【正文】
求描述:? 設(shè)備能力模型及整體利用率、稼動(dòng)率需求分析:? MES 需具備獲取設(shè)備的利用率、效率、良率信息并用于計(jì)算整體利用率/稼動(dòng)率。3)需求描述:? 設(shè)備預(yù)防維護(hù)需求分析:? 預(yù)防維護(hù)可根據(jù)不同的需求進(jìn)行配置如按周期、產(chǎn)量。不同的狀態(tài)如:已接近、已超時(shí)、超量等。3)需求描述:? 生產(chǎn)現(xiàn)狀完成情況報(bào)表需求分析:? 按工單查看完成情況? 按產(chǎn)品編碼查看在制品狀況23 / 58? 計(jì)算周轉(zhuǎn)率4)需求描述:? 生產(chǎn)現(xiàn)狀完成情況報(bào)表需求分析:? 按工單查看完成情況? 按產(chǎn)品編碼查看在制品狀況? 計(jì)算周轉(zhuǎn)率5)需求描述:? 一次合格率需求分析:? MES 需能夠識(shí)別產(chǎn)品不合格及維修歷史,計(jì)算一次合格率? 從一次合格率出發(fā),進(jìn)行根源分析6)需求描述:? 工序質(zhì)量分布圖? 產(chǎn)線物料狀況實(shí)時(shí)報(bào)表 需求分析:? 報(bào)廢 Pareto 圖? 不合格原因 Pareto 圖? 實(shí)時(shí)匯報(bào)產(chǎn)線和車間虛擬庫(kù)存的用料情況7) 需求描述:? MES 系統(tǒng)提供與其他輸出顯示或提示設(shè)備的信息傳遞功能? 生產(chǎn)工序可視化看板顯示? 生產(chǎn)工序異常的報(bào)警(亮色及聲音)? 生產(chǎn)進(jìn)度量、完成量看板顯示? 生產(chǎn)質(zhì)量合格量、不合格量需求分析:? MES 能夠與顯示設(shè)備集成并傳輸所需信息針對(duì) MES 提出當(dāng)前主要需求如下 :? 產(chǎn)品制造歷史追溯24 / 58? 工序流轉(zhuǎn)記錄? 用記錄料 – 記錄消耗物料的批次和數(shù)量以及其他相關(guān)供應(yīng)商信息? 返修歷史及物料更換記錄? 物料使用歷史追溯? 當(dāng)發(fā)現(xiàn)物料問(wèn)題時(shí),能夠通過(guò)輸入物料批次號(hào)在 MES 系統(tǒng)中及時(shí)獲得使用本批次物料的所有產(chǎn)品信息,包括 WIP 在制品、倉(cāng)庫(kù)成品和已發(fā)貨成品。? 漏工序控制,若前工序沒(méi)有掃描,后工序不能掃描,以防止漏工序。? SPC? 報(bào)表,比如維修報(bào)表、不良報(bào)表、電子廣告牌等第三章 碧辟佳陽(yáng)公司 MES 系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)架構(gòu)3.1 MES 的設(shè)計(jì)原則改善產(chǎn)品質(zhì)量MES 需要為質(zhì)量管理和改善提供了一種全面的框架。帶有警報(bào)和異常處理功能的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(SPC)使得制造問(wèn)題能得到迅速解決。此外,根源分析和查找影響品質(zhì)的主要因素可以極大地降低質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的成本。結(jié)構(gòu)化、電子化的產(chǎn)品流程定義確保在多條生產(chǎn)線和多個(gè)工廠之間保持產(chǎn)品質(zhì)量的一致。清晰的制造可見性使用 MES 的制造企業(yè)可獲取對(duì)來(lái)自全球業(yè)務(wù)的大量信息的可見性和控制力,從而便于關(guān)鍵的決策制定人了解并管理來(lái)自工廠內(nèi)部、合作伙伴間、多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)以及全球各地的信息。業(yè)務(wù)流程互操作性MES 構(gòu)成了一個(gè)企業(yè)的制造樞紐,它能夠匯總實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù),以實(shí)現(xiàn)與企業(yè)、供應(yīng)商及客戶間的協(xié)作。MES 需要提供與主流 ERP 系統(tǒng)(如 SAP 或Oracle)預(yù)先集成。消耗的原料、采用的流程、收集的參數(shù)數(shù)據(jù)、拆分和組合、容器、發(fā)貨和收貨以及日期和時(shí)間。制程控管系統(tǒng)追蹤模塊設(shè)計(jì)多層級(jí)制程控管系統(tǒng)(WIP)追蹤提供可見性和對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程的控制??上虿僮鲉T顯示每個(gè)產(chǎn)品和流程的正確指示。工作流程管理模塊設(shè)計(jì)提供界面直觀的工作流程模型,采用了拖放工具、使設(shè)置動(dòng)態(tài)路徑、添加新步驟、變更生產(chǎn)需求以及變更客戶訂單變得更加容易,具有修訂控制和跟蹤能力。設(shè)備資源管理模塊設(shè)計(jì)設(shè)備資源管理模塊通過(guò)主動(dòng)式問(wèn)題解決方案,以及用于主工具和子工具的最佳化設(shè)備計(jì)劃。