MES制造執(zhí)行系統(tǒng)解決方案

MES制造執(zhí)行系統(tǒng)1目錄01、生產(chǎn)型企業(yè)面臨的問題02、什么是MES03、基于RFID的MES系統(tǒng)的核心價值04、MES系統(tǒng)設計方案05、MES系統(tǒng)所需硬件設備列表為企業(yè)生產(chǎn)可視提供智慧的管理平臺2一、生產(chǎn)型企業(yè)面臨的問題生產(chǎn)信息不透明生產(chǎn)過程缺乏有效防錯控制不能及時發(fā)現(xiàn)和處理生產(chǎn)品質異常不能及時全面提供各項績效指標、管理報表等資料缺乏完整的追溯體系制造管理現(xiàn)狀問題3一、生產(chǎn)型企業(yè)面臨的問題生產(chǎn)管理中常見的盲點能否實時掌握生產(chǎn)單進度及每個工序的JIT時間，該JIT時間是否和管理人員制定的生產(chǎn)計劃相同？當出現(xiàn)偏差時怎樣及時發(fā)現(xiàn)、解決瓶頸？不合格的產(chǎn)品，能否追溯其原材料采購、生產(chǎn)經(jīng)過的工序、設備、所用物料和經(jīng)手人員，調查不良品的成因及解決方法？能否實時掌握在制品的產(chǎn)量與品質狀況，以及設備運行狀況和在線物料？新產(chǎn)品試產(chǎn)和正常生產(chǎn)過程中，能否避免人為的錯料和跳站現(xiàn)象？能否自動統(tǒng)計和分析質量檢測數(shù)據(jù)？快速生成各種產(chǎn)量和質量報表？出現(xiàn)異常情況時，能否及時發(fā)現(xiàn)，并通知和督促相關人員及時處理，防止擴散？4一、生產(chǎn)型企業(yè)面臨的問題環(huán)境的壓力需要制造業(yè)的管理突破隨著供應鏈競爭加劇，企業(yè)開始進行精益化生產(chǎn)，對生產(chǎn)過程柔性和彈性要求不斷增強，生產(chǎn)進度透明化、實時化控制越來越成為企業(yè)關注的焦點。如何提升制造水平，提升內(nèi)部管理績效是企業(yè)管理人員迫切希望解決的問題。產(chǎn)品召回制度的執(zhí)行，綠色制造的趨勢以及RoHS、WEEE等環(huán)保安全法規(guī)的實施，使得生產(chǎn)企業(yè)建立完整追溯體系變得迫切而且必須。面對客戶對交貨期的苛刻要求，產(chǎn)品種類不斷變化，訂單的不斷調整，企業(yè)的決策者認識到需要及時透明的了解生產(chǎn)過程信息，了解生產(chǎn)計劃的執(zhí)行情況，并需要對生產(chǎn)過程進行有效管控以縮短制造周期。5一、生產(chǎn)型企業(yè)面臨的問題車間層信息化薄弱成為制約生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的瓶頸無法實時獲取制造資源及制造過程信息，即使企業(yè)實施了ERP，可是企業(yè)管理人員仍然依靠電子表格運行他們的工廠，數(shù)據(jù)以及報告總是在需要的時候與實際情況表現(xiàn)出很大的出入。無法獲取符合實際制造條件的產(chǎn)品信息，管理人員在不符合實際的情況下制定了不準確甚至矛盾的生產(chǎn)計劃，最終難以被接收或者執(zhí)行。企業(yè)ERP軟件沒有達到所承諾的預期目標?！吧a(chǎn)操作的可視化”，對于世界領先的制造商均列為#1問題。但如何才能做到生產(chǎn)過程全局透明？不上ERP是等死，上ERP是找死?！獦I(yè)界流行的玩笑語企業(yè)實施ERP為什么這么難？6一、生產(chǎn)型企業(yè)面臨的問題企業(yè)領導關注的、過往無法解決的問題設備是由各個設備廠商提供，由于這樣那樣的原因，他們都有自己的操作畫面，但一個個都是控制和信息孤島，有什么好辦法能把他們整合起來？企業(yè)里控制設備品牌多，型號多，系統(tǒng)結構零散，怎么辦？不要老跟我談數(shù)據(jù)監(jiān)控，我考慮的是工廠的生產(chǎn)和管理，除了PLC的數(shù)據(jù)，我還想整合其他諸如管理信息、過程控制等內(nèi)容，我可不想弄一堆的系統(tǒng)？我的預算不夠一下子把整個工廠信息化，我有什么辦法能讓我每次的投資都是我整個規(guī)劃中有機的一分子，而又沒有過多的拘束？我們的領導很關心生產(chǎn)，不可能每次去現(xiàn)場，怎么樣讓它們在自己電腦甚至出差時也能隨時了解生產(chǎn)信息？7二、什么是MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))制造（

