制造車間MES系統(tǒng)設(shè)計

1、制造車間制造車間MES系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計廣東中淵科技主要內(nèi)容主要內(nèi)容 MESMES系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 MESMES系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析 MESMES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) MESMES系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 結(jié)論和意義結(jié)論和意義2022-3-152主要內(nèi)容MES (Manufacturing Execution System）制造執(zhí)行系統(tǒng)CIMS （Computer Integrated Manufacturing Systems）計算機集成制造 ERP （Enterprise Resource Planning )企業(yè)資源計劃系統(tǒng)FCS （Fieldbus control system）

2、現(xiàn)場控制系統(tǒng) CIMS覆蓋企業(yè)的多種經(jīng)營活動，包括生產(chǎn)經(jīng)營管理、工程設(shè)計和生產(chǎn)制造各個環(huán)節(jié)，即從產(chǎn)品報價、接受訂單開始，經(jīng)計劃安排、設(shè)計、制造直到產(chǎn)品出廠及售后服務等的全過程 FMS (Flexible Manufacturing System) 柔性制造系統(tǒng)2022-3-153MESMES系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述FCS（MES）ERP/CRM/SCMCIMS2022-3-154MESMES系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述系統(tǒng)體系機構(gòu)2022-3-155MESMES系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述MES系統(tǒng)能夠完成對制造車間生產(chǎn)過程相關(guān)信息的集成管理，實現(xiàn)了系統(tǒng)信息資源的共享，對生產(chǎn)線故障進行自動診斷，對產(chǎn)品質(zhì)量進行控制。 制造執(zhí)行

3、系統(tǒng)(MES)(Manufacturing Execution System）是企業(yè)CIMS信息集成的紐帶，是實施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略和實現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術(shù)手段.制造執(zhí)行系統(tǒng)MES是近10年來在國際上迅速發(fā)展、面向車間層的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。目前國外知名企業(yè)應用MES系統(tǒng)已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象，國內(nèi)許多企業(yè)也逐漸開始采用這項技術(shù)來增強企業(yè)的競爭力。2022-3-156MESMES系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述MES處于計劃層和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，主要負責車間生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。 2022-3-157MESMES系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述MES對制造車間生產(chǎn)過程相關(guān)信息的集成管理，實現(xiàn)了系統(tǒng)信息資源的共享；MES可

4、以實時監(jiān)控車間狀態(tài)、及時反饋車間生產(chǎn)狀況給企業(yè)管理層；接受產(chǎn)品生產(chǎn)計劃；能夠?qū)我坏拇笈可a(chǎn)和既有多品種小批量生產(chǎn)又有大批量生產(chǎn)的混合型制造企業(yè)提供良好的企業(yè)信息管理。MES特點2022-3-158MESMES系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述柔性制造柔性制造故障診斷故障診斷信息管理MES功能物流管理物流管理混線生產(chǎn)故障點查找材料需求管理層MES系統(tǒng)上集成生產(chǎn)調(diào)度、產(chǎn)品跟蹤、質(zhì)量控制、設(shè)備故障分析、網(wǎng)絡(luò)報表等管理功能，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接可以同時為生產(chǎn)部門、質(zhì)檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務。系統(tǒng)通過強調(diào)制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產(chǎn)，協(xié)助企業(yè)建立一體化和實時化信息體

5、系。2022-3-159MESMES系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述沖壓車間焊裝車間總裝車間制止執(zhí)行系統(tǒng)（MES）ERP系統(tǒng)CRM系統(tǒng)MIS系統(tǒng)優(yōu)化指標車間控制層現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)涂裝車間動力總成間以時間，產(chǎn)量，能源，價格，銷量，設(shè)備情況等指標進行統(tǒng)一優(yōu)化。整個車間的數(shù)字化連接和建模。2022-3-1510MESMES系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述MES系統(tǒng)以實時數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)為支持平臺，對生產(chǎn)過程進行全面管理和控制，它提供了企業(yè)所需的基礎(chǔ)構(gòu)架和決策支持工具，打破了生產(chǎn)單元間的信息壁壘，它的目標是優(yōu)化生產(chǎn)資源，實時監(jiān)控生產(chǎn)運行，實現(xiàn)成本最低化、利益最大化的目標。使用MES解決方案后企業(yè)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短制造時間、減低制造成本等。M

