某企业MES系统技术设计方案.docx

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某企业MES系统技术设计方案

项目实施内容、范围及阶段规划

方案概述

根据对XXMES系统的需求,结合SAPME/MII模块的功能,定制出以下方案策略：

●通过系统功能及功能配置实现系统管理、综合报表、订单管理、前工序管理、基础数据管理、质量管理及生产过程数据采集80%的需求；

●通过ME/MIISDK扩张增强的方式和集成架构实现WMS系统、条码系统、生产设备、检验设备的集成的增强扩展。

MES系统覆盖整个XX分切项目的生产作业流程,具体流程图如下：

MES主要实现的功能范围如下：

●生产执行

Ø工厂模型可通过三维立体图〔仿真图进行展现,显示车间生产设备运行的实际情况；

Ø系统支持使用生产任务单进行仓库领料管理,持仓多种领料方式,例如计划内领料、计划外领料,同时需支持与WMS系统的集成,实现生产工单领用与生产完工入库指令的传输,WMS系统接收指令后实现物流与物资的出入库动作。

Ø系统支持每道工序的报工管理,实现现场人员报完工考勤管理,能够区分工时类型,例如正常生产工时、配合维修设备所耗工时、打扫卫生工时等；

Ø实现关键工序、关键岗位电子看板管理,看板可展现工单任务信息与工单执行完成情况等；

Ø实现在制品数量管理,可根据批次或卷号信息追溯在制品状态；

Ø实现车间纸质单据流转替代,例如转序卡、生产记录表、领料单、退料单、入库单等；

Ø工艺/指导手册电子化,根据不同产品型号所对应的工艺路线形成不同版本的工艺流程图,且可通过工艺流程图关联查看工序的相关工艺参数；

Ø实现生产文档、工艺文件、操作手册、作业指导书等文件的电子化；

Ø实现产品的配方管理与配方保密管理；

Ø实现产品替代BOM的管理,避免人员干预BOM的替代；

Ø实现与生产相关的报表查询,支持自定义报表内容。

●生产物流

Ø实现包装作业的批次号、卷号、箱号、托盘号的关联管理,必须实现预警防错和可追溯,支持拆除关联关系重新定义关联关系；

Ø通过设备自动化或条码扫描实现工序与工序间的产品流转、工序中所消耗的物料信息的记录与防错；

Ø支持物料的配送和拉动两种业务模式。

●维护维修运行

Ø实现设备点检记录；

Ø实现设备事故分类、定义及分析；

Ø实现设备状态管理,例如能够统计关键零部件的使用寿命或运行时间等。

Ø实现设备的正常运行、故障停机、切换规格型号等运行数据的分析；

Ø实现与设备相关的报表查询,支持自定义报表内容。

●质量管理

Ø实现生产过程的质量数据实时追溯；

Ø支持对质量人员录入的检验结果以报表的形式展现,形成多维度分析图形；

Ø实现记录不合格品信息,自动提示该批次产品的合格品数、不合格品数以及不合格品所存在的缺陷信息,对缺陷进行分析后,设置不同复检项目,对返修方案进行上传,并归档；

Ø实现关键检验点的数据采集,根据产品管控类型进行采集,例如产品批次、卷号、箱号、托盘号等信息进行数据的采集关联;

