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         《 EMES增强型制造执行系统介绍》
  

EMES增强型制造执行系统介绍 1. 总体介绍: 传统的金字塔结构把工厂控制的层次关系表现的形象有清晰; 故工厂管理也大体分成3大类厂家:设备自动化、MES厂家、ERP(MRP)厂家,由于各个厂家的思路和想法各不相同,实际上各个厂家大都各自为阵,不能有效结合,所以大部分时候ERP的订单并无法控制到底层设备的执行。再有就是相对于中小型企业,要上不同的系统,要请不同的厂家设计不同的接口也是十分费钱费力的工作。 我们因为在自动化、MES和ERP系统都有涉猎,为此,我们设计一套EMES系统,把ERP中与生产控制关系销售订单、原料库管理等于MES结合,同时与底层的监控软件或者自动化设备结合,实现贯通上下三层的EMES系统。 2. 模块介绍: 2.1 销售订单模块 销售订单是所有生产信息的开始和源头。在这里录入销售订单的产品信息、规格信息、价格信息、发货信息和客户信息等。并指定订单的数量信息,交换控制日期等。在录入订单信息的同时系统生成对应于订单规格的唯一合同号,是生产和控制的基础。 图1:合同管理流程 2.2 原料管理模块 为满足订单要求,或者根据市场和生产预测结合库存情况制定原料计划,根据原料计划生成采购合同,根据采购合同和生产情况下达到货通知: 图4:原料采购和原料库流程 2.3 生产计划模块 生产计划用于直接指导生产,计划主要是根据销售订单生成,也可以合并生产来完成。生产订单可以与销售订单一一对应,也可以根据生产需要进行合并生产和拆分发货。 生产计划可以按时间制定,也可以滚动推进。 2.4 生产调度模块 我们一般对生产线的入口工序,或者一些离散的工序启用调度控制。从指定的工序引入包含该工序的生产订单,计算开始结束时间,并按照一定的规律自动排列。 调度员或者授权人可以对引入的生产订单进行上下排序、暂停和中止计划。 2.5 工艺设计模块 1)车间步骤设计 如上图所示,用户可以设计不同产线的全部工艺步骤,并方便的控制步骤与设备的关联关系以及数据采集方式。 2)标准工艺路线与合同工艺路线 满足销售合同的产品可能根据标准来生产,也会有定制的要求。工艺路线可以根据产品需求选择生产所需的步骤,可以根据标准自动调整: 3)工序参数设计 每个步骤根据不同的产品和不同的标准以及不同的设备应该采用不同的参数。为此我们建立了标准、产品和设备相结合的参数库,参数库用户可以自行维护。 一个新的合同参数设计,用户只需点“引入合同”,系统将自动根据合同规格要求和标准设备等要求引入适当的参数。假如没有特殊修改,该参数确认后可以下发,有个别参数需要修改,只需点开对应界面修改本合同。修改的参数每个合同唯一。 4)工艺卡生成 工艺卡生成有两种方式:分类方式和分步骤方式。用户可以根据工厂实际需要选择。分类方式就是按工艺卡的基本用途分类生成:如ERW工厂的纵剪工艺卡、焊管工艺卡和检验工艺卡。也可以根据工序步骤,为每一个步骤生成工艺卡,如JCOE的内焊工艺卡、外焊工艺卡等。工艺卡可以由客户自定义编辑、保存、修改。并可以根据要求下发到不同的岗位。 5)复杂流程图的设计 正常流程都是顺序流转,但是有些象返修等复杂流程可能有选择和返回流程。需要设计复杂的流程图才能解决问题,为此我们设计了复杂流程图的编辑和修改功能。用于工厂复杂流程的控制。 2.6 检验和试验录入模块 1)检验项目维护 如同前面的生产工序维护,检验项目也需在工厂上线前维护好! 2)检验设计 检验设计分检验项目设计和批次设计 用户可以选择前面任意一个设定的实验项目; 检验批次设计比较复杂,可以按数量、炉批号或者按天、按班等来设置数量; 自动设计:我们根据产品规格、种类和标准等参数建立数据库,用户一次性倒入或者录入设置,用户只需选择合同号或者排产单。系统会自动引入最佳设置: 3)取样登记 用户根据取样设计项目和频次取样后,从系统生成唯一取样号。为方便录入可以打印条码等标签。 4)检验录入 用户扫描或者选择唯一式样号,系统自动显示对应的试验项目,若是没有电脑结果的实验,需要手工录入,有电脑结果的可以选择倒入数据。 5)产品控制 在后面的入库和发货或者其他需要质量控制的环节。系统会根据检验设计给出用户合格或者不合格的结论,有用户来做最终判定。 