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目 錄

1項目概述 4

1.1項目背景 5

1.2信息系統(tǒng)架構與本系統(tǒng)主要功能模塊 8

2系統(tǒng)構架與主要模塊 10

3系統(tǒng)運行平臺建設 14

3.1數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡 14

3.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 15

3.3MES系統(tǒng)運行平臺 18

3.4 RFID系統(tǒng) 19

4生產(chǎn)管理（MES）系統(tǒng)設計 20

4.1SCADA系統(tǒng) 21

4.2生產(chǎn)計劃 25

4.3報廢、質檢、返修處理 28

4.4作業(yè)執(zhí)行 29

4.5生產(chǎn)現(xiàn)場MES硬件需求 31

4.6配送管理 32

4.7設備管理 36

4.8能源管理 43

4.9生產(chǎn)追溯 46

4.10生產(chǎn)統(tǒng)計 47

4.11質量統(tǒng)計 49

4.12軟件結構 52

4.12.1設計標準 52

4.12.2軟件技術 53

4.12.3軟件架構 53

5項目管理 55

5.1項目計劃 55

5.2項目組織 56

5.3客戶成員 56

5.4開發(fā)成員 57

6項目實施 60

6.1項目流程 60

6.2進度與質量控制 62

7系統(tǒng)配置表 64

1項目概述

本方案是根據(jù)XX公司科技有限公司生產(chǎn)管理和自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀，以及與紐米科技生產(chǎn)管理者、經(jīng)營管理和信息部負責人交流情況，結合MOX（中國）有限公司多年來對生產(chǎn)管理系統(tǒng)開發(fā)、遠程數(shù)據(jù)傳輸和在線監(jiān)測系統(tǒng)的工程技術經(jīng)驗編寫的。最終的系統(tǒng)功能設置以雙方最終確認的《系統(tǒng)詳細設計文件》等技術文件為準，力求滿足系統(tǒng)各項功能要求。

本系統(tǒng)的實施目標和工作范圍，由以下五部分系統(tǒng)實現(xiàn)：

• 建設基于生產(chǎn)裝置PLC的生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，建立實時數(shù)據(jù)庫對生產(chǎn)過程的工況數(shù)據(jù)存儲；
• 建設基于ISA95國際標準的、B/S架構的生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES）平臺，與SAP的ERP系統(tǒng)無縫連接，并通過實時數(shù)據(jù)庫與實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成，按批次對半成品和產(chǎn)品進行管控，有效追溯生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質量，并通過SPC工具對產(chǎn)品質量進行分析，不斷提升產(chǎn)品品質；
• 建設設備管理系統(tǒng)，建立設備預防性保養(yǎng)和維護計劃，為公司的正常生產(chǎn)提供保障，同時對設備運行的能耗進行統(tǒng)計分析，為節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)支持；
• 建設數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓饫w通訊網(wǎng)絡系統(tǒng)，以及車間調度的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，確保實時數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)收集；
• 建設產(chǎn)品銷售出庫的RFID數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，減少人工發(fā)貨過程中錯誤的發(fā)生。

1.1項目背景

對XX公司來說是機遇與挑戰(zhàn)并存，加強生產(chǎn)管理、穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質量、降低消耗才是提高市場競爭力的關鍵，也是建設本系統(tǒng)的核心目的。換言之，XX公司科技公司信息化建設在本階段應該是以生產(chǎn)管理為核心，提升企業(yè)產(chǎn)品品質、提高產(chǎn)品直通率、通過管理提升生產(chǎn)產(chǎn)能降低生產(chǎn)成本為目標，建設生產(chǎn)過程管理與控制、提高車間透明化的生產(chǎn)管控系統(tǒng)。

根據(jù)國內外同行業(yè)信息化建設的經(jīng)驗，本系統(tǒng)建設應該以平臺化、成熟技術為基礎，采用B/S系統(tǒng)架構、SOA軟件架構，遵循ISA95國際標準，按照MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）建設思路進行；采用總體設計，分步實施，既擯棄條碼系統(tǒng)放棄訂制開發(fā)的局部化思路，又不搞大而全的系統(tǒng)建設，走先進原型 二次開發(fā)的道路，使企業(yè)獲得系統(tǒng)的業(yè)務架構符合XX公司的實際，系統(tǒng)實施快捷、系統(tǒng)接口開放的MES系統(tǒng)。

XX公司的MES系統(tǒng)項目是基于標準化流程的前提下，通過SCADA、MES、ERP系統(tǒng)的整合以實現(xiàn)精細化生產(chǎn)管理，XX公司EMS建設主要目標是：

• 生產(chǎn)流程標準化，按系統(tǒng)提示作業(yè)，實現(xiàn)半成品、產(chǎn)品全部條碼化，降低生產(chǎn)成本；
• 提高設備利用率，減少異常發(fā)生，實現(xiàn)生產(chǎn)物料、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、時間、人員、機臺等追溯，提升產(chǎn)品質量；
• 生產(chǎn)過程透明化，實時監(jiān)控機臺生產(chǎn)效率，快速收集整理現(xiàn)場數(shù)據(jù)；
• 實時KPI統(tǒng)計分析，通過SPC工具對產(chǎn)品質量有效分析，持續(xù)改進生產(chǎn)管理。

1.2信息系統(tǒng)架構

本項目MES系統(tǒng)主要功能模塊如下：

• 與設備PLC的實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，通過實時數(shù)據(jù)庫與數(shù)采系統(tǒng)集成
• 生產(chǎn)計劃傳遞給車間，與ERP系統(tǒng)集成
• 生產(chǎn)報工與進度反饋，與ERP系統(tǒng)集成
• 生產(chǎn)追溯與生產(chǎn)統(tǒng)計
• 設備與能耗管理
• 質量管理與SPC分析報告

