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该文档主要介绍了制造执行系统(MES)的功能与实践,包括其产生背景、定义、标准、发展历程、在不同行业中的应用、功能模块、项目实施方法以及在小型机械加工企业和大型汽车生产企业中的应用案例。
MES 概述
产生背景:全球化市场竞争激烈,客户需求多样化,制造业生产模式向柔性化转变,信息技术发展促使企业对生产管理信息化需求增加,MES 应运而生。
定义与标准:位于上层计划管理系统与底层工业控制系统之间,对生产过程优化管理。ISA - SP95 标准为其基本框架,包括协同管理、MOS/MES 及自动化设备层等架构模型。
发展历程:从单一功能系统发展而来,经历标准化、功能组件化阶段,在各行业应用逐渐广泛,但仍面临一些挑战。
行业应用差异:流程制造行业和离散制造行业在工艺流程、生产组织方式等方面存在差异,导致 MES 在两个行业中的应用有所不同,如对 ERP 的要求、作业计划调度、数据采集等方面。
MES 功能模块
制造 BOM:设计 BOM 与制造 BOM 有区别,制造 BOM 是生产计划的重要基础数据,其组织方式多样,从 ERP 到 MES 的传递需考虑多种因素。
生产计划与生产排产:包括滚动生产计划、生产排产的约束与优化,生产延迟策略对排产有影响,企业需平衡计划与库存成本。
生产执行:涵盖生产订单下达、数据采集、生产跟踪及控制,MES 与 PLC 接口有多种方式,确保生产过程顺利进行。
质量管理系统:包含追溯管理、防错系统和质量检查系统等,追溯管理包括零件和扭矩结果追溯,防错系统防止生产过程中的错误,质量检查系统确保产品质量。
物料配送系统:涉及场内物料配送组织方式、现场物料叫料及配送管理、零件排序区管理和 Kitting 捡料区管理,保障物料及时供应。
安灯系统:分为操作、质量、物料、电子看板安灯等类型,由硬件和软件组成,用于收集和处理生产线上的信息。
产线管理与工厂维护系统:产线管理系统监控生产线状态,工厂维护系统管理设备维护流程,包括设备故障维修、巡点检等功能。
MES 与其他系统的接口:MES 与上游系统(如 ERP)和下游生产线设备有不同的接口方式,确保数据交互和系统协同工作。
MES 项目实施
实施准备:企业需明确实施战略及方法论,考虑成本构成、风险挑战,按项目准备、定义、实施及交付步骤进行。
组织架构:定义适合企业的组织架构,明确各层级职责,确保项目顺利推进。
过程管理:包括范围文档制定、计划制定与控制、风险控制、系统验证跟踪、变更管理和成本管理,保障项目按计划执行。
交付过程管理:进行阶段性总结,明确维护职责,处理异常情况,交付相关文档,确保项目成果可持续。
企业应用案例
小型机械加工企业:分析现有生产流程及布局,根据用户需求设计 MES,涵盖生产数据管理、计划排产、订单管理等功能模块。
大型汽车生产企业:介绍汽车制造工艺流程,包括冲压、焊装、涂装、总装工艺。冲压车间独立管理生产计划、库存和执行控制;焊装车间需平衡工时、控制生产;涂装车间通过车身存储区和自动化立体仓库调度车辆;总装车间上线物流系统复杂,有推式、拉式等多种模式,车辆跟踪、检测和质量管理系统在生产中发挥重要作用。
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