的数据完成计划进度跟踪和预测分析。在计划调度中心和现场工作站，提供生产跟踪和整体信息概要功能，应用程序可通过控 件形式提供各种生产管理视图。主要的视图可以显示生产总貌，产品谱系跟踪， 生产变量 偏差，生产计划状态，批次信息概要，生产事件时间排序，停机概要，废品统计概要等多种 功能。2、物料管理物料管理是对生产中的各种资源，包括人员，设备，物料，能源等的综合管理。生产物 料管理目标是实现对整个生产过程的物料信息的全面实时管理。包括各生产主体单元的生产 备料，生产计划执行过程中的物料消耗实时统计，根据生产计划变更或

9、生产调度信息对物料 需求进行更新，提高生产供应链的效率。1）系统能够根据当前的生产计划状态，自动结合产品的 BOM 信息进行物料需求计算，完成 计算后自动打印物料需求和配送报告（计划与WMS系统集成，完成物料需求自动发布，拉式驱 动物料配送），每班结束，系统根据实际消耗的物料确认尚未使用的物料并打印报告，以此 为依据将物料退回。2）生产物料管理系统的信息由系统实时计算和更新，并可以提供接口为其它系统（ERP和WMS） 提供实时数据。3）关键零部件（A、B类）在取用时，支持RFID/条码扫描，自动关联相关加工任务单，并最 终形成产品制造谱系，便于事后进行跟踪分析。4）生产消耗分析对生产中的各种消

10、耗，包括原材料消耗， 能源消耗，废品消耗分析等。帮助管理人员 对当前的生产情况有一个明确的认识，同时也帮助管理者来分析产品的成本构成，发现提高 生产效率的另一个途径。另一方面，从原材料消耗来看，可以通过实时的原材料消耗分析来确保生产的正常进行 和供货链的高效，为减少不必要库存和提高生产效率提供了数字化的依据。 生产消耗分析可以包括能源消耗分析， 物料需求报告，物料需求预测， 废品分析报告，原材料消耗报告等。3、质量管理全面支持工序检验（首检、自检、互检、批检）、完工检验；并可根据质检结果和产 品检验要求形成质量卷宗（一件一卡、批检报告等）。检验结果支持在车间现场工作站进行 便捷的手工录入，同时

11、支持与自动检测设备的接口，以便自动采集检验结果。所有的质量数 据和生产合格数据均进AMES核心数据库进行存储和后续分析。在车间同时设立质量报告浏 览站，用户可以通过浏览器方式进行各种质量报告的查询和浏览。1）支持产品质量规范和检验标准定义，进而加强现场质量管理也就是在线质量监控，以便 及时、全面地反映部门的质量监测情况，便于管理、决策部门掌握当前的质量状况。2）质量跟踪与生产跟踪相配合，当执行生产跟踪时在每个工位均可以根据当前的产品，工位位置查 询到当前所应用的质量标准内容。当产品批次完工后，可以查询到相应批次在生产过程中使 用的质量标准以及实际的质量检测数据，这些详细信息为将来的产品召回提供

12、了可靠的依 据。同时，可以提供实时的或历史的质量趋势图， 以及 SPC 趋势图， 操作人员可以对当 前的产品质量情况一目了然，并能及时发现问题，确保生产的稳定运行。3）质量分析可对生产过程中所采集的质量数据、缺陷和问题按照指定条件进行统计、排序，给质量 控制提供直接依据和数据来源。指定的统计分析条件可以为：按年、月、周、班次、产品等， 统计分析方法有：排列图法（也叫主次因素分析图、巴雷特图法）、直方图法、管理控制图质量缺陷主次因素分析：把某个时段内，质量缺陷发生的频次、所占百分比按车间、班次、机台、产品等条件排列分析，便于找出主要的质量问题。 工段质量控制能力分析：特定工艺区间的质量控制能力分

13、析等。4、文档管理控制、管理、交付与生产单位相关联的信息包，包括工作指令、制造方法、图纸、标准 操作规程、零件加工程序、批次记录、工程更改通知以及交班信息等。它支持编辑预定信息 和维护文档历史版本。还包括对环境、健康、安全等方面法规以及ISO标准信息的管理。5、与ERP、WMS系统的接口MES系统从ERP系统主要获取基本档案信息（物料基本档案、B0M、工艺路线等）和计 划信息，同时向ERP系统反馈计划执行情况，包括生产进度、质量信息等，为ERP的计划跟 踪和决策分析提供有力的数据支持。另外，根据ERP系统的特殊需要，譬如工序成本核算需 求，还需要向ERP系统反馈物料生产加工过程中的明细信息（工

14、序投料、工时、台时信息等）ERP系统出入库实绩 货位调整 盘点情况物料档案 仓库货位 入库指令作业实绩 设备状况加工任务生产计划 f 基本档案 工艺路线料清科 IMES系统MES 向底层控制系统发布生产指令控制及有关的生产线运行的各种参数等。MES 与 WMS 系统接口主要涉及物料配送指令发送和回馈信息。五、MES实施的前提条件1、MES实施的管理基础要想充分发挥MES系统的功效，企业需要先健全自身的管理体系一一没有严格的管理约束机制，MES系统信息的及时维护就难以保证；没有先进的管理模式，MES整理出来的信息就不能得到有效利用，从而也不能产生效益。因此，信息技术可以成为提高企业管理水平的 有

15、效手段，但不会自动地解决企业的管理问题。要想成功实施MES，企业必须先在管理上下 功夫与MES密切相关的工作，包括车间环境、职责分工以及人员保障等方面。1）定置，改善车间环境定置，是指通过对生产和工作环境的分析，把生产和工作需要的物品按照工艺的需要科 学地确定位置。定置管理，则是指对现场物品定置的设计、组织、实施、控制，使现场管理 达到科学化、规范化、经常化的全过程。定置管理为生产者在较短的时间内用较低的成本制 造出高质量产品提供良好的客观条件。通过定置管理，理顺物流，可以为MES的实施提供良 好的车间环境。2）合理分工、明确责职在实施 MES 时，必须对企业的业务流程进行合理重组，去除重叠的部门责能，减少无效 劳动，合理分工、明确责职。这样既可以简化MES软件的权限设置和流程控制，又能够保证 信息处理的及时性，为MES的实施提供组织保证。3）提供人员保证MES 系统实施，通常涉及到计算机人员、企业管理人员、车间现场操作人员和具体业务 人员等方面。不仅涉及面广，而且各类人员的文化水平、业务能力、计算机应用水平也参差 不齐。因此，为了保证MES的顺利实施，必须对相关人员进行足够的培训。2、MES实施的数据基础在运行 ME