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智能MES解決方案

速威RTD-MES系統
 
 MES系統介紹
 
  MES(Manufacturing Execution System),中文名稱為「制造執行系統」,是用來幫助企業從接獲訂單、進行生產、流程控制一直到產品完成,主動收集及監控制造過程中所產生的生產資料,以確保產品生產質量的應用軟件。
 
  通過關連式數據庫(RDBMS)、圖示化使用界面(BI)、開放式架構(Open Platform)等信息相關技術,MES 能將企業生產所需的核心業務如訂單、供應商、物管、生產、設備保養、品管等流程整合在一起,將工廠生產線上實時的生產信息,以 Web 或其他通知方式準確地傳送給使用者監看,當生產活動發生緊急事件時,還能提供現場緊急狀態的信息,并以最快速度通知使用者。企業引進 MES 目的在于致力降低沒有附加價值的活動對工廠營運的影響,進而改善企業制程,提高生產效益。
 
  MES 系統是一個環境也是一個架構,它將實時的信息和其他信息系統(如生產流程規劃系統等)結合,使得企業、工廠或流程控制系統之間的鴻溝得以連結起來。在汽車零件、空調組裝、制藥行業及電子零組件等高科技產業中,由于制造現場流程復雜,分批、并批、跳批、外包、插單、抽單等異常生產狀況極為頻繁,使得傳統上以財務、會計為出發點之 ERP 系統中之制造相關模塊難以勝任,于是從工廠營運層考量的專用型制造執行系統便應運而生。企業使用 MES 后可以降低生產周期時間、減少在制品(WIP)、增強準時交貨能力、改善產品質量,進而降低生產成本、增加總生產盈余,是高科技及高度競爭產業的生存利器。
 
 MES系統效益
 
  根據美國 MESA International 調查的數據顯示,導入 MES 可以為企業帶來如下的具體效益:
 
 

改善項目

統計數據

縮短制造周期時間

平均縮短:45%  
降低的幅度:10-60%

降低或消除資料錄入的時間  

平均降低:75%  
降低的幅度:20-90%

減少在制品(WIP)

平均減少:24%  
降低的幅度:20-50%

降低或排除轉換間的文件工作

平均降低:61%  
降低的幅度: 50-80%

縮短訂貨至交貨的時間

平均縮短:27%  
降低的幅度: 10-40%

改善產品質量

平均提升:23%  
提升的幅度: 10-45%

排除書面作業和藍圖作業的浪費

平均減少:56%  
降低的幅度: 30-80%

 
* 資料來源:MESA International 調查統計數據
 
 
  MES(Manufacturing Execution System , 制造執行系統)是從工單、生產、設備管理、保養、質量管制到出入庫、進出貨等整合的系統,可以說是一個制造形態工廠的核心。
 
 
 MES系統選擇
 
您是否有這些疑問:
 
目前有多少訂單?
已經進入產線生產的量有多少?
目前正在生產的量有多少?
已經完工入庫的量有多少?
已經出貨的量有多少?
報廢損失的數量有多少?
 
1.在定期產銷會議中提不出能讓老板迅速了解生產狀況的報表?
2.在 ERP 生產投料后,無法得知原料真實使用狀況,須等產品生產后才能算出精確的成本報告?
3.曾于生產過程中遇到機臺當機,或因機臺缺乏保養成為不定時炸彈?
4.因工廠在跨地區或海外,不知如何遠端管理?
5.曾因工廠產品種類太多,每張訂單的生產條件不同而不知如何管理?
導入 RTD-MES 系統,能解決以上問題。
 
 
如何選擇MES?
 
A. 廠商信譽
1. 廠商是否為上市國際級公司服務?
2. 廠商是否有ISO9001智能工廠、智慧物流應用軟件特資質訃證?
3. 廠商是否有ISO14001質量體系訃證?
4. 廠商之商譽及口碑是否良好?
5. 能否提供當地2小時內研發及顧問團隊支持?
6. 廠商是否能夠提供覆蓋全中國支持服務?

Reputation
 
B. 廠商經驗
1. MES 產品是否已有5年以上的Reference Site?
2. 廠商是否有10年以上同類型產品開發經驗?
3. 有多少間長期合作3年以上的客戶?
4. 廠商是否自主研發產品?
5. 有否同類型行業3年以上的成功案例?