6、ES系統(tǒng)可以和ERP 、CRM、SCM、電子商務進行數(shù)據(jù)交換。2022-3-1511MES系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析FSClient客戶批量Company 產(chǎn)品/廠商 2022-3-1512MES系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析目前制造企業(yè)基本上都實現(xiàn)了企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）和車間內(nèi)的現(xiàn)場控制系統(tǒng)（FCS），車間生產(chǎn)已經(jīng)高度自動化，但是如何按照客戶的訂單要求來最優(yōu)化安排生產(chǎn)，如何分析控制質(zhì)量，如何面對用戶的特殊要求，如何將車間的有效生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時傳遞到ERP系統(tǒng)，如何更有效地控制人力資源和物料損耗，如何更有效地安排倉庫管理和運輸?shù)鹊葐栴}又出現(xiàn)在企業(yè)管理者面前。2022-3-1513MES系統(tǒng)需求分析系

7、統(tǒng)需求分析在企業(yè)中，ERP系統(tǒng)和FCS系統(tǒng)都具有各自的局限性，使得在企業(yè)范圍的信息化過程中暴露出上層計劃系統(tǒng)與底層控制系統(tǒng)之間的生產(chǎn)執(zhí)行領(lǐng)域的空白.2022-3-1514MES系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析制造車間往往有多條生產(chǎn)線、設(shè)備復雜，產(chǎn)品生產(chǎn)要經(jīng)過多個工序、完全靠人工的方式進行管理和控制幾乎是不可能的；MES對產(chǎn)品訂單、質(zhì)量、設(shè)備、資源等進行全面的動態(tài)管理；作為將ERP等業(yè)務系統(tǒng)與生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)相連接的神經(jīng)系統(tǒng)，在信息集成中起著承上啟下的重要作用，它為管理與過程控制系統(tǒng)之間提供了一個通道，使兩者之間有機地構(gòu)成一個整體。 2022-3-1515MES系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析MES作為企業(yè)信

8、息化建設(shè)的重要組成部分，起到承上啟下、前后貫穿的作用，它通過收集生產(chǎn)過程中大量的實時數(shù)據(jù)，并對實時事件進行及時的反應和處理，來進行生產(chǎn)過程的優(yōu)化管理，既接收生產(chǎn)實績數(shù)據(jù)并反饋生產(chǎn)結(jié)果給上一層管理系統(tǒng)（ERP），又把上一層管理系統(tǒng)的生產(chǎn)指令下達到現(xiàn)場控制層（FCS）。上下連通現(xiàn)場控制設(shè)備與企業(yè)管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接與共享；前后貫通所有生產(chǎn)線，實現(xiàn)全過程的一體化產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤、一體化計劃與物流調(diào)度、一體化生產(chǎn)控制與管理，從而形成以MES為核心的企業(yè)信息系統(tǒng)。2022-3-1516MES系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析由于生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)線控制系統(tǒng)規(guī)模大小不一（單一控制系統(tǒng)從幾十個I/O到幾千個I/O）、