2本系統(tǒng)構架與主要模塊

根據(jù)調研的需求，XX公司MES系統(tǒng)從構架上包括如下模塊以及接口。

序號	分類	模塊	功能說明
1	基礎建模	物料主數(shù)據(jù)	同步ERP或在MES中定義ERP不設定的物料、產(chǎn)品的基礎數(shù)據(jù)
2		產(chǎn)品流程	定義產(chǎn)品/半成品制造的工藝流程，包括工藝條件、工藝目標等，用于生產(chǎn)工序順序、物料、工藝要求等控制和報警。
3		生產(chǎn)資源	定義生產(chǎn)車間、工作單元、工位的隸屬結構關系
4		存儲資源	定義基礎的存儲資源信息，按照一定的層次結構設定存儲資源
5		用戶管理	定義企業(yè)組織構架、用戶、用戶權限、角色、以及作業(yè)單元的授權
6	業(yè)務處理	生產(chǎn)計劃	從ERP獲取生產(chǎn)計劃或從MES直接按批次下達生產(chǎn)作業(yè)計劃，生成派工單/隨工單并發(fā)布。 對計劃進行發(fā)布、分解、暫停/恢復、取消、強制完成等的操作，并觸發(fā)現(xiàn)場執(zhí)行時對計劃的調整和控制。
7		生產(chǎn)現(xiàn)場管理	對在制品的批次的暫停/恢復、拆分、合并、跟蹤、報廢、作業(yè)指派、狀態(tài)查詢等處理業(yè)務。
8		設備管理	對設備工裝的臺賬、維修、點檢、盤點業(yè)務的管理。通過設備維護保養(yǎng)有效期、使用次數(shù)等制定PM計劃，并實時提醒設備使用控制。
9		配送管理	對接ERP計劃給物料庫管部門，完成對車間現(xiàn)場存儲資源的管理，并且能夠對發(fā)料、車間配送、生產(chǎn)入庫等操作進行控制，支持車間現(xiàn)場物料存儲的詳細信息查詢。
10		作業(yè)報工與核算	在半成品、產(chǎn)品完成后及時報工，系統(tǒng)實時記錄，并按實時或每班/每天將報工數(shù)據(jù)傳給SAP的ERP系統(tǒng)，及時進行物料消耗扣減，并通過與SCADA系統(tǒng)集成，將所報工的產(chǎn)品能耗統(tǒng)計對應，核算單位產(chǎn)品的能耗。
11		質量管理	生產(chǎn)過程質量數(shù)據(jù)記錄，質量異常處理，與實時數(shù)據(jù)庫集成的SPC分析。
12	作業(yè)執(zhí)行及數(shù)據(jù)收集	作業(yè)執(zhí)行面板	現(xiàn)場作業(yè)的防錯控制，批次作業(yè)計劃執(zhí)行，批次信息條碼化，人員信息、物料信息、檢驗結果信息的收集以及控制。
13		作業(yè)指導書	工藝指導文件電子顯示以及切換，按批次進行作業(yè)下達。
14	數(shù)據(jù)應用	業(yè)務查詢	查詢類業(yè)務操作以及產(chǎn)品/半成品的作業(yè)加工履歷
15		生產(chǎn)追溯	追溯產(chǎn)品的制造過程以及物料的使用情況。通過設備、人員、物料進行逆向追溯。
16		生產(chǎn)統(tǒng)計	生產(chǎn)進度、生產(chǎn)周期、產(chǎn)量、設備利用率等的統(tǒng)計
17		KPI分析	根據(jù)企業(yè)KPI要求，給出產(chǎn)品不良率、一次通過率、不良原因分布等質量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析報告，為管理的改善提供資訊。
18		能耗統(tǒng)計	對車間能耗、產(chǎn)品單耗等進行統(tǒng)計分析。
19		調度看板	生產(chǎn)進度看板、產(chǎn)線看板、生產(chǎn)節(jié)拍監(jiān)視看板、設備工裝到期看板等調度用監(jiān)視或提醒和報警看板。

3系統(tǒng)運行平臺建設

本系統(tǒng)運行平臺建設內容包括：全廠生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）、主要庫管條碼/RFID數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、質檢數(shù)據(jù)錄入的光纖數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡（數(shù)據(jù)通道），實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和基于B/S架構、遵循ISA95國際標準的生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES，即制造執(zhí)行系統(tǒng)）數(shù)字化工廠運行平臺。

3.1數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡

數(shù)據(jù)采集與傳輸是本系統(tǒng)建設的基礎。本系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)包括：生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)（設備運行工況數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)）、錄入數(shù)據(jù)（從SAP-ERP讀取的生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)、提供給SAP-ERP的入庫數(shù)據(jù)、質量檢驗數(shù)據(jù)和機臺錄入數(shù)據(jù)）。按不同的數(shù)據(jù)類型采用合適的數(shù)據(jù)采集方式，單條生產(chǎn)線為一個數(shù)據(jù)采集子站，全公司各車間之間用光纖環(huán)網(wǎng)連接成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡接入系統(tǒng)運行平臺。

• 整個通信網(wǎng)絡采用環(huán)網(wǎng)拓撲結構，配置MOXA工業(yè)級環(huán)網(wǎng)交換機支持環(huán)網(wǎng)。
• 在生產(chǎn)線各配置1臺工業(yè)智能網(wǎng)關承擔對生產(chǎn)線自控與檢測系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場PLC/DCS、條碼掃描儀、各種儀表電表通過工業(yè)智能采集網(wǎng)關連接至中心交換機，該網(wǎng)關同時具有網(wǎng)絡安全隔離、數(shù)據(jù)就地轉存等功能。
• 在公司的信息中心或生產(chǎn)調度中心，安裝1臺SCADA服務器、1臺數(shù)據(jù)庫/應用服務器、1臺WEB服務器，1臺HMI監(jiān)控計算機以及LED大屏幕顯示系統(tǒng)，它們都連接至中心交換機。

