智能MES解决方案

速威RTD-MES系统
 
 MES系统介绍
 
  MES(Manufacturing Execution System),中文名称为「制造执行系统」,是用来帮助企业从接获订单、进行生产、流程控制一直到产品完成,主动收集及监控制造过程中所产生的生产资料,以确保产品生产质量的应用软件。
 
  通过关连式数据库(RDBMS)、图示化使用界面(BI)、开放式架构(Open Platform)等信息相关技术,MES 能将企业生产所需的核心业务如订单、供应商、物管、生产、设备保养、品管等流程整合在一起,将工厂生产线上实时的生产信息,以 Web 或其他通知方式准确地传送给使用者监看,当生产活动发生紧急事件时,还能提供现场紧急状态的信息,并以最快速度通知使用者。企业引进 MES 目的在于致力降低没有附加价值的活动对工厂营运的影响,进而改善企业制程,提高生产效益。
 
  MES 系统是一个环境也是一个架构,它将实时的信息和其他信息系统(如生产流程规划系统等)结合,使得企业、工厂或流程控制系统之间的鸿沟得以连结起来。在汽车零件、空调组装、制药行业及电子零组件等高科技产业中,由于制造现场流程复杂,分批、并批、跳批、外包、插单、抽单等异常生产状况极为频繁,使得传统上以财务、会计为出发点之 ERP 系统中之制造相关模块难以胜任,于是从工厂营运层考量的专用型制造执行系统便应运而生。企业使用 MES 后可以降低生产周期时间、减少在制品(WIP)、增强准时交货能力、改善产品质量,进而降低生产成本、增加总生产盈余,是高科技及高度竞争产业的生存利器。
 
 MES系统效益
 
  根据美国 MESA International 调查的数据显示,导入 MES 可以为企业带来如下的具体效益:
 
 

改善项目

统计数据

缩短制造周期时间

平均缩短:45%  
降低的幅度:10-60%

降低或消除资料录入的时间  

平均降低:75%  
降低的幅度:20-90%

减少在制品(WIP)

平均减少:24%  
降低的幅度:20-50%

降低或排除转换间的文件工作

平均降低:61%  
降低的幅度: 50-80%

缩短订货至交货的时间

平均缩短:27%  
降低的幅度: 10-40%

改善产品质量

平均提升:23%  
提升的幅度: 10-45%

排除书面作业和蓝图作业的浪费

平均减少:56%  
降低的幅度: 30-80%

 
* 资料来源:MESA International 调查统计数据
 
 
  MES(Manufacturing Execution System , 制造执行系统)是从工单、生产、设备管理、保养、质量管制到出入库、进出货等整合的系统,可以说是一个制造形态工厂的核心。
 
 
 MES系统选择
 
您是否有这些疑问:
 
目前有多少订单?
已经进入产线生产的量有多少?
目前正在生产的量有多少?
已经完工入库的量有多少?
已经出货的量有多少?
报废损失的数量有多少?
 
1.在定期产销会议中提不出能让老板迅速了解生产状况的报表?
2.在 ERP 生产投料后,无法得知原料真实使用状况,须等产品生产后才能算出精确的成本报告?
3.曾于生产过程中遇到机台当机,或因机台缺乏保养成为不定时炸弹?
4.因工厂在跨地区或海外,不知如何远端管理?
5.曾因工厂产品种类太多,每张订单的生产条件不同而不知如何管理?
导入 RTD-MES 系统,能解决以上问题。
 
 
如何选择MES?
 
A. 厂商信誉
1. 厂商是否为上市国际级公司服务?
2. 厂商是否有ISO9001智能工厂、智慧物流应用软件特资质讣证?
3. 厂商是否有ISO14001质量体系讣证?
4. 厂商之商誉及口碑是否良好?
5. 能否提供当地2小时内研发及顾问团队支持?
6. 厂商是否能够提供覆盖全中国支持服务?

Reputation
 
B. 厂商经验
1. MES 产品是否已有5年以上的Reference Site?
2. 厂商是否有10年以上同类型产品开发经验?
3. 有多少间长期合作3年以上的客户?
4. 厂商是否自主研发产品?
5. 有否同类型行业3年以上的成功案例?

Experience
 
C. 产品功能
1. 有否自主开发自己的数据库引擎?
2. 有否控制非结构化达PB等级的数据技术?
3. 有否实时数据库存储大点数数据采集技术?
4. 有否定期将旧数据转存到历史数据库不中断运作技术?
5. 有否流程即代码 / 可视化业务建模工具?
6. 有否SCADA产品支持1,000台以上设备连接?
7. SCADA中有否提供机器控制、异常控制、设备报警历史等功能?
8. 有否提供手机/PAD OEE产品分析?
9. 有否提供企业驾驶舱 / 监控舱图示化功能?
10. 有否提供多工厂模式?
11. 有否APS排产系统?
12. 有否MES系统?
13. 有否WMS仓库管理系统?
14. 有否PTL亮灯拣货系统?
15. 有否生产管理模块?
16. 质量管理模块?
17. 文档管理模块?
18. 工时管理模块?
19. 设备管理模块?
20. 停工管理模块?
21. 报表模块?
22. 车间看板?