Ø实现检验数据分类采集：

过程检验数据、成品检验数据、半成品检验数据、缺陷信息等分类汇总；

Ø实现与检验设备集成,自动采集相关检验数据；

Ø实现对检验不合格的产品、物料,能够将不合格信息自动推送至相关业务人员。

Ø实现与质量相关的报表查询,支持自定义报表内容。

●MES要求

Ø与XXSAP-ERP系统、WMS系统、条码系统、生产设备、检验设备的无缝集成；

Ø根据车间布局、工序划分等因素合理规划现场MES录入设备；

Ø实现移动平台〔智能手机,平板等的应用；

Ø拥有可自主定义的报表平台。

方案介绍

通过对XXMES系统需求进行理解和梳理,归结以下需求并列出对应的解决方案。

●基础数据管理——站点、事业部及部门档案、班组及班次、人员、说明书、物料、工序、设备资源、数据采集信息定义、不良缺陷等基础信息维护

●生产管理——物料清单BOM、工艺流程〔生产建模、订单、POD〔用户操作盘、条码追踪及数据采集、质量管理等级生产设备和PCS系统的集成〔作电系统。

●可视化管理——车间看板、实时监控

●仓库管理——物料接收、IQC检查、仓位管理、库存管理、盘点管理、物料出库及成品出入库管理

●电子交接系统管理——批量导入生产订单、主关件管理、工序SRM看单系统。

●报表统计分析——综合报告

●系统管理——用户管理、权限管理、性能监督

基础数据管理

1.1.1.1.1站点维护

现已有功能实现——站点维护,功能介绍如下：

站点维护基本信息：

1.1.1.1.2事业部及部门档案维护

通过配置实现——由于ME定位为事业部工厂,,事业部及部门的档案维护可以根据不工作中心的概念进行定义配置维护。

1.1.1.1.3班组及班次维护

现已有功能实现——生产班次定义,功能介绍如下：

班次维护基本信息：

1.1.1.1.4人员维护

现已有功能实现——用户维护,功能介绍如下：

用户维护基本信息：

1.1.1.1.5说明书维护

现已有功能实现——文档管理,功能介绍如下：

目前系统的文档管理侧重于SOP和打印模板的管理,贵方需求实现文档审批和管控,需要进一步扩展或在MII中实现。

文档维护的基本信息：

"主要"标签页

"打印集成"标签页

1.1.1.1.6物料维护

现已有功能实现,物料维护及物料组维护,物料是ME运行的主数据之一,涉及诸多的配置,ME模块的物料可以与ERP中相关主数据无缝集成,当ME模块部署到多个工厂时,集成ERP系统保持多个工厂的ME主数据一致显得尤为重要。

功能介绍如下：

在ME中,物料以物料的名称及其版本进行控制,以物料组的形式进行分类。

其他基本信息如下：

物料通过类型来区分是采购、加工的物料,这里采购的物料就是组件和原料,加工的物料就是半成品和成品。

这里通过批量和乘数的模型来达到物料排量追溯和小数量的记录,从而实现多种单位的支持：

通过图像设置达到POD〔用户操作盘直观可视化,次用面板、TSM等多种属性,达到跨行业、细化生产控制的需求。

1.1.1.1.7工序维护

现已有功能实现——操作维护〔工序维护,功能介绍如下：

工序〔操作维护在ME模块中是通过名称和版本来控制,其他基本信息如下：

工序〔操作是产品流动的驱动器,工序〔操作通过管理啊资源设备、流程工艺、缺陷NC来实现生产控制记录、设备控制记录、质量保证和记录。

同时通过报告相关控制来实现特殊的工序〔操作控制

1.1.1.1.8设备资源维护

现已有功能实现——在此对设备进行细化分类,分为资源〔设备和工具。

资源维护功能介绍：

资源〔设备以名称进行维护,以分类的概念进行管控,保证同类设备自己可以相互替换,贴近生产线的现场需要,基本信息如下：

通过资源的状态来控制设备在运行中的控制操作,

工具是贴近生产现场中,实际流动的设备,归类为工具,在追溯过程中,需要追溯的地方,将工具附加配置,即可实现工具集测试信息的收集和记录：

工具维护功能介绍：

工具以编号进行标识,用组别进行管控,其基本信息如下：

1.1.1.1.9数据采集信息维护

现已有功能实现——数据采集功能,通过定义数据组和数据参数,将参数信息附加到工序〔操作、资源上进行收集,还可以支持独立的数据收集,数据收集后可配置是否可以进行编辑,功能介绍如下：

