流程型MES系统的特点以及核心功能模块介绍

MES系统在智能工厂中需要与其他系统进行结合，例如ERP等系统需随时注意产品库存量、客户订单状况与材料需求，然后将这些信息传送至MES系统，由执行系统进行生产或安排库存以满足客户订单需求。

对MES系统而言，这一层就是生产的计划层。中间部分为MES系统，负责完成产品制造工作，产品的规格、型号、参数等相关资料储存于此系统中，MES系统将此产品相关资料转化为作业程序提供给控制系统之作业人员或机器设备来使用。

当作业程序、相关流程、文件及其它相关生产需求项目就绪，控制系统便运用所有工厂内相关资源(软、硬件及人员)负责完成生产制造过程以达成产品生产目标。在这一时期，大量的研究机构、政府组织也参与了MES的标准化工作，进行相关标准、模型的研究和开发，其中涉及分布对象技术、集成技术、平台技术、流程工业可视化MES若干问题研究互操作技术和即插即用等技术。

MES系统，无论从功能模型还是信息模型以及相关技术上，都覆盖了流程生产行业和离散制造行业，但是在MES需求、应用环境等方面两者都有较大的差异。

流程工业MES系统具有以下特点：

(1)连续工业生产过程往往伴随着十分苛刻的生产环境或条件，生产过程包含复杂的物理、化学过程及各种突变和不确定因素。对应急处理和例外处理的动态响应要求苛刻。

(2)流程工业CIMS不仅要继承信息流和物料流，还包括能源供应流。因此，流程CIMS中MES的调度决策功能需要对物料和能量提供最佳控制策略，决策不仅以提高生产效率和降低生产成本为目标，还应将节省能源、减少污染等目标考虑在内。

(3)流程工业中MES的决策具有混杂性，不仅包括连续过程变量，而且包括离散过程变量。为了对生产过程及产品质量提供控制，必须建立反映连续过程主要物理、化学变化过程的过程模拟模型，并将过程模型与优化模型结合起来。

(4)原料在制品、产品之间的标识不一一对应，化学性能、物理性能的变化，要求产品属性动态配置。

(5)生产单元少，但生产单元本身可变因素多，如原料成分、温度的波动，制造流程中各生产单元的输出的质量随机改变，生产时间的不确定。

(6)一般没有替换路径，而且由于生产过程的中间产品或在制品呈高温状态，前后生产相互影响。

结合流程工业特点，流程工业MES—般应具备以下功能模块：

(1) 生产管理

包括生产计划管理和生产调度管理生产作业计划和调度功能是MES系统的核心功能，对于生产企业来说，它是管理生产的基础。该模块可以将生产计划分解为多个作业任务，分配给每个工作中心，并为每个生产计划产生调度报表。系统可以对全流程运行状态进行监视，分析生产瓶颈，解决生产过程中的瓶颈环节，尤其在若干环节故障清况下，提供重组调度的能力。

具体功能可细分为下列三点。

• 生产计划制定：根据ERP给出的生产计划有效地编制、管理、分发工序作业计划；根据现场要求和专家知识，快速调整作业计划；根据各工序参数、生产顺序计划及各工序的生产时间和等待时间，进行作业计划的优化。
• 生产任务调度：根据相应作业计划进行各工序的生产组织调度；先进的多准则调度，在多种工艺路线情况下，通过人机交互，动态地完成生产调度；在某个生产环节发生故障的情况下，提供作业计划的重组。
• 生产状况跟踪：对作业计划的完成情况进行跟踪；管理者可以随时察看处于各种状态的作业计划。

(2) 物流管理

包括料场管理、物流跟踪和库存管理提供基于窗口的、可扩展和即时的方式来监视、管理、跟踪和提髙生产运营，允许企业管理者建模和跟踪工厂的关键资源，包括原材料、中间产品、产品规格、设备和过程的数据，管理成品库以及中间产品库。