Features
 
D. 产品弹性
1. 有否整合SAP、ORACLE、用友、金蝶、QAD...ERP成功案例?
2. MES 产品是否仍在研发新模块?
3. 是否可以透过快速图示化流程设定修改业务流程而不用编程?
4. 是否提供二次开发功能吗?
5. MES 产品是否提供未来的扩充性?例如后续更新版本?

Flexibility
 
 MES系统架构
 

 
  速威软件公司结合10多年的制造执行系统项目研发与实施经验,结合制造执行理论、精益生产、6 Sigma、OEE(Overall Equipment Efficient)整体设备有效率、看板管理、生产安灯管理、正反向追溯管理、品产管理等先进管理理念,以及先进的IT 技术,开发出速威制造执行系统以下简称RTD-MES (Real Time Data - Manufacturing Execution System)。RTD-MES是对从原材料上线到成品入库、生产计划下达到生产过程、再到成品出货进行实时数据采集、控制和监控的系统。以RTD-MES为核心,将SCADA数据采集技术、海量数据处理技术、移动计算技术、自动化控制技术、数据库技术、图示化展示技术等等;敏捷制造、精益生产、工业系统工程理论有机结合。RTD-MES实现生产现场透明化管理、数字化、智能化。
 


 
 
 MES系统特色
 
全面完整的前向与后向产品追溯
生产看板管理
JIT库存管理
物料齐套运算
工序及人员产量统计
精益生产与敏捷制造管理
多工厂制造信息管理与集成
批号与单品管理同时兼容
海量工业数据采集 、实时数据处理 (Big Data)
现场资源(设备、产品、原材料、人员、过程)追踪 (Tracking)
实时、全面、准确的性能与品质分析(QC 7大手法、SPC、KPI、停机分析)
自动化设备控制 (SCACA)
现场无纸张运作 (Paperless)
产能记录
 
 
 MES系统功能
 
 
 
  RTD-MES重视生产现场工艺防呆、资源追踪、实时分析等管理功能,即能帮助您降低成本,迅速获利。从现场管理的角度来看,RTD-MES集成了企业生产现场各单位(如物料、生管、制造、品管、仓管等)的各项数据,使您得以迅速得到运作所需的信息,以提升生产效率。RTD-MES集成相关数据采集和信息显示的硬件配备,RTD-MES 采用模块化功能的设计,针对您的需求做弹性的模块搭配,方便您分阶段实施,将建设和升级成本降至最低。
 
  RTD-MES不是一个独立的系统,而是整个企业信息化中的重要组成部分,其跟企业的ERP、CRM、SCM、Logistics、Automation、 CMC/PDM都有密切的管理,共同组成整个企业的信息化系统。
 
物料管理
  该模块主要功能是实现原材料和成品/半成品管理基础资料与物料清单的维护管理。
 
途程管理
  灵活定义产品的加工工艺与生产途程,通过基于有限资源能力的作业排序和调度来优化车间性能。在生产过程中该单元模块还能对工艺流程进行严格管控,保证产品按事先设定的流程生产,如果发生任何异常情况将自动进行纠正与报警处理。
 
生产管理
  该功能主要是生产指令输入/转入到RTD-MES里面,并把生产任务按照生产线/单元的生产能力、订单的紧急度、生产效率等因素,进行任务分配。提供各生产线大排程、日排程、小时排程的排产作业, 并管制每日、每小时的产能负荷状况, 确保生管排程作业同时能够符合预定交期、符合生产线产能, 并能实时掌握各生产指令的进度状况。
 
质量管理
  从原材料IQC检验、发料检验、仓库检验、生产过程检验(巡检、抽检、首件检验、PQC、FQC)以及QA检验等等所有的海量工厂检验数据均保存RTD-MES 数据库中。根据质量目标来实时记录,跟踪和分析产品和加工过程的质量,以保证产品的质量控制和确定生产中需要注意的问题。采用QC七大手法、SPC对品质进行供应商质量分析、品质绩效分析、质量成本分析等,进而改善品质,含维修、重工、报废管理,记录生产过程中不良产品的详细信息,维修记录,报废产品详细信息和重工产品的详细记录。
 
