48页PPT | 智能制造MES系统解决方案:订单管理、生产排程、配方管理、质量管理、物料呼叫、AGV集成、仓库管理、SPC分析

科技   2024-10-04 19:46   广东  

施耐德MES系统解决方案是一套全面而先进的制造执行系统,它通过集成订单管理、生产排程、配方管理、批次跟踪、质量追溯、生产规范管理、物料呼叫、AGV集成、仓库管理、质量管理、SPC分析、设备效率和运维管理、现场管理以及预测性维护等多种功能,帮助制造企业实现生产过程的自动化、数字化和智能化。该系统基于国际标准ISA-95构建,支持从原料采购到成品出库的整个生产周期管理,并通过生产可视化和即时化管理(SIM)进一步提升运营效率,优化生产流程,提高产品质量,降低成本,最终实现智能制造和工业4.0的目标。

(一)智能工厂ISA95整体功能架构

智能工厂建设整体功能架构通常遵循国际自动化协会(ISA)的ISA-95标准,这是一个为制造操作制定的国际标准,用于企业间的系统集成。ISA-95定义了不同层级之间的数据流和通信,主要分为以下几层:

  1. Level 4: Business Planning and Logistics

  • 企业资源计划(ERP)层,包括SAP等系统。

  • 处理订单管理、库存管理、生产计划等。

  • Level 3: Operational Management

    • 运营管理层,包括生产计划、调度、质量、库存等的管理。

    • 业务数据库,用于存储和管理运营数据。

  • Level 2: Manufacturing Operations

    • 实时数据库,存储生产过程数据。

    • OPC/Modbus等通讯协议用于设备和系统之间的数据交换。

  • Level 1: Process Control

    • 设备控制层,包括PLC、DCS、SCADA等。

  • Level 0: Sensor and Actuator

    • 传感器和执行器层,直接与物理过程交互。

    在MES(制造执行系统)的核心功能整体集成架构中,ISA-95标准通常与MES系统紧密结合,以实现生产过程的实时监控和管理。MES的核心功能可能包括:

    1. 订单管理:跟踪销售订单和生产订单的状态。

    2. 计划排产:根据生产能力和订单需求制定生产计划。

    3. 生产执行:监控生产过程,记录实际生产数据。

    4. 批次管理:跟踪和管理生产批次,确保产品质量。

    5. 仓库管理:监控库存,管理物料的进出。

    6. 质量管理:监控产品质量,记录质量检测数据。

    7. 设备管理:监控设备状态,管理维护和维修活动。

    8. 性能分析:分析生产性能,如OEE(设备综合效率)。

    9. 能源管理:监控和优化能源消耗。

    10. 人员管理:跟踪和管理员工的技能、排班和绩效。

    (二)订单与计划排产、配方管理、生产规范管理

    在制造执行系统(MES)中,订单与计划排产、计划排产模型、配方管理、批次跟踪与质量追溯以及生产规范管理是关键组成部分,它们共同确保生产过程的高效和产品质量的可追溯性。以下是这些组件的详细解释:

    1. 订单与计划排产

    • 订单管理:跟踪销售订单,将其转化为生产订单,并管理订单的整个生命周期。

    • 计划排产:基于订单需求、物料可用性、设备能力和交货期限来安排生产活动。

    • 生产调度:优化生产作业的执行顺序和时间,以提高生产效率和满足交货期限。

  • 计划排产模型

    • 考虑订单需求、设备产能、物料库存和生产资源来制定生产计划。

    • 时段计划:为不同的生产时段分配任务和资源。

    • 滚动计划:根据实时生产情况和市场变化,动态调整生产计划。

  • 配方管理

    • 管理产品的配方和工艺参数,确保生产过程的一致性和产品的符合性。

    • 基于ISA95-S88批次管理模型,将BOM(物料清单)、工艺路线和操作合规结合管理。

    • 严格的审批流程和版本控制,确保配方的准确性和可追溯性。

  • 批次跟踪与质量追溯

    • 跟踪每个生产批次的原料使用、生产过程和最终产品。

    • 通过批次管理,可以快速定位原料质量问题和工艺参数异常。

    • 实现从原料到成品的正向和反向追溯,以支持质量控制和产品召回。

  • 生产规范管理

    • 也称为电子作业指导书(E-WI)/电子标准操作程序(E-SOP),以电子形式提供作业指导。

    • 通过多媒体内容(如视频、图像、文本)展示操作步骤,提高操作人员的执行准确性。

    • 支持文档条码或产品条码扫描,确保作业指导书的正确性和可追溯性。

  • 配料作业和混料作业

    • 根据生产订单对应的BOM准备所需的物料。

    • 使用条码技术和电子秤集成,防止物料错误和遗漏。

    • 记录原料批次信息并与生产工单关联,确保物料的准确性和可追溯性。

    • 对配料和混料过程进行校验,确保库存的准确性。

    (三)物料呼叫、质量管理、SPC和安灯

    1. 物料呼叫

    • 车间现场和线边仓设置信息看板,反馈物料信息与呼叫请求。

    • 预设线边仓安全库存,自动触发呼叫请求。

    • 装卸货扫描条码进行校验,记录和跟踪每个呼叫周期内的活动。

  • AGV集成

    • 连接MES(WMS)与AGV(自动导引车)控制系统,实现物流与信息同步传输。

    • 通过数据库中间表或实时报文等多种标准通讯方式实现车间内VGA位置与状态跟踪。

  • 仓库管理

    • 包括库位设置、成品包装完成、扫描入退库、移库、盘库和库存查询等。

  • MES(WMS)与自动仓库的集成

    • 包括入库流程、装载计划出库流程、例外出库流程和库存对账流程。

    • MES从SAP等系统接收信息,并与自动仓库进行数据同步。

  • 质量管理

    • 内置检验规程管理,以实时生产事件和工单来驱动质量检验。

    • 实现生产与实验室检验闭环管理,收集数据进行统计分析,产生最优匹配值。

  • SPC分析与改进

    • 基于质量数据的分析与统计,对质量问题进行收集并及时反馈出有效信息。

    • 提供完整的质量分析和报告,预定义质量指标规格,超限报警与提示。

  • 设备综合效率(OEE)

    • OEE=可用率表现性质量指数。

    • 提供OEE分析的具体效益,帮助改进生产过程。

  • 设备运维管理

    • 完整的设备资产和履历管理,自动触发预防性维护工单。

    • 维护工单管理系统,维修操作信息全记录。

  • 现场管理

    • 料仓资源及混料信息查看,现场布置操作终端。

    • 与自动化设备进行信息交互,减少重复录入。

  • 预测性维护

    • 通过传感器收集和分析设备的实时数据,预测可能发生的故障。

    • 融合大数据、机器学习等多项技术,避免更高成本的损坏和停机时间。

  • 安灯系统

    • 车间现场的目视管理,确保生产过程中的问题得到及时处理。

    • 提高生产效率,降低成本,抓好现场规划,提高现场管理水平。

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