3.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

3.2.1 PLC/DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

XX公司科技有限公司PLC系統(tǒng)主要有西門子S7系列、AB公司的ControlLogic系列，這些PLC 具有1個或者2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。我們要求業(yè)主方預留至少1個RS485通訊口，如果所有通訊口都被占用，因此每臺PLC還需增加以太網(wǎng)模塊。

我們將配置Blossim iNet系列工業(yè)智能網(wǎng)關與HyperDB實時數(shù)據(jù)庫與PLC/DCS連接，通過iNet網(wǎng)關采用OPC方式或TCP/IP方式采集PLC/DCS數(shù)據(jù)，通過工業(yè)以太網(wǎng)將實時數(shù)據(jù)傳給安裝有HyperDB實時數(shù)據(jù)庫的服務器，HyperDB強大的SCADA功能和數(shù)據(jù)存儲功能為MES提供可追溯的生產(chǎn)過程工況數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)，同時為SPC質量分析提供實時數(shù)據(jù)。

3.2.2 變頻器與儀表數(shù)據(jù)采集

紐米公司生產(chǎn)線是用電加熱，裝置的電機功率強大，依靠變頻器控制；儀表包括兩部分，一是智能電力儀表，二是條碼掃描槍或電子標簽RFID，這些變頻器和儀表都具備RS485或RS232通訊接口，為保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定，不受干擾，將所有儀表信號經(jīng)過串口服務器轉換成以太網(wǎng)，在工業(yè)智能網(wǎng)關上集中采集這些計量儀表數(shù)據(jù)，再轉換為TCP/IP通過光纖網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)采集到實時數(shù)據(jù)庫中。

3.2.3 手工錄入功能

生產(chǎn)過程中有部分人工錄入的數(shù)據(jù)，如生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)、出入庫數(shù)據(jù)、質量檢驗數(shù)據(jù)和機臺錄入數(shù)據(jù)等等，本系統(tǒng)在MES客戶端預留人工輸入界面，錄入的數(shù)據(jù)及時傳送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫保存、處理、分析和共享。

3.2.4 與SAP-ERP和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口

根據(jù)紐米公司領導的要求，本系統(tǒng)建設必須擯棄只做條碼系統(tǒng)的理念，杜絕信息孤島。因此本系統(tǒng)的核心部分—-MES系統(tǒng)必須與已經(jīng)建設的SAP的ERP系統(tǒng)，以及生產(chǎn)線自控系統(tǒng)進行有效的集成，形成較為完整的生產(chǎn)經(jīng)營管理與控制一體化系統(tǒng)。

MES系統(tǒng)將從SAP中讀取生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)和原材料倉庫發(fā)料數(shù)據(jù)，生成按批次的生產(chǎn)作業(yè)計劃和隨工單，MES的批次與ERP的投料批次建立對應關系，MES管理并控制生產(chǎn)過程，當生產(chǎn)過程完成進行生產(chǎn)報工時，MES將所有的報工數(shù)據(jù)、工時數(shù)據(jù)甚至本批次的能耗數(shù)據(jù)寫入一個中間件數(shù)據(jù)表，SAP在任何時間都能夠從中間表讀取生產(chǎn)計劃完成的數(shù)據(jù)，以便進行成本核算等經(jīng)營管理處理。MES將報工數(shù)據(jù)放入中間表，有效進行數(shù)據(jù)轉存和故障隔離，避免因ERP系統(tǒng)掉線時影響生產(chǎn)業(yè)務系統(tǒng)的運行，反之也成立。

MES與生產(chǎn)線自控系統(tǒng)的接口，根據(jù)重慶工廠調研情況，生產(chǎn)線自控系統(tǒng)是AB公司和SIEMENS公司的PLC系統(tǒng)，我公司對包括這2家公司在內的國際知名品牌PLC都有基于通訊協(xié)議的驅動軟件，可直接與PLC通訊采集數(shù)據(jù)，也可以通過OPC方式從PLC的HMI采集實時數(shù)據(jù)，獲得所有的生產(chǎn)線運行工況參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)放入HyperDB實時數(shù)據(jù)庫中，通過HyperDB寫入關系數(shù)據(jù)庫中，MES從關系數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)用于生產(chǎn)過程管理，并將工況參數(shù)與產(chǎn)品批次對應，進行追溯管理和SPC分析。

MES與生產(chǎn)線能耗數(shù)據(jù)的接口，采用iX-D系列工業(yè)智能網(wǎng)關與智能電能儀表連接的方式，iX-D已經(jīng)內置了數(shù)百種包括電力規(guī)約在內的通訊協(xié)議，直接采集設備能耗數(shù)據(jù)進入MES系統(tǒng)的能源管理模塊進行業(yè)務處理。

MES與RFID的接口，將在MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集模塊中處理。

3.3MES系統(tǒng)運行平臺

下述硬件配置為建議方案，方案中建議了硬件的類型和至少需要達到的性能指標。

3.3.1服務器配置

• SCADA服務器配置，安裝HyperDB實時數(shù)據(jù)庫和HMI軟件，建議配置：

E5-2620 v2 2.1GHz 6C / 1*8G/ 2*300GB 2.5" HS / M5110e Raid 0,1 / 2*550W /三年/Sserver 2008 標準版

• 數(shù)據(jù)庫/應用服務器配置，安裝Oracle數(shù)據(jù)庫和MES應用軟件系統(tǒng)，建議配置：

2顆E5-2680 V2 處理器,128G內存,2*300G SAS 10K 硬盤，4口千兆網(wǎng)口;2*8G 雙口HBA、DVD-ROM/冗電 /三年/server 2008 標準版

用途：在線數(shù)據(jù)庫和MES應用軟件系統(tǒng)，需連續(xù)不間斷運行，穩(wěn)定要求高。

• Web服務器配置

建議配置：除磁盤要求稍低外，其他與SCADA服務器相同

3.3.2客戶端配置

本客戶端既作為SCADA系統(tǒng)的操作員站又作為工程師站，也可以通過Web訪問MES系統(tǒng)。建議配置計算機為：i5-4570處理器，4GB內存，500GB硬盤，集成顯卡，22寸顯示器，Win7專業(yè)版

