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MES制造执行系统的原理与实现 (2).pdf
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MES制造执行系统的原理与实现 (2).pdfMES制造执行系统的原理与实现 (2).pdfMES制造执行系统的原理与实现 (2).pdfMES制造执行系统的原理与实现 (2).pdfMES制造执行系统的原理与实现 (2).pdfMES制造执行系统的原理与实现 (2).pdfMES制造执行系统的原理与实现 (2).pdfMES制造执行系统的原理与实现 (2).pdfMES制造执行系统的原理与实现 (2).pdf
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、 、-
尸
前言
近些年来,我国已经涌现了大量的制造型企业,随着竞争的发展,对产品质量 的要求越
来越高, 特别是在电子制造型的企业里, 对于制造流程控制的要求不断 提升。许多企业
为了增强竞争力, 不惜重金实施
ERP
系统,以求缩减成本控制、 缩短供货周期。但在
内部生产控制上,却没有一个完善成熟的平台。
MES
制造 执行系统就是在这种背景
上, 受到大家越来越多的关注, 越来越多的企业在考虑 啊或实施自己的
MES
系统。
本书系统地介绍了
MES
的功能模块和实现的逻辑。 本人在国内大型的电子产 品制造
企业担任多年的工艺工程师和工厂控制系统业务分析师, 对制造的流程非 常熟悉,参与
设计了所在企业的
MES
系统。本书是作者多年经验的总结。
希望本书有助于大家理解
MES
系统,有助于国内制造企业的流程控制和质 量提
升。
第一章 什么是制造执行系统
1.1MES
的功能 在传统的加工生产企业中,往往用流程卡来进行生产的跟踪控制。在流
程卡 上印刷工序列表,每经过一个工位,则由作业人员打勾、签名、标注日期。这样 产
品在生产线上流转时,我们可以检查产品是否经过了所有的必须工序。
MES
全称
Manufacturing Execution System
制造执行系统,它的核心功能与 流程
卡类似,即通过流水号控制生产工序。
MES
通过创建产品的序列号来取代 流程卡号,
生产过程中的任何一个工序通过序列号访问数据库, 得到所有相关的 控制信息。
流程卡在生产完成之后即作废,而序列号却一直保存在企业的数据库中, 所以可以
作为产品今后的跟踪依据,方便质量管理。简单地说,
MES
有两大核 心功能:根据序
列号进行工序的控制, 根据序列号进行历史数据的跟踪。 其它功 能还有装配、包装、物
料跟踪,我们在具体的模块中详细介绍。
1.2MES
与
ERP
的关系
ERP
即
Enterprise Resource Planning
企业资源计划,是生产企业的核心模块,
其主要功能是物料管理和成本控制。
所有的生产都是由
ERP(
通过工单
)
发起、由
ERP(
通过发货单
)
结束的。
一些
ERP
系统也包含了简单的生产模块。我们可以把
MES
看成
ERP
生产
模块的专业化。因此
MES
与
ERP
的接口应保持逻辑上的一致性。
第二章产品、工单、序列号
2.1
产品
(Product)
MES
的流程通常是由
ERP
系统发起的,因此对于产品的定义必须与
ERP
保持 一致。
通常,用
item_no(
产品编或者
item_no
和
item_revision(
产品版本
)
的组合来定义 一
个产品
(product)
。从
ERP
的角度而言,产品等同于物编码。
一个完整的产品周期可能包含以下环节,这些环节都与产品相关,如图
所示:
2-1
对于
MES
而言,产品除了物料属性以外,还有一些其它与生产密切相关的属性, 如工
艺流程、装配结构、测试规范等。我们在后面的章节中将陆续展开。
2.2
工单
(WorkOrder)
工单又称任务单、计划单。一个工单定义了一次加工作业,包含以下信息:待 加工产