Experience
 
C. 產品功能
1. 有否自主開發自己的數據庫引擎?
2. 有否控制非結構化達PB等級的數據技術?
3. 有否實時數據庫存儲大點數數據采集技術?
4. 有否定期將舊數據轉存到歷史數據庫不中斷運作技術?
5. 有否流程即代碼 / 可視化業務建模工具?
6. 有否SCADA產品支持1,000臺以上設備連接?
7. SCADA中有否提供機器控制、異常控制、設備報警歷史等功能?
8. 有否提供手機/PAD OEE產品分析?
9. 有否提供企業駕駛艙 / 監控艙圖示化功能?
10. 有否提供多工廠模式?
11. 有否APS排產系統?
12. 有否MES系統?
13. 有否WMS倉庫管理系統?
14. 有否PTL亮燈揀貨系統?
15. 有否生產管理模塊?
16. 質量管理模塊?
17. 文檔管理模塊?
18. 工時管理模塊?
19. 設備管理模塊?
20. 停工管理模塊?
21. 報表模塊?
22. 車間看板?

Features
 
D. 產品彈性
1. 有否整合SAP、ORACLE、用友、金蝶、QAD...ERP成功案例?
2. MES 產品是否仍在研發新模塊?
3. 是否可以透過快速圖示化流程設定修改業務流程而不用編程?
4. 是否提供二次開發功能嗎?
5. MES 產品是否提供未來的擴充性?例如后續更新版本?

Flexibility
 
 MES系統架構
 

 
  速威智能公司結合10多年的制造執行系統項目研發與實施經驗,結合制造執行理論、精益生產、6 Sigma、OEE(Overall Equipment Efficient)整體設備有效率、看板管理、生產安燈管理、正反向追溯管理、品產管理等先進管理理念,以及先進的IT 技術,開發出速威制造執行系統以下簡稱RTD-MES (Real Time Data - Manufacturing Execution System)。RTD-MES是對從原材料上線到成品入庫、生產計劃下達到生產過程、再到成品出貨進行實時數據采集、控制和監控的系統。以RTD-MES為核心,將SCADA數據采集技術、海量數據處理技術、移動計算技術、自動化控制技術、數據庫技術、圖示化展示技術等等;敏捷制造、精益生產、工業系統工程理論有機結合。RTD-MES實現生產現場透明化管理、數字化、智能化。
 


 
 
 MES系統特色
 
全面完整的前向與后向產品追溯
生產看板管理
JIT庫存管理
物料齊套運算
工序及人員產量統計
精益生產與敏捷制造管理
多工廠制造信息管理與集成
批號與單品管理同時兼容
海量工業數據采集 、實時數據處理 (Big Data)
現場資源(設備、產品、原材料、人員、過程)追蹤 (Tracking)
實時、全面、準確的性能與品質分析(QC 7大手法、SPC、KPI、停機分析)
自動化設備控制 (SCACA)
現場無紙張運作 (Paperless)
產能記錄
 
 
 MES系統功能
 
 
 
  RTD-MES重視生產現場工藝防呆、資源追蹤、實時分析等管理功能,即能幫助您降低成本,迅速獲利。從現場管理的角度來看,RTD-MES集成了企業生產現場各單位(如物料、生管、制造、品管、倉管等)的各項數據,使您得以迅速得到運作所需的信息,以提升生產效率。RTD-MES集成相關數據采集和信息顯示的硬件配備,RTD-MES 采用模塊化功能的設計,針對您的需求做彈性的模塊搭配,方便您分階段實施,將建設和升級成本降至最低。
 
  RTD-MES不是一個獨立的系統,而是整個企業信息化中的重要組成部分,其跟企業的ERP、CRM、SCM、Logistics、Automation、 CMC/PDM都有密切的管理,共同組成整個企業的信息化系統。
 
?物料管理
  該模塊主要功能是實現原材料和成品/半成品管理基礎資料與物料清單的維護管理。
 
?途程管理
  靈活定義產品的加工工藝與生產途程,通過基于有限資源能力的作業排序和調度來優化車間性能。在生產過程中該單元模塊還能對工藝流程進行嚴格管控,保證產品按事先設定的流程生產,如果發生任何異常情況將自動進行糾正與報警處理。
 