3.4 RFID系統(tǒng)

本節(jié)內容單獨設計并說明。

4生產(chǎn)管理（MES）系統(tǒng)設計

根據(jù)現(xiàn)場調研和雙方確認的項目需求，本系統(tǒng)的管理目標如下：

序號	業(yè)務范圍	目標
1	工藝	工藝文件現(xiàn)場電子化，工藝目標、工藝條件與SCADA系統(tǒng)集成，形成在MES系統(tǒng)中報警的觸發(fā)點
2	生產(chǎn)作業(yè)計劃	與ERP系統(tǒng)集成，根據(jù)ERP的生產(chǎn)計劃生成車間生產(chǎn)線作業(yè)計劃，按此計劃定額發(fā)料
3		生產(chǎn)過程信息透明化，實現(xiàn)生產(chǎn)過程從物料到成品的追溯
4		提高現(xiàn)場配送的及時度
5		車間產(chǎn)量報表自動生成減少統(tǒng)計工作量
6		核算工廠產(chǎn)能，車間調度根據(jù)產(chǎn)能和物料核算結果對ERP的生產(chǎn)計劃進行修正
7		可視化、實時化的生產(chǎn)作業(yè)計劃執(zhí)行反饋，對生產(chǎn)報工實時處理
8		能源管理、產(chǎn)品單耗分析、生產(chǎn)線能耗分析
9	物資物流	將生產(chǎn)線投料和完工信息與ERP系統(tǒng)集成，提高物料庫存信息準確及時性
10		與條碼系統(tǒng)和RFID系統(tǒng)集成，減少人工輸入數(shù)據(jù)操作，提高物料數(shù)據(jù)的準確性，降低物料配送的錯誤發(fā)生
11	質量	與SCADA系統(tǒng)和在線檢測系統(tǒng)集成，提供離線檢測數(shù)據(jù)錄入窗口，支持SPC進行檢測數(shù)據(jù)分析
12		IQC、OQC、IPQC信息電子化
13		設備、物料、產(chǎn)品、人員追溯
14		實現(xiàn)電子化的質量異常處理記錄
15	設備	實現(xiàn)設備臺帳的電子化管理
16		PM（保養(yǎng)、維護）計劃制定以及過程管理，提前調整生產(chǎn)作業(yè)計劃
17		點檢提醒以及處理過程管理，設備報修管理
18		根據(jù)記錄的信息自動匯總統(tǒng)計分析

4.1SCADA系統(tǒng)

本系統(tǒng)是以生產(chǎn)管理為核心的管控一體化系統(tǒng)，我們的設計是以生產(chǎn)管理系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、企業(yè)經(jīng)營的ERP系統(tǒng)相集成的系統(tǒng)。因此生產(chǎn)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是基礎。

車間生產(chǎn)裝置和在線檢測系統(tǒng)已有PLC/DCS系統(tǒng)，我們通過配置工業(yè)智能網(wǎng)關、SCADA服務器和實時數(shù)據(jù)庫，以OPC或TCP/IP方式從PLC/DCS上采集實時數(shù)據(jù)，并帶上時間標簽，二次組態(tài)車間的控制流程圖界面，并在界面上顯示實時生產(chǎn)信息、設備主要運行信息等，并以此為基礎實現(xiàn)生產(chǎn)和能源管理的各項功能。

我們在本系統(tǒng)中配置高性能的HyperDB實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由上海寶信軟件股份有限公司研發(fā)，獲得國際華商大會金獎，已經(jīng)在國內外數(shù)個大中型企業(yè)使用，性能甚至高于美國著名的PI系統(tǒng)，基本對比如下：

我們在本系統(tǒng)中配置的iX-D4系列工業(yè)智能網(wǎng)關也是是由上海寶信提供，與HyperDB無縫連接，配置簡單，實現(xiàn)多種接入方式和多種標準協(xié)議、在使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡區(qū)域間做協(xié)議轉換、完全替代串口服務器和數(shù)據(jù)采集器，并且成為系統(tǒng)網(wǎng)絡的安全隔離設備，將控制系統(tǒng)網(wǎng)絡和生產(chǎn)管理網(wǎng)絡做物理隔離，提高系統(tǒng)的安全性。

工業(yè)智能網(wǎng)關簡介示意圖

車間工藝流程示意圖1

車間控制流程示意圖2

車間控制流程圖3

功能簡述：通過各車間生產(chǎn)系統(tǒng)界面，可以直觀地了解生產(chǎn)情況、設備運行和停機情況，異常運行數(shù)據(jù)報警、設備主要運行參數(shù)在線顯示等，并通過實時數(shù)據(jù)庫與MES的數(shù)據(jù)庫無縫連接，為MES系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)和SPC分析數(shù)據(jù)。

4.2生產(chǎn)計劃

4.2.1計劃創(chuàng)建

生產(chǎn)計劃從SAP的ERP系統(tǒng)中讀出到MES系統(tǒng)。一般的情況ERP系統(tǒng)中的排產(chǎn)計劃精確到周，MES將實際的執(zhí)行計劃由人工指派。

4.2.2計劃下達

1）生產(chǎn)計劃（訂單）在ERP中下達到生產(chǎn)線，MES通過工作中心自動從ERP系統(tǒng)進行獲?。?/p>

2）生產(chǎn)訂單下達時區(qū)為：24小時、48小時或者72小時；

3）ERP中下達生產(chǎn)計劃數(shù)量根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)能適當寬泛10%—20%；