品、数量、加工起点、原材料输出仓库、成品输入仓库,以及工单状态、 计划完成时间等
辅助信息。一个标准的
MES
系统是由工单驱动的。首先由计划 员在
ERP
中定义工单,
然后将此工单刷新到
MES
,车间的主管将工单落实到具 体的产品工艺路线,操作人员按
照工艺路线进行作业。如图
2-2
:
2.3
序列号
(
SerialNumber)
在传统的生产过程中,我们往往用流程卡来指导产品的生产。在
MES
系统中,
我们用序列号来代表一个具体的产品。序列号代表系统里唯一的一个产品,它具 有
item_no
属性
(ERP
物料号
)
,此外,它必须与工单关联,这样才能够用工单进 行驱
动。对于制造件和装配件,它们的序列号规则是不一样的。对于制造件,其 序列号可以全
部由
MES
系统分配产生,而采购件的序列号是供应商产生的,只 能作为外来数据导入
MES
,同时赋予其
item_no
属性。在一些情况下,序列号是 企业的重要资源。如对于网
卡
MAC
地址,其前
6
位是企业代号,后
6
位是企业 内部的
MAC
流水号,
MAC
地址的
申请需要向相关组织缴纳费用。另如中国
GSM
手机的
IMEI
号码,是由政府信息产业部
分配的。
在某些情况下,序列号并不代表
ERP
中明确定义的产品。如有一款手机产 品
G10
,其
ERP
物料号为
10010
,
MES
系统会为其分配一序列号
20061100001
(item_no
属性为
10010)
,然而在
ERP
的
BOM
中并没有定义
IMEI
, 为了保持序列
号格式的一致,我们为
IMEI
定义一个“虚拟”
(ERP
中没有此物料 号
)
的
item_no
:
IMEI
。这样此手机在生产完成之后,至少有
2
个序列号,
1
个是
10010
对应的序列号,
1
个是
IMEI
对应的序列号。
车间的操作人员在作业时,将序列号与工单建立关联关系,这样工艺路线就 落实到
每一个具体的序列号了。产品、工单、序列号三者之间的关系如图
2-3
所 示,序列号继
承自产品,工单通过与序列号关联的方式驱动产品。
闍
2-3
2.4
条形码
为了提高序列号输入的效率,
MES
系统采用条形码
(
以下简称条码
)
来记录序列 号。
条码是用条码打印设备,把序列号打印在尺寸裁切好的不干胶贴纸上, 然后 用激光扫描
设备识别。常用的条码打印设备有
zebra
公司的系列条码打印机。常
用的激光扫描识别设备有
symbol
公司的手持激光扫描枪系列。常用的条码编码 规范有
39
码和
128
码,在一些包装工厂,还用二维码来记录大量数据信息。
(E-WORKS)
第三章工艺路线
3.1
工位
(Step)
在现代化生产中,批量生产多采用流水作业,流水线由若干个独立作业的
工位组成。工位是产品生产周期中的一个点,或者说一次作业。工位是一个逻辑
概念,一个工位可以对应若干个实际的工作台, 比如电脑的主板装配工位,可以
由
4
个工人、在
4
个工作台上做相同的装配作业,那么我们说这
4
个工作台对应 于同一
个工位。在
MES
系统中,工位的定义可以和实际的作业有一定的出入。 还是举主板装
配工位为例,在实际生产中可能作进一步的细化,分成定位、焊接、 固定
3
个工位,但
在
MES
系统中只定义一个工艺路线控制点,那么我们可以看 作是一个工位。
3.2
工艺路线
(Route)
工艺路线是指产品的生产方法。通常我们用流程图来表示工艺路线,流程 图由当
前工位、结果、下一工位组合而成,如图
3-1
。
工艺路线表达了产品完整的生产周期。一个产品可以定义若干个工艺路线, 如试生产
工艺路线、量产工艺路线、返工工艺路线等。但是一个工单只能驱动一 条工艺路线,因
此工单从
ERP
刷新到
MES
后,在生产之前,必须由车间主管或 生产线组长指定工单到
某一工艺路线。简单地说,工艺路线是产品的一种属性,
3.3
当前工艺状态
(
RouteStatus)
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