MES体系与标准
2020-04-29 09:43:14 96 举报
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MES体系和标准整理
作者其他创作
大纲/内容
MES
背景
定义
共识:1、承上启下,是生产活动和管理活动信息沟通的桥梁。2、管理订货到最终成品全过程的各种数据和状态信息,目的在于优化管理活动。
AMR:位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的,面向车间层的管理信息系统
MESA:通过信息传递,从订单下达到产品完成整个生产过程进行优化管理。工厂有实时事件发生时,MES能做出反应、报告,并根据准确的数据进行指导和处理。需要与计划层和控制层进行信息交互
NIST:从接受订货到制成最终产品全过程的管理活动得以优化,采集硬件、软件的各种数据和状态信息。
行业差异
企业分类
生产方式
按订单生产
按库存生产
生产类型
批量生产
单件小批生产
大规模定制
产品类型和工艺组织
流程(连续)生产行业
通过对原材料进行混合、分离、粉粹、加热等物理或化学方法,使原材料增值。通常以批量或连续的方式生产
代表:医药、石油化工、电力、金属冶炼、能源、水泥、食品
离散(加工装配)制造行业
机械制造、电子电器、航空航天、汽车船舶
通过对原材料物理形状的改变、组装成为产品,使其增值。
流程行业和离散行业区别
产品结构
离散:Bom
流程:配方
生产计划管理
离散:单件、小批量。难以预测订单到达时间和工艺路线经常变更,需要良好的计划能力。
流程:大批量生产,只有满负荷运转,才能降低成本,更关心年度计划和物料需求
作业计划调度
离散:根据优先级、工作中心能力、设备能力、均衡生产等方面对工序级、设备级的作业计划进行有限能力的调度。
流程:以流水线生产方式组织、连续的生产方式。不需要精确到工序级,以产线为单元进行调度。
工艺流程
离散:工艺多样性、设备混用
流程:工艺固定、设备专用
设备及其自动化水平
离散:人员密集型企业,自动化更多在单元机,例:数控机床、柔性制造系统。自动化水平较低
流程:固定生产线,广泛采用PCS(过程控制系统)
批次管理和跟踪
离散:批次管理能力低
流程:批次跟踪要求高
数据采集
离散:以手工上报为主,结合条形码、无线IC卡、RFID(射频识别)等半自动方式进行工时、设备、物料、质量等信息采集
流程:设备控制器采用DCS、PLC,检测设备集成各种数字传感器
库房物料管理
离散:按工序根据生产作业计划以及配套清单进行领料
流程:连续生产,不设中间品、半成品库房,领料不按工序级领取
质量管理
离散:单件小批量生产,每个零件,每道工序加工质量均要检测。批量生产,一般采用首检、抽检与统计分析相结合。
流程:对生产批号进行抽检
体系结构
AMR
1990
三层结构模型
ERP或者MRPII
控制层DNC、PLC、SCADA
1993
制造执行系统集成系统模型
工厂管理(Plant Management):生产资源管理、计划管理和维护管理
工艺管理(Plant Engineering):生产工艺管理、文档管理和过程优化
质量管理(Quality Management):统计质量控制
过程管理(Process Management):设备监测和控制、数据采集
1998
制造业务过程的REPAC模型
R(Ready):准备
E(Execution):执行
P(Process):处理
A(Analyze):分析
C(Coordinate):协调
MESA
1997
资源配置和状态
运作/详细调度
文档管理
劳务管理
过程管理
设备维护
绩效分析
生产调度单元
产品跟踪
ISA
ISA SP95(企业控制系统集成标准)
ISA SP98
国标-企业控制系统集成
模型和术语
层次模型
功能数据流模型
制造运行管理
信息模型
对象模型属性
人员
设备
物料
过程段
生产能力
过程段能力
产品定义
生产调度
生产绩效
制造运行管理的活动模型
概念
生产运行管理
维护运行管理
质量运行管理
库存运行管理
制造运行管理集成的对象模型属性
业务与制造间事务
事务消息和动词
SIMA
IDEF0建模方法
输入:活动需要消耗掉、用掉或变换成输出的东西
输出:活动的结果
机制:活动赖以进行的基础或支撑条件
控制:活动所受的约束或者进行变换的条件
SIMA是什么?