9、控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復雜、與管理網(wǎng)絡(luò)的接口情況不同（軟件的接口和硬件的接口），我們利用先進的實時歷史數(shù)據(jù)庫以及相關(guān)軟、硬件接口技術(shù)，快速、高效地從生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中直接取得第一手現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，并且利用先進的實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)完成海量數(shù)據(jù)的高效壓縮和安全存儲，為建立其他實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)（如生產(chǎn)成本動態(tài)跟蹤系統(tǒng)、生產(chǎn)實時調(diào)度系統(tǒng)、設(shè)備故障診斷、經(jīng)濟運行、產(chǎn)能優(yōu)化、質(zhì)量管理、生產(chǎn)過程可視化等）提供各種在線（如產(chǎn)量、溫度等）或離線（質(zhì)量分析、實驗數(shù)據(jù)等）的過程數(shù)據(jù)。從而消除信息孤島，實現(xiàn)資源共享、集中指揮。PlantManageInterface2022-3-1517MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)制造車間的信息化架構(gòu)可分為三個

10、層次：企業(yè)管理層、制造執(zhí)行層，現(xiàn)場控制層。MES的重點是產(chǎn)品生產(chǎn)的執(zhí)行過程；對產(chǎn)品的制造過程進行跟蹤，并在ERP和FCS之間進行雙向傳遞信息；管理的范圍通常是整個工廠或整條生產(chǎn)線。2022-3-1518MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)2022-3-1519MES是處于管理層和控制層之間的執(zhí)行層，主要服務于企業(yè)的生產(chǎn)管理和調(diào)度指揮。使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接可以同時為生產(chǎn)部門、質(zhì)檢部門、工藝部門、物流部門等提供服務。系統(tǒng)通過強調(diào)制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產(chǎn)，協(xié)助企業(yè)建立一體化和實時化的ERP/MES/FCS信息體系。MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)2022-3-1520MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)2022-3-

11、1521 實時數(shù)據(jù)庫不僅能將分散在各生產(chǎn)現(xiàn)場的實時信息集成起來，為管理者全面地實時監(jiān)控全企業(yè)生產(chǎn)過程提供一個集成化的平臺，而且能夠通過對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的再次加工處理，提煉出真正對生產(chǎn)管理、計劃調(diào)度、經(jīng)營決策有用的數(shù)據(jù)，從而在生產(chǎn)經(jīng)營管理和實時過程控制之間架起一座橋梁，達到兩者之間的信息交換和緊密集成。 實時數(shù)據(jù)庫作為實時數(shù)據(jù)的存儲工具，與管理系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過開放接口進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)了與管理系統(tǒng)的無縫連接；同時利用成熟的壓縮、存儲技術(shù)，使數(shù)據(jù)存儲的容量更加龐大，性能更加穩(wěn)定，維護也更加容易。MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫2022-3-1522采集DCS、PLC等系統(tǒng)中的生產(chǎn)實時數(shù)

12、據(jù)和生產(chǎn)管理過程中的部分離線數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)的加工分析、整理和傳送。把數(shù)據(jù)存入實時數(shù)據(jù)庫?？刂葡到y(tǒng)接口方面：在與控制系統(tǒng)的采集器方面，系統(tǒng)提供OPC采集器、文件采集器、計算采集器等，可以支持一般標準的通信接口，如OPC、DDE 等接口方式及數(shù)值、字符串、浮點等多種數(shù)據(jù)類型。OPC技術(shù)是連接現(xiàn)場設(shè)備與上層監(jiān)控軟件的信息通道，它提供了一套標準的OLE接口，通過這些接口，客戶可以按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問標準的訪問不同廠商的硬件產(chǎn)品，使得系統(tǒng)集成變的非常簡單。SIACON-SmartOPC是國內(nèi)第一個OPC服務器快速開發(fā)工具，該軟件可以為現(xiàn)場設(shè)備添加OPC接口，實現(xiàn)與各種流行監(jiān)控組態(tài)軟件的無縫集成。 M