4）緊急補單、插單在ERP后要及時通過口頭和郵件形式通知，一般情況下要保持24小時生產(chǎn)訂單不變動，夜間不允許插單、補單。

同時在物料上線的時候由MES系統(tǒng)核對制造BOM和上線物料編碼，進行防錯。

4.2.3計劃指派

在ERP系統(tǒng)中下達生產(chǎn)計劃時已經(jīng)為生產(chǎn)計劃指定了生產(chǎn)線，MES系統(tǒng)直接與ERP集成，讀取ERP的生產(chǎn)計劃，無需再進行生產(chǎn)計劃指派。

指派

• 計劃暫停：

1）如果有緊急情況，MES支持在生產(chǎn)計劃不變動工作中心需緊急插單時要對原生產(chǎn)訂單進行暫停；

2）計劃暫停后工位上掃描到的所有該計劃下的批次，系統(tǒng)都會提示計劃暫停并禁止作業(yè)。

• 計劃強制完成

1）對于不足量的生產(chǎn)計劃要強制完成；

2）強制完成生產(chǎn)計劃必須是處理中的生產(chǎn)訂單，為了保證手動完成訂單的準確性，只能手動完成過去48小時的生產(chǎn)計劃；

3）強制完成后的計劃現(xiàn)場不可再作業(yè)。

4.2.4訂單信息錄入

每個生產(chǎn)訂單上線前需要進行訂單信息錄入到MES的作業(yè)執(zhí)行系統(tǒng)，并生成批次作業(yè)計劃，在產(chǎn)品大切后的下線點把生產(chǎn)訂單和批次號打印成條碼標簽或RFID電子標簽貼在隔膜盤上，用掃描槍掃描生產(chǎn)訂單標簽條碼錄入訂單和批次信息。MES系統(tǒng)將記錄該批次作業(yè)完成數(shù)據(jù)，通過與ERP集成，將數(shù)據(jù)傳送給ERP系統(tǒng)。如圖：

。

4.3報廢、質檢、返修處理

4.3.1報廢處理

生產(chǎn)計劃在作業(yè)過程中出現(xiàn)報廢的物料，MES不進行批次記錄（MES只做投料重量、數(shù)量報工處理），在ERP系統(tǒng)中有個廢品庫做退料處理。

4.3.2質檢處理

對于生產(chǎn)訂單批次管理產(chǎn)品半成品采用如下流程：

1）產(chǎn)品下線大切后報工前進行質檢（通用做法）

質檢合格：對質檢合格的產(chǎn)品，在檢驗結束后進行按卷報工（每卷固定為1070米，在隔膜盤上粘貼生產(chǎn)訂單批次號和作業(yè)單元標簽）。

質檢不合格：對質檢不合格的產(chǎn)品，檢驗結束后在ERP系統(tǒng)中的廢品庫進行退料處理（在隔膜盤上粘貼生產(chǎn)訂單批次號標簽）。

4.3.3返修處理

對于本系統(tǒng)，如果存在成品返修，則按返修的成品要在ERP系統(tǒng)中下返修訂單，重新報工。

4.4作業(yè)執(zhí)行

作業(yè)執(zhí)行模塊用于控制作業(yè)現(xiàn)場的作業(yè)報工、作業(yè)過程、顯示工藝指導文件（嵌入式）。用于記錄每個工序作業(yè)使用的人、機、物、法。因此對于需要與控制系統(tǒng)集成，在產(chǎn)品下線落地點即大切之后進行作業(yè)報工。

4.4.1、作業(yè)報工與作業(yè)報告

根據(jù)調研的情況，我們建議掃描點位設置遵從如下原則：

1. 產(chǎn)品下線落地點位需要設置。

2）所有有合格/不合格判定的檢查點位必須設置。

3）生產(chǎn)訂單批次號打?。簩τ谧罱K產(chǎn)品以及主要的物料需要進行生產(chǎn)訂單批次號號追溯。

4）作業(yè)報告

上圖是系統(tǒng)提供的標準作業(yè)執(zhí)行界面。布局如下：

• 中央顯示的是作業(yè)指導書或者工藝卡
• 下部左側顯示是當前作業(yè)的生產(chǎn)訂單號、作業(yè)單元以及作業(yè)人員
• 下部左側輸入數(shù)量生成批號
• 下部右側顯示成功和報錯信息，提示操作、報工是否成功
• 頂部的菜單條包括：訂單查詢、工單信息、異常報告、切換作業(yè)單元、暫停/恢復、班次登錄登出等
• 界面顯示物料編碼、物料產(chǎn)品描述、工序名稱、訂單總量和完成量

4.4.2、物料記錄工況參數(shù)記錄

由于紐米的生產(chǎn)方式是前段工序是流程型、后段工序是離散型，物料消耗記錄在生產(chǎn)過程中不能直接記錄物料的消耗，只能記錄完成的產(chǎn)量 報廢量是多少，物料消耗其實就是投料量。

因此物料的追溯按投料的批次進行，產(chǎn)出的批次與投料批次在MES系統(tǒng)中建立了對應關系，投料的時間通過PLC/DCS系統(tǒng)集成獲得，當時的工況參數(shù)采集到實時數(shù)據(jù)庫中，通過時間標簽進行記錄和還原，對該批次物料及生產(chǎn)過程的詳細情況都能夠完整追溯。

4.5生產(chǎn)現(xiàn)場MES硬件需求

業(yè)主方必須配置服務器、計算機、條碼打印機、銅版紙、掃描槍（無線）、電子稱（串口）等；建議給車間生產(chǎn)調度或主任配置手持PDA，配置無線WiFi基站；對PLC和現(xiàn)場儀表包括電子秤等進行技改，配置RS485通訊接口或帶接口的儀表和模塊；生產(chǎn)看板可采用現(xiàn)有的計算機和增加的計算機、PDA等。

4.6配送管理

系統(tǒng)目標：完成對現(xiàn)場存儲資源的管理，并且能夠對各種存儲操作和物料配送過程過程進行控制，支持現(xiàn)場物料存儲的詳細信息查詢。物料的配送需要紐米公司改變一些配送的流程，如果按重慶工廠的模式，則MES系統(tǒng)不管控物料配送過程。

