MES及生产数据统计优化

MES及生产数据统计优化

艾玲 阮超 刘敏

奇瑞汽车河南有限公司 河南 475000

摘要：MES系统平台包含六大功能模块和四大应用套件，六大功能模块：计划管理、生产管理、质量管理、设备管理、仓储物流管理、电子看板平台，以及四大应用套件：数据采集系统、移动应用系统、电子数据交换平台、报表决策分析系统。每个功能模块和应用套件都可作为独立系统运行，企业可根据需求进行自主选择和组合。

关键词：MES，数据优化

引言

随着国外先进制造技术的不断引入，并在市场需求的基础上加以提高与完善，自动化技术在制造行业得到了广泛应用，同时也极大促进了围绕制造业的MES系统软件的广泛应用。MES系统软件利用先进的网络通信技术，将自动化技术与企业管理系统有机结合，针对提升企业的制造水平、管理水平、安全生产、质量控制和节能降耗等诸多方面，为推动制造业整体制造水平的提升起到了至关重要的作用。

一、MES系统功能

MES系统与ERP系统、WMS系统集成，获取人员、订单、计划、物料等信息，实现计划管理、生产调度，通过与SCADA系统集成获取生产设备、检测设备等的状态与作业参数，实现设备管理、质量管理、生产过程管理。MES系统的主要功能模块：工厂建模MES系统为各类制造型企业提供工厂建模，即基础数据设置。主要模块包括：组织机构管理、资源管理、工厂建模和工厂日历、班组管理、资源管理。产品建模产品数据是MES系统的基础，是生产制造执行、质量过程监控、设备数据管理、仓储物流管控的基石。主要模块包括：基础物料管理、BOM管理、工序管理、工艺路线管理。计划管理计划管理是MES系统的源头，先有计划，再根据计划进行安排生产。系统将计划分成三级进行管理：计划订单→生产订单→作业订单。主要模块包括：计划订单管理、生产订单管理（计划排程）、外协管理、变更单管理。生产管理MES系统对企业进行组织和控制生产活动的综合管理，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标。主要模块包括：作业订单管理、数据采集模型组、数据采集按产品和工序关联、生产数据采集。生产过程报警MES系统通过扫码技术，实现产品生产过程全程跟踪，如生产线的实际操作与工艺要求不符合，扫描后系统会自动报警，过程中还会对模具、工人、材料及质量进行动态校验，并在生产换产前提前给出下一任务的换产准备清单。质量管理MES系统对企业为了实现质量目标而进行的管理性质活动，是指确定质量方针、目标，并通过质量规划、控制来提高产品合格率的全部活动。主要模块包括：检验模型组、产品和工序检验关联、待检判定清单、质检数据录入、不合格品/返工/返修处理、SPC统计过程分析。

二、MES系统主要应用价值

MES系统结合大数据分析技术，辅助生产优化决策，降低企业成本对生产过程中沉淀的信息资源进行搜集、整合、深度挖掘与应用，依据大数据分析技术，帮助企业洞察生产过程中存在的隐患和问题，获悉业务过程内在发生规律。MES系统能够将设备状态参数、计划执行情况等运行参数，以及质量、交货期等性能指标数据化，同时可以分析这些数据之间的关联，用数据挖掘的方式预测交货准时率、产品合格率等车间性能的演化规律，进而发现质量指标中数据的异常，找到影响异常数据的关键参数，并对关键数据进行控制，保证交货期和产品质量。全工序设备的数据采集，确保数据及时、真实、准确业界良好的数据采集技术，来规范和实现生产设备和辅助设备的状态、运行情况的集成联网和信息采集，采用先进成熟的数据传输技术和信息存储技术来实现对过程实时数据的有效无损存储和在线分析处理。MES系统具体包括对设备控制器及控制软件的通讯和数据采集功能，将设备生产过程中设备运行状态、工艺参数、生产数据进行集中管控，并实现数据调度、过程监控、设备远程操作等，对于设备的一些关键运行参数，如气体流量、温度、压力等可设定其合理值范围，超出范围值时给予报警处理或锁机处理。