?生產管理
  該功能主要是生產指令輸入/轉入到RTD-MES里面,并把生產任務按照生產線/單元的生產能力、訂單的緊急度、生產效率等因素,進行任務分配。提供各生產線大排程、日排程、小時排程的排產作業, 并管制每日、每小時的產能負荷狀況, 確保生管排程作業同時能夠符合預定交期、符合生產線產能, 并能實時掌握各生產指令的進度狀況。
 
?質量管理
  從原材料IQC檢驗、發料檢驗、倉庫檢驗、生產過程檢驗(巡檢、抽檢、首件檢驗、PQC、FQC)以及QA檢驗等等所有的海量工廠檢驗數據均保存RTD-MES 數據庫中。根據質量目標來實時記錄,跟蹤和分析產品和加工過程的質量,以保證產品的質量控制和確定生產中需要注意的問題。采用QC七大手法、SPC對品質進行供應商質量分析、品質績效分析、質量成本分析等,進而改善品質,含維修、重工、報廢管理,記錄生產過程中不良產品的詳細信息,維修記錄,報廢產品詳細信息和重工產品的詳細記錄。
 
?WIP管理
  指導勞動者、機器、工具和物料如何協調的進行生產,并跟蹤其現在的工作狀態和剛剛完工情況。實現生產現場的可視化管理,管理者可以動態、實時從生產線別/單元/生產任務單號等全視角得到生產進度,倉庫及前工序、中工序、后工序線上分別有多少產品等;供應商可實時、動態得到其原材料在倉庫及生產現場的消耗狀況,從而主動補料,實現材料的拉動式管理與JIT管理;客戶隨時可以得到其訂單在工廠的實時生產進度與交貨情況,更好地安排運輸與市場。
 
?數據采集
   監視,收集和組織來自人員,機器和底層控制操作數據以及工序,物料信息。這些數據可由車間手工錄入或由各種自動方式獲取。突破傳統的條碼采集數據的方式,RTD-MES還可以和PLC、傳感器、RFID、DCS、I/O、HMI等多種自動化的工業設備聯機,從這些設備獲取數據。
 
?追蹤追溯
  通過監視產品在任意時刻的位置和狀態來獲取每一個產品的歷史紀錄,該記錄向用戶提供產品組及每個最終產品使用情況的可追溯性。提供輸入查詢界面,如用戶輸入任意一個產品號、序列號、批號、生產日期、入庫日期、出貨日期可以得到該產品在工廠生產時的詳細數據,設定不同的條件都可以查詢相應的結果,實現產品的前向與后向追溯。
 
?倉庫管理
  (WMS)- 結合條碼、WLAN、無線射頻(RFID)、電子標簽等先進自動識別技術與移動計算技術,對原材料、產品在工廠的生產車間、倉庫、配送中心等的流動實現實時的批次/單品跟蹤;規范倉庫庫位管理、提高倉庫利用率、提高揀貨速度,準確統計產品庫存,追溯產品出貨信息,大大提高了物流的準確性、實時性等。
 
?系統管理
  系統提供了“用戶”和“角色”的管理功能,對各使用者登錄系統的帳號、密碼等進行嚴格的權限管理,以及對系統部分參數進行設置。
 
?系統接口
   RTD-MES 提供豐富的外部應用系統接口模式:外部接口適配器、外部應用代理、Web XML服務、應用程序接口等與ERP、SCM、PDM、OA等企業應用系統進行集成。
 
?報表查詢
   我們提供企業駕駛艙 / 監控艙,一個純 Javascript 的圖表庫,可以流暢的運行在 PC 和移動設備上,兼容當前絕大部分瀏覽器(IE8/9/10/11,Chrome,Firefox,Safari等),底層依賴輕量級的 Canvas 類庫 ZRender,提供直觀,生動,可交互,可高度個性化定制的數據可視化圖表。
 

 
  它提供了常規的折線圖,柱狀圖,散點圖,餅圖,K線圖,用于統計的盒形圖,用于地理數據可視化的地圖,熱力圖,線圖,用于關系數據可視化的關系圖,treemap,多維數據可視化的平行坐標,還有用于 BI 的漏斗圖,儀表盤,并且支持圖與圖之間的混搭。