WIP管理
  指导劳动者、机器、工具和物料如何协调的进行生产,并跟踪其现在的工作状态和刚刚完工情况。实现生产现场的可视化管理,管理者可以动态、实时从生产线别/单元/生产任务单号等全视角得到生产进度,仓库及前工序、中工序、后工序线上分别有多少产品等;供应商可实时、动态得到其原材料在仓库及生产现场的消耗状况,从而主动补料,实现材料的拉动式管理与JIT管理;客户随时可以得到其订单在工厂的实时生产进度与交货情况,更好地安排运输与市场。
 
数据采集
   监视,收集和组织来自人员,机器和底层控制操作数据以及工序,物料信息。这些数据可由车间手工录入或由各种自动方式获取。突破传统的条码采集数据的方式,RTD-MES还可以和PLC、传感器、RFID、DCS、I/O、HMI等多种自动化的工业设备联机,从这些设备获取数据。
 
追踪追溯
  通过监视产品在任意时刻的位置和状态来获取每一个产品的历史纪录,该记录向用户提供产品组及每个最终产品使用情况的可追溯性。提供输入查询界面,如用户输入任意一个产品号、序列号、批号、生产日期、入库日期、出货日期可以得到该产品在工厂生产时的详细数据,设定不同的条件都可以查询相应的结果,实现产品的前向与后向追溯。
 
仓库管理
  (WMS)- 结合条码、WLAN、无线射频(RFID)、电子标签等先进自动识别技术与移动计算技术,对原材料、产品在工厂的生产车间、仓库、配送中心等的流动实现实时的批次/单品跟踪;规范仓库库位管理、提高仓库利用率、提高拣货速度,准确统计产品库存,追溯产品出货信息,大大提高了物流的准确性、实时性等。
 
系统管理
  系统提供了“用户”和“角色”的管理功能,对各使用者登录系统的帐号、密码等进行严格的权限管理,以及对系统部分参数进行设置。
 
系统接口
   RTD-MES 提供丰富的外部应用系统接口模式:外部接口适配器、外部应用代理、Web XML服务、应用程序接口等与ERP、SCM、PDM、OA等企业应用系统进行集成。
 
报表查询
   我们提供企业驾驶舱 / 监控舱,一个纯 Javascript 的图表库,可以流畅的运行在 PC 和移动设备上,兼容当前绝大部分浏览器(IE8/9/10/11,Chrome,Firefox,Safari等),底层依赖轻量级的 Canvas 类库 ZRender,提供直观,生动,可交互,可高度个性化定制的数据可视化图表。
 

 
  它提供了常规的折线图,柱状图,散点图,饼图,K线图,用于统计的盒形图,用于地理数据可视化的地图,热力图,线图,用于关系数据可视化的关系图,treemap,多维数据可视化的平行坐标,还有用于 BI 的漏斗图,仪表盘,并且支持图与图之间的混搭。

 
多设备随意展示
  电脑/手机/平板/大屏 …兼容多种设备,可随时随地任性展示。
 
多个坐标系的支持
  开始独立出了“坐标系”的概念,支持了直角坐标系(catesian,同 grid)、极坐标系(polar)、地理坐标系(geo)。图表可以跨坐标系存在,例如折、柱、散点等图可以放在直角坐标系上,也可以放在极坐标系上,甚至可以放在地理坐标系中。
 

 
 
下面是一个散点图在地理坐标系上的例子:
移动端的优化
  流量珍贵的移动端需要图表库的体积尽量小,代码的重构,带来了核心部分体积的减小。
移动端交互也做了优化,例如移动端小屏上适于用手指在坐标系中进行缩放、平移。 PC 端也可以用鼠标在图中进行缩放(用鼠标滚轮)、平移,如下图:
 
深度的交互式数据探索
  交互是从数据中发掘信息的重要手段。“总览为先,缩放过滤按需查看细节”是数据可视化交互的基本需求。我们一直在交互的路上前进,提供了 legend visualMap dataZoom tooltip等组件以及图表附带的漫游,选取等操作提供了数据筛取、视图缩放、展示细节等能力。
 
  对这些组件进行了广泛增强,例如支持在数据的各种坐标轴、维度进行数据过滤、缩放,以及在更多的图中采用这些组件。比如下面这个例子:
 

 
大数据量的展现
  借助 Canvas 的能力,我们在散点图中能够轻松展现上万甚至上十万的数据。下面的微博签到图中就展现了 100k+ 的签到数据。
 

 
动态数据
  由数据驱动,数据的改变驱动图表展现的改变。因此动态数据的实现也变得异常简单,只需要获取数据,填入数据,系统会找到两组数据之间的差异然后通过合适的动画去表现数据的变化。配合 timeline 组件能够在更高的时间维度上去表现数据的信息。
 