通过组别的方式数据参数的信息的归类,便于统计分析和现场数据采集,定义基本信息如下：

主要标签页〔数据收集组：

通过收集类型定义区分收集的参数信息的业务层次,同时可以指定参数在生产期间的数据收集时间。

通过收集方法、ERP组、合格/不合格组、用户验证等全面的扩展在数据采集需要控制的多种场景。

通过独立数据收集规则、数据收集编辑、数据收集限制等控制数据收集中展示、校验等的实现。

1.1.1.1.10工具管理

可通过此功能完成以下任务：

∙定义工具编号以便于工具的分类和选择

∙定义序列化工具和批次工具并将这些工具关联到制造工序

∙定义、查看和编辑工具组并附加要在制造过程中的某些环节显示的工具组

∙对制造过程中使用的工具进行记录,以便于跟踪工具使用情况

1.1.1.1.11不良缺陷信息维护

现已有功能实现——不良缺陷记录是质量管控、品质分析的基本信息来源,ME模块中提供完善的不良维护和不良记录的机制,同时不良的记录可控制产品的流动。

维护功能介绍如下：

不良缺陷在ME模块中简称NC,以NC代码和NC组为基础,综合实现针对不同的NC配置不同的操作界面和处理方式,基本信息如下：

NC代码基本信息：

缺陷相关的查询在WIP执行报告中体现。

生产执行

可以为每个产品手动创建客户订单和车间订单,也可以从ERP系统导入车间订单。

创建或接收该车间订单的授权后,其中会包含要在车间制造的指定数量的产品。

下达产品工单时,系统将为所需的每个单位创建一个车间作业控制编号。

如有需要,可以通过工程变更指令来更改SFC编号。

1.1.1.1.12物料清单BOM管理

现已有功能实现——ME模块的可以通过和ERP集成实现主数据的集成,当然也可以进行独立的BOM管理,Bom维护功能介绍如下：

BOM通过名称和版本进行区分,基本主要信息如下：

BOM组件基本信息维护：

BOM维护提供增、删、改、查功能,对于已经使用的BOM修改需要进行版本变更,通过版本的控制来完成构建物料BOM的追溯,和保持产品物料在生产中的一致性。

启用ME和ERP的集成功能,能无缝的和ERP的BOM清单同步一致。

可定义物料级别物料清单组件的以下属性：

〖替代品〗、〖装配数据类型〗和〖可追溯组件〗。

当在物料级别定义任一属性后,带有该物料的物料清单将使用这一定义。

如果在物料清单组件级别存在值,则属性值仅可用于特定物料清单并覆盖物料定义。

也可在系统规则级别定义字段〖组件的最大使用计数〗。

在此实例中,在物料清单组件级别所定义的值覆盖了系统规则以及物料级别。

当主要物料不可用时,〖替代〗物料成为非主要组件消耗。

也可在物料级别定义替代物料。

当在物料清单组件级别定义替代品时,忽略在物料级别定义的替代品,且仅可消耗物料清单中的替代品。

1.1.1.1.13工艺路线管理

ME模块中提供强大的工业路线定制器,和工序〔操作、资源进行紧密的集成,可是随心所欲的定制出符合需求的工艺路线,一般情况下,工艺路线由一系列操作〔也称为工艺路线步骤组成。