設(shè)備資源管理模塊跟蹤設(shè)備和運(yùn)送裝置狀態(tài)。質(zhì)量管理模塊設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量的最優(yōu)控制,質(zhì)量管理模塊需要自動(dòng)識(shí)別不合格的原料、事件和測(cè)試結(jié)果并做出響應(yīng)。避免在既定步驟以外運(yùn)送或處理產(chǎn)品,直到所有問(wèn)題都得到解決為止。它需要通過(guò)自動(dòng)事件(如電子郵件通知、機(jī)器狀態(tài)變化和擱置原料)來(lái)回應(yīng)違反規(guī)則的情況。3.3 與 MES 有關(guān)的數(shù)據(jù)流分析MES 與 ERP 系統(tǒng)、底層控制系統(tǒng)的相互關(guān)系與數(shù)據(jù)傳遞情況,如下圖所示:圖 32 MES 在工廠中的數(shù)據(jù)流 圖中左邊 ERP 等系統(tǒng)需隨時(shí)注意產(chǎn)品庫(kù)存量、客戶訂單狀況與材料需求,然后將這些信息傳送至 MES,由執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)或安排庫(kù)存以滿足客戶訂單需求。 中間部分為 MES 系統(tǒng),負(fù)責(zé)完成產(chǎn)品制造工作,產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)資料儲(chǔ)存于此系統(tǒng)中,MES 將此產(chǎn)品相關(guān)資料轉(zhuǎn)化為作業(yè)程序提供給控制系統(tǒng)之作業(yè)人員或機(jī)器設(shè)備來(lái)使用。3.4 MES 的實(shí)現(xiàn)構(gòu)架3.4.1 應(yīng)用開發(fā)(管理)平臺(tái)高性能分布式架構(gòu)半導(dǎo)體 MES 系統(tǒng)是建立在分布式的 架構(gòu)之上,基于 Web 的應(yīng)用程序??梢栽?9 / 58最需要的地方以集群的方式排列服務(wù)器來(lái)提供資源和處理能力。用戶可以通過(guò) Web 服務(wù)、Java 或 ActiveX 客戶端,在任意平臺(tái)上借助任何應(yīng)用程序來(lái)訪問(wèn) MES 事務(wù)和信息。應(yīng)用程序集成半導(dǎo)體 MES 采用將實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息與業(yè)務(wù)系統(tǒng)(如 SAP、Oracle)相集成。此外,MES 的 XML 架構(gòu)能輕松地直接與其它應(yīng)用程序聯(lián)系,支持多個(gè)連接和傳輸,可靠地發(fā)送和檢索數(shù)據(jù)。包括針對(duì)車間和工廠建?;顒?dòng),用于平衡實(shí)際工作的標(biāo)準(zhǔn) Web 表單,以及使用 MES 的 Web 表單構(gòu)建器即可輕松定制的屏幕表單。靈活為企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全性半導(dǎo)體 MES 安全功能與 Windows Active Directory 服務(wù)集成,為管理員提供熟悉的界面來(lái)管理系統(tǒng)訪問(wèn)。 3.4.2 MES 數(shù)據(jù)平臺(tái) MES 數(shù)據(jù)平臺(tái)是建立在數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上 MES 數(shù)據(jù)集合,其結(jié)構(gòu)是根據(jù) MES 基本理念和半導(dǎo)體生產(chǎn)具體情況而建模設(shè)計(jì)的,完全滿足 MES 的應(yīng)用需要。這些都根據(jù) MES 需要,按照統(tǒng)一的設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行重新組織、轉(zhuǎn)換,從而有成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)框架下的數(shù)據(jù)整體。MES 數(shù)據(jù)平臺(tái)的特點(diǎn)是:l)具有數(shù)據(jù)的完整性,能完全滿足 MES 應(yīng)用需要。3)數(shù)據(jù)項(xiàng)的劃分是基于半導(dǎo)體生產(chǎn)特性,而不是基于應(yīng)用的,不會(huì)因?yàn)楦淖兌淖償?shù)據(jù)。MES 數(shù)據(jù)集成平臺(tái)作為 MES 系統(tǒng)的核心,在開放式體系結(jié)構(gòu)下,以大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),采用構(gòu)件技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù) XML 技術(shù)和建模技術(shù),研究、分析、開發(fā)和實(shí)施以生產(chǎn)過(guò)程模型為驅(qū)動(dòng)的流程行業(yè)數(shù)據(jù)集成平臺(tái),為建立開放的,柔性的、敏捷的流程行業(yè) MES 系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)環(huán)境,發(fā)揮企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的最大價(jià)值。