Manufacturing）：從投料到產(chǎn)品入庫的生產(chǎn)過程

執(zhí)行（

Execution）：重在資源和資源使用結果

系統(tǒng)（

Systems）：重在流程的系統(tǒng)性和集成性MES

(ManufacturingExecutionSystems，制造執(zhí)行系統(tǒng))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)敏捷化的基本技術手段。制造執(zhí)行系統(tǒng)傳遞信息使得從下單到完成品間的生產(chǎn)過程能夠最佳化。生產(chǎn)活動在進行時，MES使用及時、正確的數(shù)據(jù)，提供適當?shù)膶б?、響應及報告。針對條件改變立即快速反應的目的，在于減少無附加價值的活動，達到更有效的生產(chǎn)作業(yè)及流程。MES改善了設備的回收率，準時交貨率、庫存周轉率、邊際貢獻、現(xiàn)金流量績效。MES提供企業(yè)與供貨商之間雙向溝通所需的生產(chǎn)信息。8二、什么是MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))MES的定位9二、什么是MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))MES與ERP的關系10二、什么是MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))MES系統(tǒng)目標11二、什么是MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))MES與RFIDMES系統(tǒng)必須依靠實時、準確的數(shù)據(jù)。當今，只有RFID技術，才能做到數(shù)據(jù)的實時、準確的獲取，讓MES真正成為MES。在我國已實現(xiàn)數(shù)字化管理的企業(yè)中，超過50%通過使用條碼作為產(chǎn)品的唯一標記，通過條碼識別方式追蹤該產(chǎn)品的生命周期。但條碼識別方式因其本身存在缺陷，常常為企業(yè)管理人員帶來一系列問題難以解決：條碼無法實現(xiàn)實時監(jiān)控，生產(chǎn)進度將難以掌握，平衡生產(chǎn)線、實時解決生產(chǎn)瓶頸無法實現(xiàn)；使用條碼作為工人計件工資的證據(jù)，每個工序需額外消耗“剪菲”動作約10秒時間，1000個工人的企業(yè)，每人每天因“剪菲”動作而流失的工作時間15-20分鐘，企業(yè)合計每天損失250-300工時；條碼一般是紙制品，通過條碼打印機打印出來。一旦印刷不清晰、有折疊痕跡、甚至出現(xiàn)破損等問題時，條碼槍便很難識別。統(tǒng)計人員經(jīng)常會為遇到不能識別的條碼菲頭痛。企業(yè)上一套系統(tǒng)為的是規(guī)范管理、降低成本，使用了條碼，反而因條碼本身缺陷問題增加了企業(yè)的負擔。12二、什么是MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))企業(yè)對MES的需求

為決策層提供完備、精確的制造數(shù)據(jù)將生產(chǎn)意圖無歧義地傳遞到制造執(zhí)行層，并得到貫徹

提高生產(chǎn)效率提高制造質量最大化客戶滿意度技術人生產(chǎn)

智能化敏捷化可視化低成本可擴展MES13三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值基于RFID的MES系統(tǒng)價值14三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值基于RFID的MES系統(tǒng)價值通過回訪已實施基于RFID的MES系統(tǒng)的勞動密集型的生產(chǎn)型企業(yè)如擁有1000個生產(chǎn)工位的廣東深圳某制衣公司，我們得到如下的真實數(shù)據(jù)：每月節(jié)省統(tǒng)計人員工資使用前，使用條碼計菲方式，需要3個統(tǒng)計人員專門負責統(tǒng)計菲票統(tǒng)計工作；使用后：無需人工統(tǒng)計，按當?shù)毓べY標準每人￥4,500元，實現(xiàn)基于RFID的MES系統(tǒng)節(jié)省統(tǒng)計員工資￥13500元。每月節(jié)省耗材成本使用前，使用條碼系統(tǒng)需要條碼紙及打印耗材，還需要專門人員在電腦旁負責打印、發(fā)放條碼；使用后：基于RFID的MES系統(tǒng)屬于一次性投資項目，每月合計耗材、打印用電費用、打印人員工資費用合計約￥45,000元。提升產(chǎn)能，增加收入使用基于RFID的MES系統(tǒng)，每人每個工序可節(jié)省約10秒“剪菲”時間，每天可節(jié)省大約15-20分鐘的時間；1000人的企業(yè)共增加250~330工時，每個工時按6元計算，每月增加收入￥42000~￥56000元管理更規(guī)范，計劃更準確實獲取數(shù)據(jù)并進行分析，實現(xiàn)實時自動統(tǒng)計每個工人生產(chǎn)進度及自動統(tǒng)計工人產(chǎn)量、每道工序工時，監(jiān)控每個工位的產(chǎn)能，解決瓶頸問題，平衡生產(chǎn)線產(chǎn)15三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值深圳某制衣公司MES系統(tǒng)案例圖片16三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值直接提升制造執(zhí)行力（交付能力）生產(chǎn)過程透明化管理通過對瓶頸環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控，即時發(fā)現(xiàn)、解決生產(chǎn)問題數(shù)字化管理讓質量問題追蹤到個人變成可能實時把握每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的變化，準時地執(zhí)行生產(chǎn)計劃基于RFID的MES核心價值17三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值