 
系统接口
  RTD-MES 提供丰富的外部应用系统接口模式:外部接口适配器、外部应用代理、Web XML服务、应用程序接口等与ERP、SCM、PDM、OA等企业应用系统进行集成。
 
 
工业大数据采集
 
  当前,大数据作为新一代信息技术的关键,逐渐成为新一轮产业革命的核心。工业大数据是工业领域相关数据集的总称,是MES成功的核心,是工业智能化发展的基础原料。《中国制造 2025》规划中明确指出,工业大数据是我国制造业转型升级的重要战略资源。为此,速威科研人员以大数据为核心、以数据驱动智能制造决策,成功开发MES工业大数据平台。
 
工业大数据的定义
 

 
  工业大数据即工业数据的总和,我们把它分成三类,即企业信息化数据、工业物联网数据,以及外部跨界数据。其中,企业信息化和工业物联网中机器产生的海量时序数据是工业数据规模变大的主要来源。
 
  针对企业信息化,人和机器是产生工业大数据的主体。人产生的数据是指由人输入到计算机中的数据,由人产生的数据规模一般在 TB 级或以下,例如销售数据、生产数据、质量数据、仓库数据、业务数据等。机器数据是指由传感器、仪器仪表和智能终端等采集的数据,机器数据规模将可达 PB 级,是大数据的主要来源。以风机装备为例,根据 IEC61400-25 标准,持续运转风机的故障状态其数据采样频率为50Hz,单台风机每秒产生225K字节传感器数据,按 2 万风机计算,如果全量采集每秒写入速率为 4.5GB秒,7X24 持续不断。
 
 
  工业大数据可分为结构化数据和非结构化数据。
  1、结构化数据即关系数据,存储在数据库里e.g. Oracle, SQL Server etc.。
  2、不方便用二维表结构来表达的数据即称为非结构化数据,包括办公文档、文本、图片、各类报表、图像、音频、视频等。
 

工业大数据技术架构
 
 MES系统优势
 
  FlexWeaver作为速威公司全新一代MES的技术平台,提供MES所需的全系列平台服务,针对工业大数据提供分布式计算环境、统一数据库引擎、大数据及云计算支撑等等。
 
同时适应企业内网服务器及云部署,支持部署到Microsoft Azure、Amazon EC2、阿里云等国内外主流云计算平台,支持弹性计算;
多模态数据的管理技术 - 各种工业场景中存在大量多源异构数据,例如结构化业务数据、时序的设备监测数据、非结构化工程数据等。提供 PB 级结构化和非结构化数据云存储与管理,支持高效的数据查询、索引、提取等基本数据集操作;
提供ETL处理技术,自动定时无断式转移大量历史数据,解决历史数据堆积的问题;
高通量数据的写入技术 - 一个装备制造企业同时接入的设备数量可达数十万台,通过实时数据库存储技术,采集SCADA设备大点数数据,避免过多消耗MES数据库的IO而影响MES系统性能;
通过统一数据库引擎UDE,集成RDBMS与*Hadoop等大数据分布式处理框架,让FlexWeaver 可支撑起PB级的非结构化工业大数据;
系统提供可视化分析与报表系统,用户通过可视化分析工具、可视化图形组件、报表模板等功能开展交互式可视化数据分析;
强关联数据的集成技术 - 工业大数据分析更关注数据源的完整性,而不仅仅是数据的规模。工业大数据应用需要实现数据在物理信息、产业链、以及跨界三个层次的融合。RTD-MES 提供丰富的外部应用系统接口模式:外部接口适配器、外部应用代理、Web XML服务、应用程序接口等与ERP、SCM、PDM、OA等企业应用系统进行集成。。
 
 
  * Hadoop被腾讯、阿里等互联网巨头广泛用于音视频存储,Hadoop分布式存储节点数,可支持到上百TB甚至PB级的音视频数据存储。
 
  FlexWeaver作为速威公司全新一代MES的技术平台,提供MES所需的全系列平台服务,包括分布式计算环境、统一数据库引擎、大数据及云计算支撑、报表与分析服务、BPM/工作流引擎、可视化业务建模工具、二次开发IDE、PAD/移动支持、ERP连接器、设备驱动库、OPC服务等基础平台服务,以及生产管理、设备管理、跟踪追溯、质量管理等ME(制造执行)的标准化功能。
 
  FlexWeaver核心模块采用Java开发,设备驱动库、SCADA等少部分模块采用 C++、C#开发,通过JNI或IPC与FlexWeaver核心模块集成。
 
  FlexWeaver提供功能强大而又简单易用的业务组件开发/二次开发IDE(集成开发环境),以拖放方式构建可视化的业务逻辑/业务流程图,辅以全球知名的敏捷脚本语言 ---- Groovy作为二次开发语言,实现业务功能的快速定制开发。

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