在車間實(shí)際發(fā)生的所有事務(wù)記錄中,操作人員及操作時(shí)間都被記錄,因此以下不再說(shuō)明。? 用戶通過(guò)輸入組件 7 為序列號(hào),便可立即查詢?cè)敿?xì)追溯記錄。圖 44 制造過(guò)程歷史記錄頁(yè)面? 同樣的,通過(guò)輸入物料批次號(hào),可查詢使用此批物料的組件。? 進(jìn)一步在來(lái)料檢測(cè)時(shí)統(tǒng)計(jì)檢測(cè)結(jié)果,針對(duì)來(lái)料批次記錄缺陷類型和數(shù)量。35 / 58圖 46 物料管理頁(yè)面? 配置 Dispatch Rule,保證物料的使用按照 FIFO 等規(guī)則。對(duì)生產(chǎn)工單進(jìn)行狀態(tài)管理,在工單下達(dá)之后,實(shí)時(shí)匯報(bào)其生產(chǎn)進(jìn)度。圖 48 返修選擇頁(yè)面 ? 在制品 WIP 報(bào)表實(shí)時(shí)匯報(bào)每個(gè)工序的等待數(shù)量和正在加工數(shù)量,由此及時(shí)發(fā)現(xiàn)由37 / 58于設(shè)備故障或其它原因?qū)е碌闹圃炱款i。? MES 提供完整的 WIP 制造過(guò)程所需特殊功能包括:物料的分批、合批,組件的工序跳轉(zhuǎn),報(bào)廢等。? 根據(jù)工單計(jì)劃與實(shí)際發(fā)貨時(shí)間對(duì)比,計(jì)算工單達(dá)標(biāo)率。? MES Container 用于多級(jí)別追蹤,即,定義不同級(jí)別的追蹤對(duì)象并建立父子關(guān)系。? Label Printing 模塊將用于標(biāo)簽的自動(dòng)打印,通過(guò)指定要使用的打印機(jī)模板文件,可配置所需的標(biāo)簽格式。6:質(zhì)量管理? 針對(duì)電池,計(jì)算來(lái)料損和制造損,記錄不合格類型和數(shù)量,形成 Pareto 圖報(bào)表。38 / 58圖 49 質(zhì)量管理 Pareto 圖? 追蹤返修組件的處理記錄:降級(jí)或報(bào)廢等。? 不合格根本原因分析。7:設(shè)備管理? 實(shí)施預(yù)防維護(hù)。? OEE8:SPC 在線統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制? 使用控制規(guī)則 Control Rule 支持 Western Electric, ATamp。? 允許操作員針對(duì)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)在線記錄質(zhì)量信息 Annotation? 設(shè)置控制規(guī)格上下限 Control Limits 及 Warning Limits39 / 58? 設(shè)置目標(biāo)質(zhì)量規(guī)格上下限 Spec Limits? 過(guò)程失控自動(dòng)處理。? 基于 XML 的三層架構(gòu)設(shè)計(jì)。? 通過(guò) Microsoft NLB 建立 Cluster 并實(shí)現(xiàn) Fail Over? 通過(guò) ODS(離線數(shù)據(jù)存儲(chǔ))實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)策略,并作為報(bào)表數(shù)據(jù)源。41 / 58圖 411 MES 系統(tǒng)架構(gòu)圖 第五章 碧辟佳陽(yáng)公司 MES 系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)間集成及實(shí)現(xiàn) MES 在企業(yè)信息系統(tǒng)中的定位MES 系統(tǒng)與企業(yè)其它的信息系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng),為這些系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù),起到一個(gè)相當(dāng)于信息集線器的通訊工具。 CAPITYLNGLOT RELASESCHDUINGFINTE PRODSCHULINGI amp。采用 OPCXML 的優(yōu)點(diǎn)1) OPC XML 將提供一種比較容易的方式用于通過(guò) Inter 發(fā)布 OPC 數(shù)據(jù)信息,為企業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)集成提供廣泛的連接特性。 [5] 基于 OPC-XML 技術(shù)的 MES/控制層集成的目標(biāo):? 最大化利用設(shè)備機(jī)臺(tái)。? WIP 追蹤加快量產(chǎn)時(shí)間和提高機(jī)臺(tái)產(chǎn)能。? 提高工廠運(yùn)營(yíng)效率和提高生產(chǎn)力。