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制造执行系统(MES)

迈出打造智慧工厂的第一步

      一个完整的智慧工厂,由下而上须涵盖机台自动化程序(EAP)、制造执行系统(MES)与企业资源计划(ERP)三个层次。任何订单成立直至生产完毕,其间历经接单、备料、排程、开立工单、生产规范、流程规范、确认工单、生产指示、下线生产、生产条件确认、数据搜集、异常警示、即时监控、机台状态管理、品质管理、分析与报告、包装暨QC、出货以及收款等18个主要步骤,其中攸关生产过程的9道程序,都是由MES负责管理,其重要性可见一斑。

      制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)是用于工厂生产监控与管理的信息系统,近些年来由于发展迅猛,已经促进了IEC/ISO 62264和ANSI/ISA-95国际标准的诞生。由于MES强调控制和协调,实现企业计划层与工厂执行层的双向信息流通,形成完整的公司信息流,提高了工厂活动和生产响应的敏捷性,促进生产优化,是整个智能制造的整合枢纽

      MES的定位,是处于规划层和现场自动化系统之间的执行层,对上能与ERP(企业资源计划)、APS(高级计划与排程)等计划管理层的系统相连接,对下可与生产、仓库,搬运等设备联机,同时也能与SPC(统计过程管理)、FDC(缺陷分类控制)、APC(先进过程控制)等制程管控系统进行整合。由于MES的居中整合,各个系统的管控命令能下达到设备端,而设备的状态和数据也能传导给各个相关系统,可以帮助企业实现完整的闭环生产。

MES 6大特征

资源管理标准化

工厂的人员、设备、物料、工作站等生产资源均可输入系统,同时相关管理制度与流程规范也可一并输入系统,使生产管理得以标准化、制度化。此外,经由本MES系统进行的派工操作可仅在几分钟内完成。同时也可建立不同广告牌群组,方便分线、分区管理。

生产过程管控查核

在生产过程中,可获取即时的可管控在制品(WIP)动态数据,并协调各工作站进行物料、模具等防错管理、规格查核与警报,并提供电子操作规程(SOP)、报表和仪表盘。

品质管控

支持各种品质管理机制,包括首件检验、制程质量管理(IPQC)、出货检验(FQC)等,以确保产品品质。也可通过设定详细的检验项目及监控重要参数,提供抽样检查或全检功能。

弹性支持生产

物料管理提供BOM核查,将物料与设备绑定,WIP入站时对比用料是否正确并记录物料批号。在MES与设备自动化联机的情况下,此功能可以支持弹性生产,有MES下载新配方给设备,不需人员到设备上手动变动配方。

设备状态即时监控

设备管理在WIP入站时,会自动将设备转换为【生产】状态,出站后自动转换为【闲置】。对设备提供设定周期型和计数型两种预防保养计划,同时提供维修结果的登录和查询。

数据交换管理

可针对企业需求即时查询及跟踪生产状态。收集数据的时间间隔可由1~3天缩短到实时采集。异常状况时,警报管理可依照设定,即时发送信息给相关人员,以加速排除异常。发送途径包括:信息推送、Email、短信、微信和Line等。

      MES具备完整的管理模块,涵盖了在制品(WIP)、物料、质量、设备、工具、配方、对外整合界面等各层面,协助企业将整个制造过程制度化,将生产过程、标准操作、用料、模治具、品检规范等管理制度与制程规范输入系统,在全厂范围内循环利用。MES同时收集实时的生产数据,一方面能实时查核防错,提升质量;另一方面也做到跨制程、跨部门、跨区域的信息统合分享,利于各阶层进行优化调控,提升生产效率。而这些完整的信息,更能协助管理层高效率做出正确高效率做出正确的决策。

      MES具有独特的架构设计,可根据企业本身需求,选择所需要的模块;也可依照生产规模与预算,弹性选配初期导入所需的硬件与容量,不需一次购足大量昂贵的设备。更重要的是,MES已纳入智慧自动化所需的构架和功能模块,选择MES,将可支持企业逐步实现智慧工厂的理想。

迈向智能制造的阶段







生产设备自动化





资料收集自动化





资料分析视觉化





决策智能自动化

      智慧制造可以分阶段进行,第一阶段是透过导入制造执行系统(MES)、设备自动化系统(EAP) 及自动搬送系统(AMHS) 等进入生产自动化,当设备一旦进入闲置状态, EAP可即时通知MES,MES经比对后通知AMHS等系统自动搬运相关原物料到设备进行自动生产。此阶段可做到设备数据自动收集及工厂信息的可视化。

      接着导入EDA(工程数据分析)、大数据等技术,透过工程数据分析来优化生产流程,这是进入第二阶段工程自动化。

      最后通过机器学习、AI等技术达到自适应生产,也就是服务自动化阶段。完成了这一阶段,也就是达到工业3.0,若能进到透过数据驱动决策迈向自适应生产,才是进入工业4.0。



---- NTT DATA中国智慧制造发展中心技术总监 赵山贵