MES系统项目是基于标准化流程的前提下，通过SCADA、MES、ERP系统的整合以实现精细化生产管理，XX公司EMS建设主要目标是：
- 生产流程标准化，按系统提示作业，实现半成品、产品全部条码化，降低生产成本；
- 提高设备利用率，减少异常发生，实现生产物料、生产环节、时间、人员、机台等追溯，提升产品质量；
- 生产过程透明化，实时监控机台生产效率，快速收集整理现场数据；
- 实时KPI统计分析，通过SPC工具对产品质量有效分析，持续改进生产管理。
1.信息系统架构
根据项目规划，整个信息化系统的结构如下：
信息化系统架构
本项目MES系统主要功能模块如下：
- 与设备PLC的实时数据采集系统连接，通过实时数据库与数采系统集成
- 生产计划传递给车间，与ERP系统集成
- 生产报工与进度反馈，与ERP系统集成
- 生产追溯与生产统计
- 设备与能耗管理
- 质量管理与SPC分析报告
2.本系统构架与主要模块
根据调研的需求，XX公司MES系统从构架上包括如下模块以及接口。
MES系统包含模块
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序号 | 分类 | 模块 | 功能说明 |
1 | 基础建模 | 物料主数据 | 同步ERP或在MES中定义ERP不设定的物料、产品的基础数据 |
2 | 产品流程 | 定义产品/半成品制造的工艺流程，包括工艺条件、工艺目标等，用于生产工序顺序、物料、工艺要求等控制和报警。 | |
3 | 生产资源 | 定义生产车间、工作单元、工位的隶属结构关系 | |
4 | 存储资源 | 定义为基础的存储资源信息，按照一定的层次结构设定存储资源 | |
5 | 用户管理 | 定义企业组织构架、用户、用户权限、角色、以及作业单元的授权 | |
6 | 业务处理 | 生产计划 | 从ERP获取生产计划或从MES直接按批次下达生产作业计划，生成派工单/随工单并发布。 对计划进行发布、分解、暂停/恢复、取消、强制完成等的操作，并触发现场执行时对计划的调整和控制。 |
7 | 生产现场管理 | 对在制品的批次的暂停/恢复、拆分、合并、跟踪、报废、作业指派、状态查询等处理业务。 | |
8 | 设备管理 | 对设备工装的台账、维修、点检、盘点业务的管理。通过设备维护保养有效期、使用次数等制定PM计划，并实时提醒设备使用控制。 | |
9 | 配送管理 | 对接ERP计划给物料库管部门，完成对车间现场存储资源的管理，并且能够对发料、车间配送、生产入库等操作进行控制，支持车间现场物料存储的详细信息查询。 | |
10 | 作业报工与核算 | 在半成品、产品完成后及时报工，系统实时记录，并按实时或每班/每天将报工数据传给SAP的ERP系统，及时进行物料消耗扣减，并通过与SCADA系统集成，将所报工的产品能耗统计对应，核算单位产品的能耗。 | |
11 | 质量管理 | 生产过程质量数据记录，质量异常处理，与实时数据库集成的SPC分析。 | |
12 | 作业执行及数据收集 | 作业执行面板 | 现场作业的防错控制，批次作业计划执行，批次信息条码化，人员信息、物料信息、检验结果信息的收集以及控制。 |
13 | 作业指导书 | 工艺指导文件电子显示以及切换，按批次进行作业下达。 | |
14 | 数据应用 | 业务查询 | 查询类业务操作以及产品/半成品的作业加工履历 |
15 | 生产追溯 | 追溯产品的制造过程以及物料的使用情况。通过设备、人员、物料进行逆向追溯。 | |
16 | 生产统计 | 生产进度、生产周期、产量、设备利用率等进行统计 | |
17 | KPI分析 | 根据企业KPI要求，给出产品不良率、一次通过率、不良原因分布等质量数据的统计分析报告，为管理的改善提供资讯。 | |
18 | 能耗统计 | 对车间能耗、产品单耗等进行统计分析。 | |
19 | 调度看板 | 生产进度看板、产线看板、生产节拍监视看板、设备工装到期看板等调度用监视或提醒和报警看板。 |
3.系统运行平台建设
本系统运行平台建设内容包括：全厂生产实时数据采集系统（SCADA）、主要库管条码/RFID数据收集系统、质检数据录入的光纤数据传输网络（数据通道），实时数据库系统和基于B/S架构、遵循ISA95国际标准的生产管理系统（MES，即制造执行系统）数字化工厂运行平台。
4.数据传输网络
数据采集与传输是本系统建设的基础。本系统基础数据包括：生产实时数据（设备运行工况数据和能耗数据）、录入数据（从SAP-ERP读取的生产计划数据、提供给SAP-ERP的入库数据、质量检验数据和机台录入数据）。按不同的数据类型采用合适的数据采集方式，单条生产线为一个数据采集子站，全公司各车间之间用光纤环网连接成数据传输网络接入系统运行平台。
系统拓扑图
- 整个通信网络采用环网拓扑结构，配置MOXA工业级环网交换机支持环网。
- 在生产线各配置1台工业智能网关承担对生产线自控与检测系统的实时数据采集，现场PLC/DCS、条码扫描仪、各种仪表电表通过工业智能采集网关连接至中心交换机，该网关同时具有网络安全隔离、数据就地转存等功能。
- 在公司的信息中心或生产调度中心，安装1台SCADA服务器、1台数据库/应用服务器、1台WEB服务器，1台HMI监控计算机以及LED大屏幕显示系统，它们都连接至中心交换机。
5.生产管理（MES）系统设计
根据现场调研和双方确认的项目需求，本系统的管理目标如下：
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序号 | 业务范围 | 目标 |
1 | 工艺 | 工艺文件现场电子化，工艺目标、工艺条件与SCADA系统集成，形成在MES系统中报警的触发点 |
2 | 生产作业计划 | 与ERP系统集成，根据ERP的生产计划生成车间生产线作业计划，按此计划定额发料 |
3 | 生产过程信息透明化，实现生产过程从物料到成品的追溯 | |
4 | 提高现场配送的及时度 | |
5 | 车间产量报表自动生成减少统计工作量 | |
6 | 核算工厂产能，车间调度根据产能和物料核算结果对ERP的生产计划进行修正 | |
7 | 可视化、实时化的生产作业计划执行反馈，对生产报工实时处理 | |
8 | 能源管理、产品单耗分析、生产线能耗分析 | |
9 | 物资物流 | 将生产线投料和完工信息与ERP系统集成，提高物料库存信息准确及时性 |
10 | 与条码系统和RFID系统集成，减少人工输入数据操作，提高物料数据的准确性，降低物料配送的错误发生 | |
11 | 质量 | 与SCADA系统和在线检测系统集成，提供离线检测数据录入窗口，支持SPC进行检测数据分析 |
12 | IQC、OQC、IPQC信息电子化 | |
13 | 设备、物料、产品、人员追溯 | |
14 | 实现电子化的质量异常处理记录 | |
15 | 设备 | 实现设备台帐的电子化管理 |
16 | PM（保养、维护）计划制定以及过程管理，提前调整生产作业计划 | |
17 | 点检提醒以及处理过程管理，设备报修管理 | |
18 | 根据记录的信息自动汇总统计分析 |
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