不过,工艺路线可能包含其他步骤,如〖保留〗或〖报废〗,也可以包含其他工艺路线。

工艺路线可具有以下属性：

●〖版本〗

●〖工艺路线类型〗

●〖状态〗

●〖当前版本〗

●〖表格工艺路线〗

●〖松散工艺路线流〗

●〖文档〗

●〖处置组〗

●〖步骤ID〗

●〖操作〗

●〖工作中心〗

●〖步骤类型〗

●〖所需处理时间〗

功能介绍如下：

流程设计界面和样例：

1.1.1.1.14订单工单管理

订单作为生产的驱动,在ME模块中订单和BOM、工艺流程结合,有效的实现生产过程中物料和操作控制之间的关联管理。

订单管理功能介绍：

ME模块的订单管理,区分客户订单和车间订单,细化的区分能更好的和ERP系统集成和生产计划排程的实现,同时为了特殊要求的需要还提供直接创建SFC作业。

工单下达后可以随时查询工单的完成情况,同时在报告中可以通过工单和工序结合查询,实时把握该工单在不同的工序上的处理情况。

车间订单维护的基本信息：

RMA〔返工也可以在这里进行工单管理,只需要选择对应的配置项即可。

工单可以优先级、制造数量、计划日期时间和预定日期时间,进一步加强工单的管控；同时可以关联客户信息,为产品的包装出货提供关联的出货信息。

针对订单管理的需求：

1、订单信息维护,可以通过配置自定义字段来记录实现；

2、装箱包装可以同ME的包装、解包功能实现——包装界面支持容器规则维护、装箱标签打印、装箱信息采集等。

3、齐套查询目前没有直接匹配的功能,属于统计展示输出,需要做增强的报表开发,后面会讲解增强开发的实现。

1.1.1.1.15SFC编号

用于代表制造过程中正在制造的特定物料具体实例的唯一标识符。

此标识符称为车间控制编号或SFC。

SFC编号可具有大于一的数量。

例如,PRINT900 是由〖ABC〗厂生产的物料。

SFC编号 ABC5238 代表当前正在制造的 PRINT900 的特定实例。

SFC编号代表产品实例的数量,具体取决于其物料批次大小。

非序列化SFC为数量大于一的SFC编号。

如果SFC编号的数量大于一,则可创建该编号以代表正在制造的物料特定实例的批次。

如果SFC编号的数量为一,该编号可以为正在制造的物料特定实例的序列号。

SFC编号在下达后以及在车间使用期间,可以具有以下其中一种状态：

每个SFC编号每次只能有一个状态。

系统在下达工单时生成SFC编号。

还可以利用〖创建可追溯SFC〗。

可以在〖系统规则维护〗中查看并更改用于控制在SFC编号的的序列化和拆分期间如何处理数据的系统规则以及确定SFC编号状态的系统规则。

可以在〖编号规则维护〗中定义唯一标识SFC编号的编号模式。

1.1.1.1.16工程变更指令

在制造车间更改产品的指令,工程变更指令可以具有下列属性：

∙〖状态〗

∙〖SFC关联对象〗

∙〖ECO消息〗

∙〖保留SFC〗

∙〖有效性开始〗

∙〖有效性结束〗

∙〖实际结束日期〗

∙〖实际开始日期〗

1.1.1.1.17POD〔生产操作员面板管理

生产操作员面板是车间操作员与包含制造数据的应用程序之间的主要接口。

它提供了模块化的插件布局,无需自定义代码增强便可进行配置。

生产操作员面板用于处理车间正在制造的产品。

利用生产操作员面板可以记录生产工作。

生产操作员面板使用车间作业控制编号来表示处理的每个单元。

在生产操作员面板中,您可以执行以下操作：

●开始车间作业控制编号的处理

●完成车间作业控制编号的处理

●将组件装配到车间作业控制编号

●收集车间作业控制编号的数据

●记录车间作业控制编号的不合格项

●查看关于正在制造的产品的报告

POD功能介绍如下：

主要分为操作界面、业务规则、任务列表、操作列表等。

通过有效的配置实现不同的业务需求。

下面以TSM物料来说明POD的配置性：

首先将物料配置成TSM物料：

在工序〔操作上挂接相应校验的活动事件

这样在POD界面上操作人员就能时间限制的物料进行有效的控制和操作,当然有些配置是为了管理的需要,操作人员只是被动的被约束。

POD界面样例

1.1.1.1.18人工跟踪

可以使用此组件对站点中的员工人工时间和制造产品所花费的时间进行跟踪。

系统支持每道工序的报工管理,实现现场人员报完工考勤管理,能够区分工时类型,例如正常生产工时、配合维修设备所耗工时、打扫卫生工时等。

可通过此组件实现以下目的：

●跟踪员工制造产品所花费的时间

●跟踪豁免和非豁免员工的时间和出勤情况

●帮助用户符合政府要求

●提高车间人工效率

●符合有"计件"工资标准规定的劳工合同

●可通过以下方式显示所跟踪信息：

●使用SAPME中的标准报告或定制报告

●使用〖主管批准和时间编辑〗作业

●将信息导出至外部工资计算系统或计费系统

在以下示例中,系统将跟踪属于成本中心 EA 的车间操作员的工时。

此成本中心用于对主要操作员在执行生产主要产品"引擎A"作业时的工作进行计费。

由于操作员John和Julia的大部分时间都在从事装配和测试此产品,因此已将他们分配到此成本中心。

进而他们的大多数作业都需要根据此成本中心进行计费：

将装配和测试视为直接人工进行跟踪,其他作业〔如补进存货、或是处理不同引擎实例间的空闲时间则视为间接人工进行跟踪。

但有时会为他们分配其他任务,也需要在系统中进行跟踪。

成本中心 TRAINING_INT 用于计时内部培训所用时间且可以只针对间接培训作业计时。

成本中心 EB 用于跟踪生产"引擎B"所用的直接和间接人工。

通常,John和Julia不处理"引擎B",但偶尔分配他们执行此类操作时,则需要根据成本中心 EB 对制造"引擎B"所用的直接和间接人工进行计费。

操作员按一班制从周一到周五的8:

00到17:

00工作。

他们到岗后会立即在生产操作员面板中手动执行上班签到。

允许的上班签到时间间隔为20分钟：

即从7:

50到8:

10。

允许的下班签退时间为16:

55到17:

15。

如果他们未能在这些时间段内进行上班签到或下班签退,则需要向主管Maria说明原因,然后由主管将帮他们完成签到或签退。

Maria是成本中心 EA 的主管。

她并不直接参与产品生产,根据公司政策,不需要在系统中跟踪她的时间。

她的职责之一是每天跟踪 i057 成本中心成员的工时。

这包括查看和审批用户时间表以确保表中包含信息真实、准确,以及在受监管用户迟到或忘记及时进行上班签到/下班签退时帮他们完成签到和签退。

前提：

1.已在〖用户班次维护〗中创建以下班次：

2.已在〖人工费用代码维护〗中创建以下人工费用代码：

3.已在〖成本中心维护〗中创建以下成本中心：

4.已在〖用户维护〗的〖人工跟踪〗标签页中将用户John和Julia分配到SHIFT1和EA成本中心。

5.已在〖用户维护〗的〖主管〗标签页中将用户Maria作为主管分配到EA成本中心。

6.已按如下所示在〖作业维护〗中设置〖主管时间编辑和批准〗作业的作业规则：

7.已通过以下设置在〖作业维护〗中根据LT260创建新作业LT260_USER：

8.已在〖用户组维护〗的〖权限〗标签页上将新建的〖用户时间表〗作业分配到Julia和John所属的用户组。

9.已在〖人工规则维护〗的〖出勤规则〗标签页上定义以下出勤规则：

10.已在〖人工规则维护〗中的〖汇总处理规则〗标签页上按如下所示设置汇总处理规则：

11.已在〖生产操作员面板维护〗中按如下所示基于OPERATION_DEF生产操作员面板创建具有〖操作员的生产操作员面板〗描述的新生产操作员面板PRODUCTION_POD：

●在〖按钮〗标签页中完成以下操作：

Ø〖人工启用〗作业以序列〖20〗添加到〖开始〗按钮。

Ø〖人工禁用〗作业以序列〖20〗添加到〖完成〗和〖停止〗按钮。

Ø通过 LT210 作业创建新按钮〖上班签到/下班签退〗。

Ø通过 LT240 作业创建新按钮〖更改用户人工费用代码〗。

●在〖布局〗标签页上,将以下作业添加为气泡框：

Ø〖人工禁用 〗

Ø〖上班签到/下班签退〗

Ø〖更改用户人工费用代码〗

12.在〖作业维护〗中,通过DEF_OPER_POD作业创建具有〖生产的生产操作员面板〗描述的新作业PRODUCTION_OPER_POD。

〖类/程序〗字段值中的OPERATION_DEF部分已更改为PRODUCTION_POD。

13.已在〖用户组维护〗的〖权限〗标签页上将以下活动分配给Julia和John所属的用户组：

●〖生产的生产操作员面板〗

●〖人工启用〗

●〖人工禁用〗

●〖上班签到/下班签退插件〗

●〖更改用户人工费用代码插件〗

14.已在〖用户组维护〗的〖权限〗标签页中将以下作业分配给Maria所属用户组：

●〖主管时间编辑和批准〗

●〖主管上班签到/下班签退〗

●〖人工费用代码汇总报告〗

●〖在岗报告〗

15.已在〖工艺路线维护〗中创建以下工艺路线：

●带有 ASSEMBLY_A 和 TEST 工序的 LINE_EA 工艺路线

●带有 ASSEMBLY_B 和 TEST 工序的 LINE_EB 工艺路线

16.已在〖物料维护〗中创建以下物料：

●LINE_EA 工艺路线上待生产的 Engine_A

●LINE_EB 工艺路线上待生产的 Engine_B

17.已通过以下作业类别在〖标准值键维护〗中创建标准值键EA：

18.已在〖计划标准维护〗的〖ERP标准〗标签页上将EA附加到在工序Assembly_A具有〖物料-工艺路线〗标准源的物料Engine_A和工艺路线LINE_EA：