三、ERP传递给MES制造执行系统的生产计划数据

为了保证车间生产的需要，ERP需要每天传递给MES制造执行系统一周以后的生产计划数据，也就是顺位计划文件。在传递的顺位计划文件中应该包含有全部生产车间所涉及到的生产信息。由于MES制造执行系统系统和ERP系统分别属于信息系统的两个层次，而且通常情况下，ERP系统应用平台为UNIX，MES制造执行系统系统应用平台为Windows，为了保证生产计划文件在两种平台间良好完整的传递，我们设计采用FTP方式，即在MES制造执行系统服务器上建立FTP服务器，ERP系统每日定时的上传唯一计划文件，计划文件采用通用的文本文件格式。为了避免在上传过程中可能出现的数据完整性问题，在计划文件中需要加入标识行，当MES制造执行系统接收到计划文件后，对文件进行分解，并可以从标识行获取计划文件的完整性信息。其中第一行作为计划文件的起始标识行，最后一行为计划文件的结束标识行，并在结束标识行末端标识计划文件下达计划的记录数。供MES制造执行系统系统比对文件的完整性。

四、全厂物料平衡

物料平衡系统是该公司MES系统的应用核心，涵盖原油进厂、装置投入和产出、罐区库存以及产品出厂等业务环节，是MES的高度集成性应用。物料平衡通过对装置投入产出数据、物料库存数据、物料移动信息、产品加工方案信息和LIMS化验数据等基础数据进行统一集成，然后基于平衡模型进行数据整定，分析出不合理的数据供人为确认，并最终实现全厂物料数据的平衡。

油品移动数据。油品移动数据模块对集成的TIS&OMM油品指令进一步加工处理，生成物料平衡模型能够利用的物料走向“开关”信号，实现了TIS&OMM油品移动与物料平衡应有的统一。统计业务逻辑。统计业务逻辑模块以物料平衡数据为基础，以罐区和具体物料为单位，结合炼厂统计数据要求，实现全厂罐区数据平衡统计，全厂油品收、支、付平衡统计。

提供完整准确的制造数据制造业企业为了满足动态变化的客户需求并按时交货，公司业务层必须与生产过程同步。这就意味着要有效组织和协调管理诸如物料、设备以及人员等所有制造资源。此外，提供关于生产事件、设备绩效及停机时间、KPI计算的实时数据对于进行正确决策是十分关键的。相关报表可手动生成，而创建一个能真实反映生产状况的报表，就必须实现不间断的采集、存储和提交生产数据。MES系统软件通过现场的数据收集，建立起物料、设备、人员、工具、半成品、成品之间的关联关系，保证信息的继承性与可追溯性。系统提供的实时数据，既可以向生产管理人员提供车间作业和设备的实际状况，也可以向业务部门提供客户订单的生产情况，还能够根据实际生产的情况计算出直接物料耗用成本。基于现场数据的报表和查询功能，能为高层管理人员的决策提供支持。减少了大量的统计工作，并增加了统计的全面性与可靠性，实现制造数据的可追溯性。

结束语：

ＭＥＳ为该公司提供了统一的生产数据管理平台，系统涵盖了全厂所有装置的进料、出料，罐区库存及收付动态，原料进厂，产品出厂（船运、汽运、管输）等业务领域数据信息，基于ＭＥＳ的数据统计实现全厂“产、销、存”数据的统计管理，现场用户能够利用ＭＥＳ数据信息直接进行日常生产指导，ＭＥＳ已经成为该公司生产中不可或缺的系统。

参考文献：

［１］陆培文．阀门的试验与检验［Ｍ］．北京：中国标准出版社，２０１０．

［２］孙家孔．阀门手册［Ｍ］．北京：中国石化出版社，２００５．

［３］廖常初．Ｓ７－２００ＰＬＣ应用技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００６．