13、ES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集接口數(shù)據(jù)采集接口 2022-3-1523MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集接口數(shù)據(jù)采集接口 2022-3-1524MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)防火墻防火墻管理系統(tǒng)管理系統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)庫企業(yè)數(shù)據(jù)庫采集系統(tǒng)采集系統(tǒng)PLC/DCS實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流 2022-3-1525MES系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)MES系統(tǒng)把車間控制層和企業(yè)管理層連成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點分布廣、層次多的特點，這些特點決定了必須有一個健全的網(wǎng)絡(luò)平臺來保證各項業(yè)務的順利運作。因此，在設(shè)計時必須充分考慮廠內(nèi)的組織管理模式、基礎(chǔ)設(shè)施和機構(gòu)節(jié)點分布、以及業(yè)務操作流程等方面的情況，從實際情況出發(fā)設(shè)計本項目網(wǎng)絡(luò)系

14、統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。在采用的網(wǎng)絡(luò)集成方案中，遵循有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)標準、規(guī)范、選用合適的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)及產(chǎn)品（包括交換，路由及接入設(shè)備），構(gòu)筑起一個結(jié)構(gòu)合理、性能良好、安全可靠的網(wǎng)絡(luò)通信平臺，在其基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)、話音圖像、視頻等的通信服務，結(jié)合高速千兆以太網(wǎng)技術(shù)，可達到提供高質(zhì)量通信服務的目標。2022-3-1526現(xiàn)場總像是實現(xiàn)工廠自動化及MES系統(tǒng)的基礎(chǔ)。向MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)。同時也可接受工廠管理層下達的生產(chǎn)管理及調(diào)度命令并執(zhí)行之。 Foundation Fieldbus, Profibus PA, HART ,CAN, Profibus DP, Industrial Etherne

15、tMES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線 2022-3-1527MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線 2022-3-1528 安裝實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，通過接口機采集來的實時數(shù)據(jù)存儲于實時數(shù)據(jù)庫中，為歷史數(shù)據(jù)回滾、質(zhì)量跟蹤等分析提供依據(jù)，并為ERP提供統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對于非采集數(shù)據(jù)存儲于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，與實時數(shù)據(jù)共同完成MES的各功能模塊。同時，該系統(tǒng)可以與ERP、MRP、SCM等上層管理系統(tǒng)無縫連接，為這些系統(tǒng)輸送基于實時數(shù)據(jù)的綜合生產(chǎn)信息。兩臺服務器冗余配置。采用集群方式，兩臺服務器冗余配置，同時也可以采用美國容錯技術(shù)有限公司的容錯服務器MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫服務器數(shù)據(jù)庫服務器 2022-3-1

16、529從數(shù)據(jù)庫服務器獲得實時/歷史數(shù)據(jù)，運行各種應用功能軟件，將計算結(jié)果回寫到數(shù)據(jù)庫服務器或通過客戶端顯示出來。MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)應用服務器應用服務器 2022-3-1530 考慮到各層次網(wǎng)絡(luò)的相對獨立性和安全問題，為了防止黑客攻擊、人員的非法操作、病毒的侵害，保障系統(tǒng)的運行安全，在ERP網(wǎng)絡(luò)與MES網(wǎng)絡(luò)、MES網(wǎng)絡(luò)與PCS網(wǎng)絡(luò)之間配備了防火墻，入侵檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了信息單向隔離，即保證了系統(tǒng)的安全性又不影響信息的傳輸。MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)防火墻防火墻客戶端客戶端顯示并檢索數(shù)據(jù)，根據(jù)需要配置?？梢圆捎肅/S結(jié)構(gòu)，也可采用B/S結(jié)構(gòu)?？蛻舻脑L問采用優(yōu)先級和身份驗證方法。2022-3-1531 采用星型