具体功能可细分为以下五个方面。

• 物料信息配置：配置车间所需物料类型；可根据用户需求配置物料的自定义属性。
• 物料跟踪：实时跟踪物料信息，如位置，消耗状况，是否转化为新的物料，分组情况。
• 物料状况査询：物料信息实时查询（位置，数量，状态等），物料去向查询（査询某一最终产品消耗了哪些以及多少原料和中间产品，或者反向查询）。
• 出人库管理：产品出库入库时间、种类、型号记录；产品存放位置优化。
• 库存信息査询：库存产品型号、时间、数量查询。

(3) 质量管理

质量管理是MES功能中的一个重要组成部分。该功能直接面对企业日常生产过程中的具体质量管理业务，包括生产数据自动采集录入、产品质量标准管理、工艺规范管理、图形分析、质量预报和判断以及报告输出等主要功能。模块遵循ISO9000质量管理的原则，使得产品工程师能够根据用户的需求，在整个生产工序中对产品的质量进行统一管理、分析和控制。

具体功能可细分为以下五个方面。

• 质量标准管理：自动生成产品所执行质量标准的各种检验表格，并可自定义检验项；产品质量数据实时采集，并与标准定义值进行比较，对不合格项产生报警；根据产品类型、规格自动生成各工序所需的工艺卡。
• 质量数据统计分析：检验数据统计；工艺操作情况统计；质量统计报表生成；影响产品质量的因素相关分析；不
• 合格品原因统计分析；工艺参数和过程控制参数的优化。
• 产品质量控制：提供多种统计过程控制方法，对生产过程实施统计控制，变事后检验为事先控制，保证生产过程的稳定。
• 产品质量预报：应用数据挖掘方法建立工艺参数和过程控制参数与产品各质量指标之间关系的质量模型。通过质量模型，预报在特定生产条件下的产品质量指标。
• 产品质量判断：利用专家知识和经验，建立专家系统，对各个质量指标进行分析判断产品是否合格；当工艺流程或其他生产环境变化时，可由用户自定义配置专家系统检测项， 自定义触发条件，完成系统的升级。

(4) 设备维护管理

设备管理系统是以企业为中心的实时资产管理，用以优化资产配置和提高制造生产能力。设备维护管理模块提供了多种设备管理方式，可以使维护人员或操作员有效地管理维护活动，提高人力资源的利用，并延长设备寿命。该功能都是预先定制，从而提供很好的维护方法。此外，它与企业实时信息的无缝集成，使得设备维护人员可以对设备使用情况进行实时跟踪。

具体功能可细分为以下五个方面。

• 设备基础数据管理：设备技术参数、使用时间、所处位置以及供应商等信息记录和査询；设备领用记录；设备运行历史数据库。
• 设备检修管理：设备点检、年检项目计划生成；设备运行情况跟踪、分析，并根据结果生成检修计划。
• 设备故障管理：设备故障时间、原因、零件更换情况、维修纪录、费用统计；根据设备故障的历史数据和经验知识，完成设备故障诊断。
• 固定资产管理：固定资产统计报表。
• 备件管理：备件领用单记录、备件消耗记录、备件盘点记录、备件质量记录。

(5) 成本管理

成本管理是企业生产成本核算的基础，统计各工作中心的成本，并可以进行以降低生产成本为目的的生产资料和能源消耗优化配置。得益于与物料管理模块的无缝集成，该功能可以对生产成本进行动态跟踪，生成动态成本报表。

具体功能可细分为三个方面。

• 生产资料消耗统计：跟踪生产资料消耗情况并进行统计；建立工作中心生产资料消耗模型。
• 生产成本控制：采用各种成本控制方法，控制生产成本。
• 生产成本优化：根据能源消耗模型和生产资料消耗模型对生产物资和能源分配进行优化配置。

(6) 能源管理

能源管理是流程工业MES系统的特殊功能，主要用于电力、水力和动力（煤气、蒸汽、氧气等）介质的监控、计划调度与分析优化。一方面为生产提供安全可靠的能源保障，另一方面支持节能、环保。

慧都MES系统介绍

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