使用IDEF0方法建立针对制造软件集成的功能参考模型
涵盖实现产品所需要经过的设计、制造、管理各个环节和它们之间相互的作用关系
关系图
企业控制系统集成
01-模型和术语
企业集成的不同层次
第1层:关于传感和操作物理流程功能,通常表示用来监控和处理这些过程的人工或传感器
第3层:关于管理工作流来生产预期最终产品的功能,制造运行,通常指工作流、计划控制、按状态等产品的生产过程分级、档案维护、生产过程优化、分派生产、生产调度、可靠性保证
第4层:关于管理一个制造组织所需要的、与业务相关活动的功能。业务计划和物料管理,通常指基本的车间调度、物料使用、配送和运输、决定库存水平、运行管理
基于角色的设备层次
企业:工场和区域的集合,企业负责确定要制造什么产品,在那个工场制造
工场:由企业确定一个实物的、地理的或逻辑分组。包括区域、生产线、流程段以及生产单元
区域:由工场确定的一个实物的、地理的或逻辑分组。包括工作中心、流程段、生产单元、生产线以及储存区
工作中心:设备的分组
生产单元:使一种或多种原材料转变、分离或反应,以生产中间产品或最终产品的设备集合
流程段:用于批量生产的设备集合。
生产线:专用于生产特定数量产品或产品系列的设备集合
储存区:专用于储存物料或设备的物理空间,或设备
工作单元:设备
生产单元和单元
生产线和工段
流程段和单元
储存区和储存单元
概要
实物资产设备层次
制造业企业的功能
跨越企业控制边界的各种功能之间的信息流
功能
订单处理
生产控制
生产控制的主要功能
过程支持工程
生产运行控制
生产运行计划
物料和能源控制
采购
质量保证
产品库存控制
产品成本核算
产品发运管理
维护管理
市场营销和销售
研究、开发和工程设计
信息流
调度
生产调度->生产控制
生产什么产品、生产多少、以及什么时候制成
按计划生产
生产控制->生产调度
已做了什么、做了多少、如何做的,以及是在什么时候做的
当前承担的、可提供的,以及不可达到的生产设施产能。
物料和能源订货要求
物料和能源控制->采购
进货订单确认
物料和能源->采购
以收到的物料或能源的通知单
长期物料和能源需求
生产调度->物料和能源控制
短期物料和能源需求
生产控制->物料和能源控制
当前计划或正在执行计划所需的资源有要求.
物料和能源库存量
物料和能源控制->生产控制
生产成本目标
产品成本核算->生产控制
生产绩效和成本
生产控制->产品成本核算
入库物料和能源签收
物料和能源控制->产品成本核算
已收到的物料或能源和成本核算所需要的附加信息
质量保证结果
质量保证功能->产品库存控制、物料和能源控制、生产控制、运行控制
对原材料、加工中物料或产品所做的QA试验得出的结果
标准和客户需求
市场营销和销售->质量保证->生产控制
满足客户需要的产品属性的特定值,包括特定的加工技术规范以及物料特性。该信息可能会导致物料、设备以及人员特性以及相关测试更改或添加。
产品和工艺要求
开发和工程设计->流程生产控制、质量保证
通常对于批量制造的一般或现场处方,离散制造中的物料清单、装配指示和图纸,以及连续制造中的工艺描述。
制成品放弃
订单处理->质量保证
偏离正常产品技术规范的确认。
半成品放弃要求
生产控制->质量保证
由于物料、设备或质量尺度方面偏离了正常生产程序,当仍保持正常产品技术规范时放弃要求。
制成品库存量
产品库存控制->生产调度
制成品当前库存量
过程数据
生产控制->产品库存、质量保证
生产过程与特定产品和生产要求有关的信息
包装调度表
生产调度->产品库存
一个或多个存货单元物品的合并,以便交付给客户、库存货其他滴地方。
产品和工艺信息要求
生产控制->工程设计
对一种新的或修改的产品定义和工艺要求。
维护请求
生产控制->维护管理
对维护功能的请求,可能是计划内,也可能是意外事件所引起的非计划请求。
维护响应
维护管理->生产控制
例行的、计划的或非计划的维护的登录状态或完成
维护标准和方法
完成功能所做的维护操作与步骤
维护技术反馈
生产设备性能和可靠性信息,可能包括关于已完成维护的报告
产品和工艺技术反馈
反馈有关生产设备和产品性能信息,通常是由性能试验对运行控制的研究请求而产生的
维护购货订单要求
维护管理->采购
完成维护任务所需要的物料和供应品信息
生产通知单
订单处理->生产调度
关于需要在工厂加工的已接受的客户订单信息
可用性
生产调度->订单处理
工厂履行订单能力的信息
发货放行
产品发运->产品库存
发货确认
产品库存->产品发运管理
生产调度(部分)
物料和能源控制(部分)
维护调度
维护绩效
维护定义
维护能力
质量测试调度
质量测试绩效
质量测试定义
质量测试能力
库存调度
库存绩效
库存定义
库存能力
02-对象模型属性
03-制造运行管理的活动模型
04-制造运行管理集成的对象模型属性
05-业务与制造间事务
缩略语
MES(Manufacturing Execution System)制造执行系统
AMR(Advanced Manufacturing Research)先进制造研究机构
MESA(Manufacturing Execution System Association)制造执行系统协会
ISA(The Instrumentation System and Automation Society)仪表、系统和自动化协会
SP(Standard Project):标准项目
IDEF(Integrated Definition)集成定义方法
CIM(Computer Integrated Manufacturing)计算机集成制造
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