4.6.1存儲資源

定義基礎的存儲資源信息，按照一定的層次結構設定存儲資源，用戶可以通過存儲資源設置來操作，如果紐米公司已經(jīng)建立存儲資源數(shù)據(jù)的EXCEL表，本系統(tǒng)支持用此方式導出明細，減輕紐米公司的基礎數(shù)據(jù)錄入的工作量。

包括：

• 存儲區(qū)域設置
• 存儲單元設置
• 倉庫設置
• 資源結構

4.6.2發(fā)料

發(fā)料操作將ERP下達的生產(chǎn)計劃所需物料按批次發(fā)料至車間，MES從ERP系統(tǒng)中讀取生產(chǎn)計劃。創(chuàng)建發(fā)料批次后，配送人員需要通過系統(tǒng)配送確認來完成發(fā)料。

具體操作包括：

• 創(chuàng)建
• 編輯
• 領料確認

4.6.3生產(chǎn)入庫

涂布生產(chǎn)完成，經(jīng)過大切和小切工序即可進行半成品或成品的生產(chǎn)入庫，將生產(chǎn)過程完成的產(chǎn)品入成品庫。

本功能模塊讓（車間或倉庫）用戶能夠建立入庫單，或者選則從ERP獲取的入庫單。通過掃描產(chǎn)品條碼，核對產(chǎn)品一致性，并記錄入庫單實際對應的入庫選擇產(chǎn)品的條碼。

4.6.4發(fā)料查詢

通過該查詢可依不同條件查出倉庫已經(jīng)發(fā)到分廠的物料批次歷史信息，如發(fā)料位置、發(fā)料人、配送位置、發(fā)料數(shù)量等，支持導出到EXCEL中。

查詢結果包括：

• 物料批號
• 物料編碼
• 發(fā)料數(shù)量
• 發(fā)料位置
• 發(fā)料人
• 配送位置
• 配送人
• 供應商代碼
• 發(fā)料時間

4.6.5庫存查詢

通過該查詢可按不同條件查出倉庫或車間下的物料批次庫存的相關信息，可按批次明細顯示或按物料匯總顯示結果，并支持導出到EXCEL中。

查詢結果包括：

• 物料編碼
• 物料描述
• 圖號
• 物料批號
• 位置
• 狀態(tài)
• 存量
• 可用量

4.7設備管理

本系統(tǒng)的設備管理是基于實時業(yè)務處理的管理，達到對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的設備異常實時反饋，實時響應，及時處理，保證生產(chǎn)順利運行的要求。

4.7.1設備臺賬

通過本系統(tǒng)的建模功能建立設備管理組并建立基礎臺賬，記錄設備的所有信息，定義設備有效期，為PM計劃提供基礎。

4.7.2設備維修

1）維護設備的異常代碼：

2）設置設備異常報警的通知對象：通過MES系統(tǒng)界面報警、生產(chǎn)調度的手持PDA、手機短信發(fā)送消息等方式通知有關人員。

3）填寫設備維修記錄：在設備現(xiàn)場通過手持PDA、MES界面等實時填寫。

4）打印維修報告存檔

5）報修通知

4.7.3設備點檢

1. 點檢標準設定，在本系統(tǒng)基礎建模中完成。

2）點檢結果報告

3）設備有效期和使用次數(shù)管理

在設備基礎定義中/設備臺帳中定義設備的有效期，設備有效期超過的報警：

4.7.4設備PM

設備的PM計劃即使不維護保養(yǎng)計劃，該計劃與設備有效期、設備運行的時間和工廠日歷相聯(lián)。本系統(tǒng)設備運行時間由SCADA系統(tǒng)記錄，通過與SCADA的集成，PM計劃在一定的時間被觸發(fā)，提醒設備管理人員及時制定并下達PM計劃，并監(jiān)督該計劃的執(zhí)行，記錄完成情況，為下一次PM計劃做準備。

1. 定義PM級別

1. 創(chuàng)建周期性PM計劃

3）PM計劃查看

4）執(zhí)行PM計劃

5）設備使用次數(shù)以及時限的設定

4.8能源管理

生產(chǎn)線能源管理的基礎是對設備能耗的實時數(shù)據(jù)采集，生產(chǎn)線的主要能源是電力，供電系統(tǒng)必須配置智能電能儀表，系統(tǒng)通過工業(yè)智能網(wǎng)關連接電表的RS485通訊接口完成用電量、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)采集，并通過實時數(shù)據(jù)庫送入能源管控系統(tǒng)模塊。

4.8.1能源模型

在線基礎定義功能，便于實現(xiàn)企業(yè)內部能源模型的快速建立，能源信息調整之后的迅速部署，也滿足企業(yè)管理對維護工作的需求。包括：能源介質、能源價格、計量體系、能源單位的管理等。

4.8.2能源實績

用于對企業(yè)管理區(qū)域的用能情況進行收集匯總，以不同形式進行展現(xiàn)，提供用能實績、能耗對比、能耗排名等功能。

4.8.3能耗分析

根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)類型和產(chǎn)品構成進行能耗分析，計算特定對象的能源消耗，分析能源構成，提供產(chǎn)品單耗、工藝能耗等功能。

• 產(chǎn)品單耗

根據(jù)計量體系模型建立各個計量點輸出的產(chǎn)品模型，包括各產(chǎn)品的類型及涉及的各種能源形式，同時提供產(chǎn)量的數(shù)據(jù)接口，通過數(shù)學模型分析單耗。

• 工藝能耗

工藝能耗分析功能支持查詢公司內所有工序能耗，可根據(jù)公司和分廠自定義工藝過程，對所有工序能耗進行圖形化對比，生成工序能耗折線圖。支持能耗指標內部同比、環(huán)比等分析功能。