2.7 生产实绩采集 生产实绩采集是系统成败的关键,要实时准确、还要自动、操作简易。虽然在前面的阶段已经对生产步骤和设备作了设置,但是要有各种解决方案来应付现场的千变万化,才能既满足现场要求又满足现场要求,我们从以下几个方面来进行实绩收集: 1) 跟踪手段 我们根据应用场合的不同采用条码、RFID以及动作识别等方法,或者这几种方式相结合的方法。现在一般的识别系统单一采用条码或者RFID,导致采集环节过多,过于繁琐,我们采用ID识别+动作识别的方式,减少了2/3的采集环节,节省了投资,减少了人工。 案例:联众钢管我们采用条码识别+动作识别方式 大连奇瑞我们采用RFID+动作识别方式 2) 接口方式 硬件接口方面我们采用以太网网关、232、422、485转以太网等设备与再通过冗余环网联入采集系统; 软件上我们开发了高速OPC接口,通过OPC服务器可以操作大部分外设。同时我们还开发MODBUS协议、SOCKET通信以及原始的串口通信组件,通过配置就可以连接上千种设备和软件。 3) 配置和控制 终端程序是可配置的,通过前面工艺设计的配置,终端结合INI文件会与对应的设备关联、与对应的缓冲区关联、与对应的步骤关联、并通过硬件配置将不同的设备信号采集近来或者与不同的操作关联。 4) 缓冲区管理 步骤3种终端与缓冲区配合,这样可以实现在制品管理,我们可以方便的查询生产环节中不同设备的输入和输出缓冲区。而且不同设备的输入和输出是可以通过前面的步骤管理来配置。 缓冲区配合传感器信号,可以实现自动的产品流转。 5) 智能数据采集 通过前面的步骤我们看到,我们的终端可以通过灵活的配置和与设备信号的配合基本实现现场实绩的自动采集和控制。 这是钢管切断画面,当前面都正确下发后,这些参数如钢管切断、管号、测量长度、对应的中频参数、高频参数、原料数据、产品数据都可以自动实时生成。 2.8 库管理和在制品管理 库管理可以分原料库、成品库、以及各种中间的在制品库等。对于成品库和原料库,有库位管理及库内处理等功能,可以显示库容情况以及查询入库时间等。 对于在制品管理,可以查询某一个合同或者某匹产品在工序的那个位置有多少。 2.9设备管理 设备管理可以定义设备,并将不同的设备与对应的工艺步骤相关联,并定义设备的生产能力以及参数,可以与调度功能项结合。读取设备的操作信号可以计算设备的操作时间,统计设备的开关机和操作情况。结合设备的生产情况,可以统计设备对应的效率和分析其生产指标。 2.10 可视化工厂 与MES和自动化生产向工序软件相结合,通过友好的人机界面实时显示生产的状态 3. 系统特点: 3.1 生产过程的全周期跟踪 我们利用前面提到的条码、RFID以及动作识别等多种方法,从原料进厂、半成品、产品生产检验以及最后出厂,在工厂的全过程实时准确跟踪。实现该功能用户只需较少的操作。 3.2 完全的按订单生产,全闭环的生产管控 销售合同中的要求从原料、工艺设计、质量设计、生产和检验工序到最后出库,每一个工序都在贯彻这销售合同中的要求。从数量、质量和生产等全部环节实现贯通的全闭环管理。 3.3 与MES和自动化生产相结合工序软件 销售合同的数量转化成知道生产的生产计划,产品要求转化成工艺设计并生成工艺参数。各工序和设备的工艺参数通过工艺卡的形式和直接自动下发到设备的方式下发到生产的各个环节。 比如销售合同规定的喷标内容会直接下发到成品工序的喷标机,结合实际的管号和炉号打印喷码信息; 销售合同规定的唛头会通过斑马的打印机结合当前的生产信息、打捆信息打印出唛头标签。 销售合同要求的标准转化成标准要求的水压信息直接下发到水压检测软件,自动判断水压是否合格。 工艺要求的焊接功率等参数会下发到高中频量软件,根据上下限发出警报信息… 3.4 透明化的工厂 3.5 简易却功能强大的报表设计,完全管控的喷码,按客户要求生成的标签 系统有强大的查询功能,可以以表格和图表的形式查到绝大部分用户想要的数据。但在我们中国的企业还是不够的,我们的企业总是想设计成各种令人叫绝的报表,我们自带的报表设计器可以通过半天的培训设计出各种复杂格式的报表,并可以保存成多个模板。就是说我设计出一种类型的报表,只要在打印时选择模板就可以将一个报表打印成各种类型。 对于标签打印和条码打印,我们也都有自己的模块,方便连接各种打印设备,打印出客户想要的标签、标示。 4. 发展思路 在钢管行业试用、完善;在汽车和其他行业扩展。