實施基于RFID技術的MES系統(tǒng)對企業(yè)的影響（一）實時數(shù)據(jù)流RFID可提供不斷更新的實時數(shù)據(jù)流。與制造執(zhí)行系統(tǒng)互補，RFID提供的信息可用來保證正確使用勞動力、機器、工具和部件，從而實現(xiàn)無紙化生產(chǎn)和減少停機時間。更進一步地，當材料、零部件和裝配件通過生產(chǎn)線時，可以實時進行控制、修改甚至重組生產(chǎn)過程，以保證可靠性和高質量；生產(chǎn)線實時監(jiān)管有了實時數(shù)據(jù)流作為基礎，MES可對這些大量的數(shù)據(jù)進行挖掘，找出關鍵數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)進度、生產(chǎn)過程進行實時的有效的監(jiān)管，即時找出生產(chǎn)瓶頸、解決生產(chǎn)問題，部署更高層次的質量控制和各種在線測量，提高產(chǎn)品質量，增強生產(chǎn)力。18三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值

實施基于RFID技術的MES系統(tǒng)對企業(yè)的影響（二）工人工資、工時計算RFID可提供不斷更新的實時數(shù)據(jù)流。與制造執(zhí)行系統(tǒng)互補，RFID提供的信息可用來保證正確使用勞動力、機器、工具和部件，從而實現(xiàn)無紙化生產(chǎn)和減少停機時間。更進一步地，當材料、零部件和裝配件通過生產(chǎn)線時，可以實時進行控制、修改甚至重組生產(chǎn)過程，以保證可靠性和高質量；平衡生產(chǎn)線有了實時數(shù)據(jù)流作為基礎，MES、ERP等企業(yè)信息管理系統(tǒng)可對這些大量的數(shù)據(jù)進行挖掘，找出關鍵數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)進度、生產(chǎn)過程進行實時的有效的監(jiān)管，即時找出生產(chǎn)瓶頸、解決生產(chǎn)問題，部署更高層次的質量控制和各種在線測量，提高產(chǎn)品質量，增強生產(chǎn)力。19三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值

實施基于RFID技術的MES系統(tǒng)對企業(yè)的影響（三）準時生產(chǎn)JIT(Justintime)：通過看板方式追求無庫存的高效率拉動式生產(chǎn)模式；精良生產(chǎn)LP(LeanProduction)：通過精簡一切不必要的組織活動，通過團隊協(xié)作來實現(xiàn)；敏捷制造AM(AgileManufacturing)：通過動態(tài)聯(lián)盟，最大限度地利用全球資源，抓住市場機遇，實現(xiàn)敏捷制造；全面質量管理TQM：通過全體員工的參與、改進流程、產(chǎn)品、服務和公司文化，達到在百分之百時間內(nèi)生產(chǎn)百分之百的合格產(chǎn)品，以便滿足顧客需求。20三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值

實施基于RFID技術的MES系統(tǒng)對企業(yè)的影響（四）基于RFID技術的MES系統(tǒng)可提供為優(yōu)化從訂單投入到產(chǎn)品完成的生產(chǎn)活動所需的信息。RFID運用實時、準確的信息，指導、啟動、響應并記錄生產(chǎn)過程，從而讓管理人員能夠對生產(chǎn)線條件的變化做出迅速的響應、減少非增值活動、提高工廠運作過程的效率。RFID的應用，讓MES可以改善設備投資回報率，有助于及時交貨、加快庫存周轉、提高收益和現(xiàn)金流的績效。RFID在企業(yè)和供應鏈間，以雙向交互的形式提供生產(chǎn)活動的基礎信息。21三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值