4.8.4能耗報表

靈活的報表功能，滿足企業(yè)的各種能源報表的制作需求，提供日、月、年報以及標準煤分析報表等。

4.9生產(chǎn)追溯

本系統(tǒng)提供生產(chǎn)過程追溯，包括流程、人員、設備、物料、異常處理的追溯，為紐米公司產(chǎn)品品質的提升。系統(tǒng)通過與ERP系統(tǒng)集成，把產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃投料批次與產(chǎn)品完成報工的批次一一對應，并通過與SCADA系統(tǒng)的集成，記錄下生產(chǎn)過程的設備工況參數(shù)，人員和班組，MES系統(tǒng)將這些信息寫進大切、小切完成后的涂布卷的條碼或電子標簽里。產(chǎn)品銷售之后能夠將批次與客戶建立對應關系，任何時候都能夠追溯到生產(chǎn)過程信息。以下是2個追溯實例。

4.9.1流程追溯

4.9.2物料追溯

4.10生產(chǎn)統(tǒng)計

本系統(tǒng)支持通過二次開發(fā)達到符合紐米公司生產(chǎn)管理的KPI報告，以下為例舉的生產(chǎn)報表：

4.10.1產(chǎn)品制造周期統(tǒng)計

4.10..2工位加工量統(tǒng)計

4.10..3訂單完成狀況

4.10..4訂單及時完成率

4.10..5按照生產(chǎn)規(guī)格統(tǒng)計產(chǎn)量

4.11質量統(tǒng)計

質量統(tǒng)計是工廠KPI的一個部分，根據(jù)紐米公司的自身情況量身定制。本系統(tǒng)質量管理模塊將提供SPC功能，將通過SCADA所采集到的數(shù)據(jù)進行核算分析，幫助紐米公司分析生產(chǎn)的工藝過程狀況，以及由此帶來對產(chǎn)品品質的影響，為紐米公司改善生產(chǎn)過程的工藝和管理，提升產(chǎn)品質量。

以下為部分SPC功能界面圖例：

以下為例舉的質量統(tǒng)計報表：

4.11.1不良數(shù)統(tǒng)計

4.11.2不良分類統(tǒng)計

4.11.3產(chǎn)品維修統(tǒng)計

4.11.4直通率統(tǒng)計

4.12軟件結構

4.12.1設計標準

結合3Tiers的軟件技術構架，我公司采用了在ISA 95框架基礎上在應用層采用行業(yè)標準的設計思路。

MES系統(tǒng)的總體設計遵從ISA 95標準，不存在排它的軟件構架。

ISA 95 Enterprise-Control System Integration:

• Part1:Models and terminology (published 2000)
• Part2:Object model attributes (published 2001)
• Part3:Activity models of manufacturing operations management (published 2005)

4.12.2軟件技術

軟件平臺：Microsoft Visual Studio.NET

開發(fā)語言：C#

數(shù)據(jù)庫：SQL Server 2000(2005)、Oracle

第三方界面：XML(W3C)

數(shù)據(jù)庫OFF LINE連接方式，降低服務器資源消耗

4.12.3軟件架構

下圖展示了系統(tǒng)的構架：

5項目管理

5.1項目計劃

項目實施的主要進度以下述里程碑為標準：

• 建立項目管理機制

以形成雙方確認的《項目實施計劃》、《項目組任務書》和《項目過程管理規(guī)范書》為完成標志。

《項目實施計劃》指根據(jù)企業(yè)的當時實際狀況，雙方協(xié)商確認的實施整體進度。

《項目組任務書》指根據(jù)企業(yè)的當時實際狀況，雙方協(xié)商確認的項目組織結構、人員、分工、職責。

《項目過程管理規(guī)范書》規(guī)范項目實施過程中的各種業(yè)務事件處理的方式和方法，以便于項目實施過程中各種事務的順利進行。

• 資料收集與實現(xiàn)方式確定

以形成雙方確認的《系統(tǒng)功能規(guī)格書》為完成標志。

《系統(tǒng)功能規(guī)格書》是在調研整理基礎上形成的用于明確MES的詳細功能及其應用場景的文件。

• 軟件二次開發(fā)完成

以形成雙方確認的《客制功能確認書》為二次開發(fā)階段的完成標志。

《客制功能確認書》指在客制功能實現(xiàn)并經(jīng)用戶確認之后形成的文件。

• 系統(tǒng)初始化完成

完成用戶權限管理的基礎定義

完成產(chǎn)品主數(shù)據(jù)的定義

完成基礎流程的定義

完成產(chǎn)品流程的定義

完成生產(chǎn)資源基礎定義

完成存儲資源基礎定義

• 系統(tǒng)上線完成

以通過驗收并形成雙方確認的驗收報告為標志。

5.2項目組織

為確保項目實施的順利進行必須建立項目組這樣的項目管理機構。

通過建立項目組并明確每個成員的責任，能夠加強項目進度的管理過程中調度、協(xié)調能力，保證項目的均衡發(fā)展，實現(xiàn)項目整體的動態(tài)平衡。

以下是我們建議的項目組織結構。

5.3客戶成員

• 項目負責人

為項目編組負責人，對外負責整個項目成敗，對內計劃、監(jiān)督、管制小組工作進展。

• 項目經(jīng)理 (Project Manager)

負責連絡與我公司的一切事項。及協(xié)助處理各種行政工作，訊息傳遞及文書制作等工作。

• 部門窗口 (Department Key Persons)