17、拓撲結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)主干網(wǎng)使用1000M以太網(wǎng)，主干網(wǎng)的連接介質(zhì)采用1000M單模光纖和1000M銅纜；采用核心雙網(wǎng)冗余機制，保證系統(tǒng)可靠運行；系統(tǒng)可靠且可擴展。MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)管理層網(wǎng)絡(luò)管理層網(wǎng)絡(luò)磁盤陣列磁盤陣列 為加強系統(tǒng)的容錯能力，可采取雙服務器冗余結(jié)構(gòu)，磁盤陣列可滿足海量數(shù)據(jù)的存儲，每臺服務器內(nèi)置RAID 5等容錯工作方式；核心交換機采用雙引擎和雙電源，網(wǎng)絡(luò)模塊可在線熱插拔。通過這些必要的技術(shù)手段，可保證一臺主機失敗的情況下，仍能正常繼續(xù)工作。2022-3-1532MES系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2022-3-1533MES系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能 生產(chǎn)訂單管理生產(chǎn)訂單管理物料管理物料管理 焊接工藝

18、信息管理焊接工藝信息管理 MES系統(tǒng)系統(tǒng)AVI系統(tǒng)系統(tǒng) 監(jiān)控管理監(jiān)控管理ANDON系統(tǒng)系統(tǒng) 焊接質(zhì)量監(jiān)控焊接質(zhì)量監(jiān)控 2022-3-1534 該模塊是企業(yè)供應鏈中的一個重要環(huán)節(jié)，制定生產(chǎn)計劃，跟蹤生產(chǎn)計劃的執(zhí)行情況，并隨時對生產(chǎn)計劃進行動態(tài)調(diào)整，保證企業(yè)對生產(chǎn)狀況的隨時控制，可以有效地保障供應鏈的平滑性，減少內(nèi)部的消耗，降低生產(chǎn)成本。MES系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能生產(chǎn)訂單管理生產(chǎn)訂單管理 MESREQUIRESTORAGE2022-3-1535 車身自動識別(AV1)系統(tǒng) 其英文縮 寫AVI（Automatic Vehicle Identification) 作為MES系統(tǒng)的重要組成部分。AVI通過一

19、系列的自動化和信息設(shè)備自動的對車身進行識別監(jiān)視車體在重要區(qū)域的移動并根據(jù)生產(chǎn)計劃車體信意向控制系統(tǒng)發(fā)出數(shù)據(jù)決定車體的下一步位置。MES系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能 AVI系統(tǒng)系統(tǒng) 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程零部件零部件整車整車AVI2022-3-1536 安裝在生產(chǎn)線上的ANDON系統(tǒng)是用來幫助流水線上的工人在給定生產(chǎn)節(jié)拍內(nèi)完成質(zhì)量可靠的裝配任務，起到了在生產(chǎn)流水線上傳遞信息提高生產(chǎn)率的作用在由傳送帶拉制的流水線上各個工位上應安裝拉繩，每條生產(chǎn)線安裝一塊ANDON顯示板當操作工發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題或需要請求班組長的幫助時操作工拉下拉繩此時ANDON且示板上的指示燈應點亮 ANDO系統(tǒng)還播放音樂來提示班組長 MES系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能監(jiān)控管理監(jiān)控管理ANDON系統(tǒng)系統(tǒng) 2022-3-1537 操作人員可以通過現(xiàn)場的物料呼叫面板進行物料選擇，呼叫庫房接受物科呼叫備料并確認，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫對物料使用過程進行數(shù)據(jù)自動記錄，現(xiàn)場安裝工人根據(jù)現(xiàn)場實際需要選擇對應的物料觸摸屏上相應的信息后反映出來物料室埠作工在庫房中根據(jù)物料實際到位后點擊 到位確認按鈕對物料到位進行確認觸摸屏上狀冬由已出庫變?yōu)闊o呼叫同時報警塔燈的報警燈滅表示物抖呼叫取消整個物料呼叫過程結(jié)束。MES系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能物料管理物料管理 2022-3-1538 利用CAD，CAM對工藝進行設(shè)計和編制，優(yōu)化操作流程。將工序內(nèi)容、結(jié)構(gòu)圖、零件構(gòu)成的相應關(guān)系、零件數(shù)量和尺寸