實施基于RFID技術的MES效益分析22三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值

系統(tǒng)后期的擴展基于RFID的MES系統(tǒng)可為日后企業(yè)業(yè)務流程全局透明做好硬件及數(shù)據(jù)基礎。無線通訊方式，也為企業(yè)IT系統(tǒng)的擴展做好了準備。企業(yè)業(yè)務流程的各個環(huán)節(jié)可產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，它包括訂單管理、需求管理、客戶關系管理、計劃、供給、原材料采購、生產(chǎn)、倉庫、物流配送和財務，甚至企業(yè)內(nèi)部每一個角落。企業(yè)可通過RFID，實現(xiàn)實時獲取所關注的數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)集中處理并進行挖掘、分析，形成一個完整的商業(yè)智能系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)全局透明。23三、基于RFID的MES系統(tǒng)核心價值

系統(tǒng)后期的擴展-企業(yè)全局透明24四、MES系統(tǒng)設計方案

MES系統(tǒng)設計目標基于RFID技術，讓MES實現(xiàn)生產(chǎn)流水線的每個工序的生產(chǎn)狀況以及在生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)操作的準確化和系統(tǒng)化，建立產(chǎn)品生產(chǎn)控制跟蹤，實現(xiàn)從原材料到半成品到產(chǎn)品的可監(jiān)控可追溯，提升現(xiàn)場管理水平，提高成品一次下線合格率和生產(chǎn)效率，促進生產(chǎn)組織管理精細化，提高產(chǎn)品制造質量，降低制造資源消耗；針對企業(yè)現(xiàn)場實際考慮，設計引入ZigBee(IEEE802.15.4)工業(yè)級無線通訊技術作為實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A。無線通訊結合RFID，提供高速獲取原始刷卡數(shù)據(jù)，簡易的數(shù)據(jù)接入辦法，可幫助企業(yè)實時獲得生產(chǎn)線信息以及工人效能，讓客戶隨時隨地了解訂單生產(chǎn)進度、員工表現(xiàn)、工位狀態(tài)、在制品數(shù)量等各方面的綜合信息，快速找到并解決生產(chǎn)減速環(huán)節(jié)、平衡各個生產(chǎn)線。25四、MES系統(tǒng)設計方案