在導入過程中所有必須參與的部門所派出溝通的窗口。負責提供該部門對于系統(tǒng)之需求及理清所有未定義的項目。

5.4開發(fā)成員

• 項目負責人：

為項目編組領導人，對外負責整個項目編組之成敗，對內計劃、監(jiān)督、管制小組工作之進展。

• 項目經(jīng)理 (PM：Project Manager)：

為項目實際管理者，對外負責收集使用者需求，確認項目范圍，對內負責協(xié)調資源、監(jiān)督及管制項目進度。主要職責如下：

協(xié)助系統(tǒng)分析師技術支持

擬定工作計劃與進度管制

調度人力資源與工作分配

監(jiān)督每一階段的確認 (confirmation) 與技術轉移

支持系統(tǒng)分析師 (SA) 簡報

結構程序設計(structured programming)標準化的建立與督導。

監(jiān)督系統(tǒng)測試

• 顧問：

負責項目的需求勘查(Overall survey)，系統(tǒng)功能規(guī)范(Functional Spec.)，輸出表格設計(Output layout)、應用界面設計。主要職責如下：

執(zhí)行系統(tǒng)分析階段的訪問、勘查、溝通工作。

對用戶操作系統(tǒng)階段的工作簡報。

制定各類代號，并說明其意義與使用方法。

提出并協(xié)助用戶確認系統(tǒng)規(guī)范，并說明及講解窗體之填寫與使用方法。

支持系統(tǒng)設計師設計技術。

協(xié)助系統(tǒng)測試。

協(xié)助驗收。

• 程序工程師：

依據(jù)程序規(guī)范書執(zhí)行程序的編寫及測試。主要職責如下：

程序編寫。

程序測試。

程序檢錯 (Program Debug)。

對用戶技術人員實施技術轉移，并說明維護方式。

實施系統(tǒng)測試，并修改程序。

• 培訓師：

根據(jù)系統(tǒng)功能培訓用戶的使用人員。主要職責如下：

制定操作手冊。

培訓用戶操作人員。

• 硬件工程師：

負責系統(tǒng)運行環(huán)境的建立。主要職責如下：

協(xié)助用戶規(guī)劃網(wǎng)絡布局。

協(xié)助用戶搭建服務器環(huán)境。

協(xié)助用戶搭建客戶端環(huán)境。

6項目實施

根據(jù)與業(yè)主方多次的調研、交流和溝通，本項目主要實施工作是：

• 現(xiàn)場儀表改造和設備層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
• 能源管控系統(tǒng)
• 生產(chǎn)計劃、落地結算與ERP接口和集成
• 生產(chǎn)看板與生產(chǎn)過程透明化
• 質量管理、生產(chǎn)追溯與異常處理
• 設備管理系統(tǒng)

6.1項目流程

一個項目不僅要靠有經(jīng)驗的團隊，彈性的產(chǎn)品，還必須要有客戶的支持與配合，依循一定的流程，才能讓項目完美成功。因此接下來會針對在導入的幾個重要階段做說明。

6.1.1啟動會議

當項目成立時，啟動會議實現(xiàn)目標：

• 列出各單位的負責人，在進行系統(tǒng)分析時能迅速整合需求，也讓系統(tǒng)分析師有疑問時能盡快得到答案。
• 擬出詳細的項目導入計劃及確定項目的每一個階段。

6.1.2系統(tǒng)分析

系統(tǒng)分析又區(qū)分為幾個部分：

• 需求搜集

訪談并搜集客戶在此次項目中的需求，并引導出客戶所真正需要的功能。

• 需求分析

在了解客戶現(xiàn)行及實際的作業(yè)模式后，配合客戶的需求進行系統(tǒng)分析，并規(guī)劃出整個架構。

在完成系統(tǒng)分析之后，系統(tǒng)分析師會提供一份依據(jù)所討論、搜集、分析的文件讓客戶確認，確定所得到的結果是客戶所需要的，同時這也是一個項目的重要里程碑，在需求確認之后，程序設計師才能依此開發(fā)程序。

6.1.3二次開發(fā)

程序設計師會根據(jù)系統(tǒng)分析師所開出的規(guī)格書進行程序撰寫，同時在撰寫完成后進行單元測試，確認每一個模塊都是可以正常的運作。

6.1.4系統(tǒng)初始化

在系統(tǒng)調研完成后且基礎生產(chǎn)數(shù)據(jù)整備實現(xiàn)，開始系統(tǒng)初始化工作，系統(tǒng)初始化工作就是通過一系列的定義建立企業(yè)整個生產(chǎn)過程的模型。

6.1.5系統(tǒng)測評

在系統(tǒng)完全導入之后，會進行一連串的測評：

• 功能性測評
• 效率測評
• 穩(wěn)定性測評

我公司能提供驗收測評計劃書，并由客戶決定驗收測試的流程，進行逐項測試。

6.2進度與質量控制

6.2.1進度控制

在啟動會議之后，由我公司的項目經(jīng)理提出詳細項目進度，使得項目有可依循及控制的基準，詳細的項目計劃會定義出每一子任務所需的明細工作計劃及其配合之人力資源。

本公司的項目經(jīng)理有責任監(jiān)督項目的實施進度，并依據(jù)真正計劃的進度，對項目完成的評估，項目人員的投入以隨時更新計劃。初期暫定每周一次的項目會議報告，依據(jù)進程表對計劃任務的負責人及任務完成時間等信息進行管控。

6.2.2管理性報表

本公司的項目經(jīng)理應負責向項目委員會做項目進度報告。報告應以事實、簡要、正確性及有預期目標為主；并應包含以下內容：

• 工作進度摘要
• 項目人員狀況
• 提出有影響力的進展， 必須采取的步驟及影響評估
• 在必要時提出緊急備用工作計劃
• 項目問題點報表
• 文件交付及簽收狀況

項目經(jīng)理也應對項目委員會提出項目委員會應負責的事項的進度報告。報告也應符合以簡要、正確性及預期目標為主。

項目能按既定功能順利實施是貴我雙方共同的責任，只要雙方在實施前充分溝通完善需求、實施中協(xié)同配合、使用人員盡快掌握系統(tǒng)應用并按系統(tǒng)要求服務于生產(chǎn)，我們相信本系統(tǒng)一定會把XX公司的生產(chǎn)經(jīng)營水平提升到一個全新的高度。

7系統(tǒng)配置表

暫略。