工厂、车间信息化—MES(智能制造)

以人为本物竞天择传承创新追求卓越工厂、车间信息化—MES（智能制造）目录制造企业信息化流程工厂数字化车间智能化（MES）制造企业信息化业务流程1.1制造企业信息化功能模块（1）面向企业外部的服务信息系统•客户管理系统；•销售管理系统；•市场管理系统；•分析决策支持系统。（2）面向企业内部（工厂）制造的服务信息系统•生产管理系统；•质量管理系统；•设备管理信息系统•人力资源管理系统；•仓储物料信息系统；•智能决策支持系统。（3）交叉服务管理系统•财务管理系统；•工作流程管理系统；•办公自动化系统；•分析决策支持系统。1企业信息化业务流程1.2制造企业信息化的层次生产制造供应系统智能化工厂智能化车间信息化生产（线）数字化设备数字化局部系统1企业信息化业务流程需求销售产品生产计划制造执行运维业务价值链第一层第一层：用户层，制造业服务对象，包括直接用户及企业用户第二层CRMDMS第二层：客户关系层，企业面向用户提供服务的系统，客户关系管理，分销商管理第三层PDM/CAD/CAM/CAE第三层：产品开发层，企业内部面向产品研发阶段的工具系统，产品数据管理系统第四层SCMERP第四层：生产管理层，企业内部生产计划、采购、人员、财务管理的系统第五层MES工程组态第五层：制造管理层，企业内部制造执行、生产监控系统第六层DCSSCADA第六层：生产操作层，企业工业生产自动化控制系统第七层PLCRTU/HMI第七层：控制层，设备控制器第八层第八层：现场层，机器设备、传感器、机器人信息层，虚拟层物理层C端M端C2M目录制造企业信息化流程工厂数字化车间智能化（MES）2数字化工厂2.1什么是数字化工厂数字化工厂，利用各种网络化信息化软件技术，实现工厂办公、管理及生产自动化，达到加强及规范制造业企业管理，减少工作失误、阻塞各种漏洞、提高工作效率、保证安全生产、提供决策参考、加强外界联系、辅助开拓市场的目的。（会思考的工厂）2.2数字化工厂的层级系统架构（物理|硬件）（1）工厂车间层•对车间的设备布局和辅助设备及管网系统进行布局分析；（2）生产线层•分析物流节拍和生产效率，制造成本；（3）加工单元层•分析设备之间和设备内部的运动干涉问题；（4）加工操作层•对具体的公布进行详细分析、设计；2数字化工厂2.2数字化工厂的层级系统架构（软件）生产执行层MES数据采集及检测层SCADA自动化设备层AutomaticEquipment数字化工厂企业层CRM、PDM、ERP物料清单（BOM）工艺流程客户说明订单/工单信息等以计划的形式下达生产加工历史数据；原材料消耗；生产计划、料批状态；其他资源信息等。以结果的形式返回2数字化工厂客户管理销售管理市场管理分析决策CRM系统ERP系统办公自动化电子仓储文档管理工作流程管理产品结构配置管理零部件管理PDM系统CAD系统CAPP系统CAM系统生产管理质量管理采购管理财务决策销售管理人力管理设备管理仓储管理数字车间系统生产作业管理车间生产调度质量作业管理设备作业管理Internet客户1客户2...客户nInternetSCM系统供应商1供应商2...供应商n2.3数字化工厂功能系统模块MES系统目录制造企业信息化流程工厂数字化车间智能化（MES）3车间信息化（MES）3.1制造车间需求及问题（1）生产计划复杂•效率低，工作量大，周期长；•生产计划执行准确性不高，生产工单准时完工率低；•计划人员很难得到实际生产进度的准确信息；•计划调整难度比较大。计划变更或者紧急插单时，需要重新评估整个生产计划。（2）生产过程不透明化•生产过程中存在很多异常因素，导致生产与实际生产计划脱节；•整个生产过程处于黑盒状态；•瓶颈设备无法实时监控，无法提高其生产效率。3车间信息化（MES）3.1制造车间需求及问题（3）产品高质量、高可靠性的要求•产品质量控制需求，针对制造过程的自动下达、采集、跟踪、监控，为产品质量的可靠性提供分析优化依据，同时满足质量过程控制。（4）报表决策分析•生产管理层需要进度报表，员工工时报表，产品合格率报表、设备运转参数报表等都是通过手工统计，难以满足追求效率的车间管理需求；•基于对车间原始数据的收集基础为车间定制分析报表，生成成本统计报表、生产计划达成率、准时出货率等报表，现阶段也缺少必要的原始数据，比如实际的设备工时和人工工时导致生产成本准确性不高。3车间信息化（MES）3.2MES目标及思路（1）目前通常的生产状况制造执行系统MES车间层管理层设备层操作执行层企业资源计划ERP车间层问题：•车间信息无法实时反馈；•不实际的生产计划；•无法实现有效控制；•人工统计工作繁杂；•排产复杂周期长。