MES系統(tǒng)設計目標26四、MES系統(tǒng)設計方案系統(tǒng)總體業(yè)務流程27四、MES系統(tǒng)設計方案庫存跟蹤原材料QA檢查庫存盤點原材料接收質量SPC分析批次跟蹤和譜系計劃執(zhí)行成品庫存控制和管理生產(chǎn)性能（停機監(jiān)控，廢品跟蹤，OEE）過程監(jiān)控和報警管理批處理執(zhí)行和分析過程管理和設備監(jiān)控環(huán)境監(jiān)控廢水處理能源監(jiān)控潔凈系統(tǒng)手工步驟包裝和倉庫生產(chǎn)過程MES系統(tǒng)應用范圍28四、MES系統(tǒng)設計方案RFID及其硬件部署在生產(chǎn)線的每一個工位上安裝部署一臺無線的實時數(shù)據(jù)采集終端；在每一個生產(chǎn)組的中部位置安裝一臺控制器，通過無線方式接收所管轄組的工位機數(shù)據(jù)。RFID實時數(shù)據(jù)采集終端與控制器之間系統(tǒng)采用無線通訊方式，控制器與計算機之間通過RS232連接；在生產(chǎn)線的半成品上安裝RFID標簽，為物料、員工都使用RFID卡綁定。當生產(chǎn)線工人完成半成品加工后，通過RFID讀寫器讀取生產(chǎn)線上的半成品信息，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的各個流程環(huán)節(jié)中一物一碼、一人一碼管理。每個員工上線、離線，每個生產(chǎn)工序完成都使用感應讀卡方式，數(shù)據(jù)通過無線方式實時回傳給管理系統(tǒng)，做到全程的實時跟蹤與監(jiān)控，并為管理層提供實時精確的報表分析，管理層可以實時了解一線生產(chǎn)動態(tài)，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)瓶頸，優(yōu)化工序從而縮短生產(chǎn)周期。29四、MES系統(tǒng)設計方案MES系統(tǒng)部署實例圖片30四、MES系統(tǒng)設計方案系統(tǒng)結構圖31四、MES系統(tǒng)設計方案生產(chǎn)流程圖32四、MES系統(tǒng)設計方案RFID硬件選型MES適合配搭無線、實時、高速、易開發(fā)的固定式無線數(shù)據(jù)采集終端作為生產(chǎn)線上實時獲取數(shù)據(jù)的利器。固定式無線數(shù)據(jù)采集終端特別適合用于制造業(yè)流水線、生產(chǎn)現(xiàn)場及企業(yè)倉庫的管理，也可應用于其他如銷售管理系統(tǒng)、產(chǎn)品防偽防串貨、RFID識別、業(yè)內(nèi)各種實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等所有需要實時獲取數(shù)據(jù)的場合。技術優(yōu)點：采用ZigBee網(wǎng)絡的基礎是IEEE802.15.4，技術成熟、成本低廉；使用國際ISM開放頻段，不需要申請無線頻道；通訊速度快，無線工位機實際信號在空氣中傳輸速度實際為115.2Kbps，足夠滿足實時生產(chǎn)線對速度要求；采用ZigBee無線網(wǎng)絡通訊的最大可劃分為250個設備組，每組允許最多設備數(shù)量70臺，共可容納17500臺設備；二次開發(fā)極其簡單便捷、可根據(jù)行業(yè)應用定制設備外觀，適用所有需實時獲取數(shù)據(jù)場合。33四、MES系統(tǒng)設計方案RFID工位機、控制器外觀G500DW工位機H200W配套控制器G300DW工位機現(xiàn)場安裝情況圖NEW新產(chǎn)品34四、MES系統(tǒng)設計方案RFID無線網(wǎng)絡拓撲圖35四、MES系統(tǒng)設計方案為什么使用無線通訊生產(chǎn)車間因在密度較高，需要鋪設密集聯(lián)網(wǎng)線路，通常是每車間鋪設幾百條電纜，一個工廠要鋪設幾百到幾千個信息點。而且通常生產(chǎn)車間建設初期信息化建設考慮不足，未能預留網(wǎng)絡管線，只能考慮打墻、挖地、明管安裝等方式重新敷設管線，線路鋪設成本高、施工周期長，而且線路太多，影響車間美觀。后期因線路故障而導致的維護工作量大、查找故障點效率低。RFID生產(chǎn)管理系統(tǒng)建設正因受通訊方式的限制，給設備的安裝普及帶來了極大的限制。為此，我們于把ZigBee無線通訊技術引入到RFID生產(chǎn)管理系統(tǒng)上，其應用前景相當廣闊。ZigBee網(wǎng)絡是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡技術（相對于Wi-Fi而言，但比RS485網(wǎng)絡通訊速率快10倍），是一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術方案。它依據(jù)IEEE802.15.4標準，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調實現(xiàn)通信。36四、MES系統(tǒng)設計方案無線穩(wěn)定性保障我們使用的ZigBee無線通訊技術符合國際IEEE802.15.4規(guī)范，它是一個工業(yè)級無線網(wǎng)絡，專門針對工業(yè)控制優(yōu)化，具有長距離、低功耗、低復雜度、低成本、高穩(wěn)定性、高抗干擾能力、高穿透力等特點。這種無線通訊技術不是由我們公司所創(chuàng)造，我們只是把ZigBee無線通訊技術引入到RFID實時生產(chǎn)線上，并成功研發(fā)出基于ZigBee無線通訊技術的電子工票，通過不斷的改進和行業(yè)針對性優(yōu)化，今天我們的無線電子工票解決方案穩(wěn)定、易用、優(yōu)秀的擴展性能、快速組建、節(jié)省資源等優(yōu)勢已得到用戶肯定。針對生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境可能比較惡劣、干擾源可能較多、設備較密集的情況下，我們還特意對抗干擾性能進行優(yōu)化，使用自動跳頻技術跨越干擾。我們的每臺控制器可由客戶自定義分組，按分組組號不同，控制器工作頻段不同。共有20個可用頻段，超過20個頻段時，無線頻段可被重復使用互不干擾。37四、MES系統(tǒng)設計方案無線與有線方式投資對比——前期安裝以一個擁有600個工位（假定分12個組，每組50個工位）的輕工業(yè)生產(chǎn)車間為例對比項TCP/IP傳輸方式ZIGBEE無線工位機設備工位機數(shù)量600600周邊網(wǎng)絡設備12臺48口交換機2臺24口交換機12個控制器2個PCI多串口卡設備成本￥xxx（元）￥xxx（元）線材使用線材超五類網(wǎng)線帶十字骨架六類網(wǎng)線平均布線距離平均布線距離為50米總耗費線材每個工位機需要布一根網(wǎng)線600x50=30000米=100箱每個（或每