19.已在〖作业维护〗中按如下所示设置〖人工禁用〗作业的作业规则：

20.计划在每天00.05a.m运行人工汇总。

21.已分别为具有人工费用代码PRODUCTION_A和PRODUCTION_B的物料Engine_A和Engine_B创建工单并下达以用于生产。

流程：

上班签到

操作员来到车间并登录系统。

他们打开生产操作员面板然后选择〖上班签到/下班签退〗按钮进行上班签到。

每个操作员输入用户标识和密码并在插件中选择〖上班签到/下班签退〗按钮。

系统将显示登录屏幕。

用户键入密码然后选择〖确定〗。

操作员Julia及时到岗并在8:

05完成上班签到。

系统成功记录她的签到时间并根据 IDLE_A 人工费用代码〔所属成本中心的缺省人工费用代码开始跟踪她的工时。

主管Maria打开〖在岗报告〗。

在〖成本中心〗字段中输入 EA,然后选择〖搜索〗。

在系统所显示的报告中表明,用户Julia已上班签到,但用户John未签到。

他的状态仍为〖下班签退〗。

操作员John迟到,没有在8:

10进行上班签到。

由于系统已设置为只允许用户在上班签到时间间隔内进行签到,因此系统不会记录他的上班时间。

John来找主管Maria解释迟到的原因。

Maria打开〖主管上班签到/下班签退〗作业,输入John的用户标识,更新到岗的实际时间并在〖注释〗字段中输入迟到原因。

Maria选择〖上班签到/下班签退〗按钮,系统会记录John签到的时间。

系统也会根据 IDLE_A 人工费用代码〔所属成本中心的缺省人工费用代码对John的时间进行跟踪。

主管Maria重新检索成本中心 EA 的〖在岗报告〗。

现在本成本中心的所有员工均已完成上班签到。

人工启用/人工禁用以及收集分布时间

操作员选择工序 Assembly_A、DEFAULT 资源以及 Engine_A 物料的车间作业控制编号。

他们选择〖开始〗按钮。

系统开始所选的车间作业控制编号并将该编号的用户设置为人工启用。

系统会根据已分配到所启动车间作业控制编号的工单的 PRODUCTION_A 人工费用代码跟踪用户人工和车间作业控制人工。

当用户在工序完成对车间作业控制编号的处理时,选择〖完成〗按钮。

系统将在 Assembly_A 工序完成所选的车间作业控制编号并显示〖收集工作时间〗插件。

用户可在此处查看他们处理车间作业控制编号所用时间并且分配作业〖准备〗、〖装配〗和〖检查〗分别用的时间。

Julia处理此车间作业控制编号总共用了7分钟。

她指出她用1分钟进行准备、5分钟进行装配以及2分钟进行检查,然后选择〖确定〗按钮。

系统将分布于各作业的时间总计与车间作业控制编号的总体处理时间进行比较。

分布时间总计为8分钟,超过了车间作业控制编号处理的总体时间,因此系统显示错误消息。

Julia将用于装配的时间更改为4分钟,然后再次选择〖确定〗按钮。

更新后的值通过检查,系统保存输入内容并将Julia从车间作业控制编号设置为人工禁用。

然后根据缺省人工费用代码 IDLE_A 再次跟踪她的工时。

John也花了7分钟处理他的车间作业控制编号。

但他没有在这些作业间分配时间而只是在插件中选择〖确定〗。

系统从他的车间作业控制编号将其设置为人工禁用,然后根据缺省人工费用代码 IDLE_A 继续跟踪他的工时。

John将能够在他明天的时间表中分配处理此车间作业控制编号所用时间。

在花费一段时间装配引擎A后,系统要求Julia代替缺少的操作员去装配引擎B。

她在生