企业资源计划ERP解决问题：•缩短排产周期，解决紧急查单问题；•为部门提供计划、控制、执行、反馈、调度等管理工具；•与实际生产接轨，保证车间信息的实时性。（2）填补ERP和生产车间之间的空白3车间信息化（MES）3.3MES项目范围3车间信息化（MES）3.4车间信息流传输其他功能模块其它功能模块库存管理模块订单/工单管理系统采购模块生产调度模块ERP办公室生产现场MES实验室管理系工具/设备管理生产过程控制3车间信息化（MES）3.5车间信息化规划和实施流程（1）明确目标部署很多信息化软件，目标的落脚点仍然是“制造”二字，即智能车间的建设和应用是为生产服务，充分体现精益，即提高生产效率，改进质量，缩短交货期，适应多种小批量的柔性定制生产。•生产计划的科学性；通过计划的制定和分解、下发、执行进度反馈等进行闭环，实时报警或提醒，及时处理计划变更和插单，通过对生产计划的柔性调整来适应多品种小批量生产模式下的车间作业，提高制造资源的利用率。•生产过程的执行管控与可视化；按照标准的工艺路线进行加工和流转，并在过程中通过质量记载完成质检信息的记录，通过调测设备运行参数等信息，监控生产工过程重要的工艺参数的变化，达到生产计划、制造执行、质量记载、工艺参数等完整的制造过程追溯，实现可视化化管理、信息最大程度透明化。•实现真正意义的“流”生产；建立质量控制、质量数据收集、质量追踪的质量管理平台。实现产品制造全过程的质量管控与追踪以及过程统计分析。完善产品设计和生产制造过程，实现质量管理PDCA闭环管理。•构建完整的质量管理体系；•实现生产辅助决策分析。3车间信息化（MES）3.6车间信息化规划和实施流程（2）生产现场的分析聚焦点集中在生产本身进行分析，寻找生产的优化点和提升点。•明晰智能化产品，定义产品的属性、功能；确定符合哪些特征的产品能在智能车间的生产线上生产，将所有产品部署到智能车间生产对绝大多数企业来讲，是个长期的过程。同时，需要确定智能化产品需要的工装以及检验方法，是否需要自动化？•生产过程中采集数据；生产过程中采集什么数据，它能带来什么价值。•物流规划；车间物流通道是否利于物料和半成品流转，是否利于RFID、AGV、自动化辊道等技术手段应用？•生产工艺瓶颈；生产工艺哪些工序是瓶颈，有无改进的可能，提高要依赖哪些方面，是否要实现数字化？•生产哪些环节自动化；生产哪些环节自动，自动解决什么问题？人工参与哪些环节，为什么人工参与，不参与带来哪些问题？而且要考虑综合成本。3车间信息化（MES）3.6车间信息化规划和实施流程（3）明晰建设思路智能车间建设思路沿着“智能单元--智能生产线--智能车间”，逐步建设，突出试点和示范，摸索经验。•智能单元：完成关键工序、瓶颈工序和重要工序。根据生产任务需要，通过采集和分析物料、设备、质量数据，实现特定的复杂、联动的生产操作要求，对智能工装、工艺优化、人工参与程度等进行尝试和摸索。•智能生产线：多个智能单元拼成生产线，覆盖特定产品生产的所有工序或主要工序。智能生产线实时存储、提取、分析与处理工艺、工装等各类制造资源数据，以及设备运行参数、运行状态等过程数据，据此进行故障诊断、维护报警等行为。同时，摸索产线内不同设备的协同关系，可根据不同的生产需求，对物料、工装、生产方案等进行实时优化与重组，优化配置产线内生产资源。它是智能车间的建设关键。•智能车间：打造多条智能生产线，完成多种产品的智能生产。3车间信息化（MES）3.6车间信息化规划和实施流程（4）信息化系统规划与建设将智能车间建设定位于生产制造，围绕车间现场生产和工艺的布局进行分析，确定出建设目标，沿着从简到繁的思路进行建设，就可明晰信息化规划，并进行配套设备的选型。数据库服务器应用程序服务器生产计划专员计划反馈计划排程生产部车间管理人员成产操作员成产操作员成产操作员车间1车间2车间3任务执行任务分派生产计划专员车间管理人员成产操作员精准计划与排程数据采集终端生产过程监控3车间信息化（MES）3.6车间信息化规划和实施流程（4）信息化系统规划与建设将智能车间建设定位于生产制造，围绕车间现场生产和工艺的布局进行分析，确定出建设目标，沿着从简到繁的思路进行建设，就可明晰信息化规划，并进行配套设备的选型。•梳理产品数据，打好基础；•数字化立体库房；•智能物流系统；•视频监控系统；•智能数据采集系统；•质量在线检测系统；•智能MES系统；•现场集成监控系统。感谢您的聆听，敬请批评指正！王康康（重庆大学）制造工程研究所2017.10.22