Equipment Manager (EM):EM 是連接所有過(guò)程邏輯的核心模塊,按照特殊的順序,執(zhí)行正常和非正常的設(shè)定下任務(wù)。Equipment Driver (ED):ED 是與各種設(shè)備機(jī)臺(tái)直接通訊的根本組件,ED 需要處理三種通訊方法。2)與設(shè)備機(jī)臺(tái)的 OPC 軟件提供界面。44 / 58E q u i p m e n t D r i v e r ( E D )…P L C O P CE q u i p m e n t M a n a g e r ( E M )F T PE q u i p m e n t I n t e g r a t i o n C o n t r o l l e rM E S`T e s t e r t e s tR e s u l t f i l e sF a c t o r y L o c a l A r e a N e t w o r k ( L A N )E Q P nE C SA S C I II / FC u s t o mE Q P nE C SA S C I II / FE Q P nE C SA S C I II / F…圖 52 MES 與底層控制系統(tǒng)集成圖一 基于 OPC-XML 技術(shù)的 MES 過(guò)程信息集成框架M E SE q u i p m e n t M a n a g e r ( E M )E q u i p m e n t I n t e g r a t i o n C o n t r o l l e r ( E I C )E q u i p m e n t D r i v e r ( E D )P L CT e x t u r eE t c hD i f f u s i o nP E C V DS c r e e nP r i n t e rT e s t e rS o r t e rS e r i a l P o r t E t h e r n e tO P C C u s t o m F T PW I P T r a c k i n gD a t a C o l l e c t i o nE q u i p m e n t M o n i t o r amp。操作人員不再需要人工輸入 ID 號(hào),消除了人為輸入 ID 號(hào)導(dǎo)致生產(chǎn)延遲的因素。使用自動(dòng)化的產(chǎn)品批次(Lots)識(shí)別,能夠更快將線上的產(chǎn)品批次裝載進(jìn)設(shè)備。經(jīng)由追蹤系統(tǒng),操作員同時(shí)還可以定位尋找等待進(jìn)入某一步流程的產(chǎn)品。46 / 58Equipment Monitoring and Control: 1)監(jiān)控機(jī)臺(tái)的狀態(tài),觸發(fā)必要的控制措施。3)使用實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)信息,比如附屬工具和其他影響制程的部件的數(shù)據(jù),能夠?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行提供更好的流程控制和改善。在此過(guò)程中,服務(wù)器統(tǒng)一并優(yōu)化不同的數(shù)據(jù)訪問(wèn),以達(dá)到與物理設(shè)備的有效通信。輸出(寫)時(shí),OPC 服務(wù)器代替 OPC 客戶刷新物理設(shè)備數(shù)據(jù)。這一方法有利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)扁平化管理。如圖所示Materil Tracking Labor MgtSchedulingBOM /Route Qulity tOrr TackiResource Aloc. Proces MgtCost AcountigFinaceSales Order EntryPurchasingLgisticDemd PlnigMRPWarehouse MgtRecive /ShipA /RDocument gtDispatchingEESOverlap /Shd Mainteance MgtDta Coltin47 / 58圖 54 MES/ERP 耦合圖 5.3.1 集成內(nèi)容MES 和 ERP 的集成主要是信息流的集成,MES 和 ERP 的集成就是使 MES 能夠自動(dòng)接受來(lái)自 ERP 的生產(chǎn)任務(wù)信息,當(dāng) ERP 中的數(shù)據(jù)隨著市場(chǎng)和客戶訂單變化產(chǎn)生變化時(shí),MES 中的數(shù)據(jù)也隨著實(shí)時(shí)更新,同樣,當(dāng)來(lái)自 MES 中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí),ERP 也能實(shí)時(shí)獲得變化的信息,在 ERP 中能夠?qū)?MES 的上傳信息進(jìn)行查詢。MES 管理從工單到制成品的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程,并反饋實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)給 ERP