 
?多設備隨意展示
  電腦/手機/平板/大屏 …兼容多種設備,可隨時隨地任性展示。
 
?多個坐標系的支持
  開始獨立出了“坐標系”的概念,支持了直角坐標系(catesian,同 grid)、極坐標系(polar)、地理坐標系(geo)。圖表可以跨坐標系存在,例如折、柱、散點等圖可以放在直角坐標系上,也可以放在極坐標系上,甚至可以放在地理坐標系中。
 

 
 
下面是一個散點圖在地理坐標系上的例子:
?移動端的優化
  流量珍貴的移動端需要圖表庫的體積盡量小,代碼的重構,帶來了核心部分體積的減小。
移動端交互也做了優化,例如移動端小屏上適于用手指在坐標系中進行縮放、平移。 PC 端也可以用鼠標在圖中進行縮放(用鼠標滾輪)、平移,如下圖:
 
?深度的交互式數據探索
  交互是從數據中發掘信息的重要手段。“總覽為先,縮放過濾按需查看細節”是數據可視化交互的基本需求。我們一直在交互的路上前進,提供了 legend visualMap dataZoom tooltip等組件以及圖表附帶的漫游,選取等操作提供了數據篩取、視圖縮放、展示細節等能力。
 
  對這些組件進行了廣泛增強,例如支持在數據的各種坐標軸、維度進行數據過濾、縮放,以及在更多的圖中采用這些組件。比如下面這個例子:
 

 
?大數據量的展現
  借助 Canvas 的能力,我們在散點圖中能夠輕松展現上萬甚至上十萬的數據。下面的微博簽到圖中就展現了 100k+ 的簽到數據。
 

 
?動態數據
  由數據驅動,數據的改變驅動圖表展現的改變。因此動態數據的實現也變得異常簡單,只需要獲取數據,填入數據,系統會找到兩組數據之間的差異然后通過合適的動畫去表現數據的變化。配合 timeline 組件能夠在更高的時間維度上去表現數據的信息。
 
 
?系統接口
  RTD-MES 提供豐富的外部應用系統接口模式:外部接口適配器、外部應用代理、Web XML服務、應用程序接口等與ERP、SCM、PDM、OA等企業應用系統進行集成。
 
 
工業大數據采集
 
  當前,大數據作為新一代信息技術的關鍵,逐漸成為新一輪產業革命的核心。工業大數據是工業領域相關數據集的總稱,是MES成功的核心,是工業智能化發展的基礎原料。《中國制造 2025》規劃中明確指出,工業大數據是我國制造業轉型升級的重要戰略資源。為此,速威科研人員以大數據為核心、以數據驅動智能制造決策,成功開發MES工業大數據平臺。
 
工業大數據的定義
 

 
  工業大數據即工業數據的總和,我們把它分成三類,即企業信息化數據、工業物聯網數據,以及外部跨界數據。其中,企業信息化和工業物聯網中機器產生的海量時序數據是工業數據規模變大的主要來源。
 
  針對企業信息化,人和機器是產生工業大數據的主體。人產生的數據是指由人輸入到計算機中的數據,由人產生的數據規模一般在 TB 級或以下,例如銷售數據、生產數據、質量數據、倉庫數據、業務數據等。機器數據是指由傳感器、儀器儀表和智能終端等采集的數據,機器數據規模將可達 PB 級,是大數據的主要來源。以風機裝備為例,根據 IEC61400-25 標準,持續運轉風機的故障狀態其數據采樣頻率為50Hz,單臺風機每秒產生225K字節傳感器數據,按 2 萬風機計算,如果全量采集每秒寫入速率為 4.5GB秒,7X24 持續不斷。
 
 
  工業大數據可分為結構化數據和非結構化數據。
  1、結構化數據即關系數據,存儲在數據庫里e.g. Oracle, SQL Server etc.。
  2、不方便用二維表結構來表達的數據即稱為非結構化數據,包括辦公文檔、文本、圖片、各類報表、圖像、音頻、視頻等。
 

工業大數據技術架構
 
 MES系統優勢
 
  FlexWeaver作為速威公司全新一代MES的技術平臺,提供MES所需的全系列平臺服務,針對工業大數據提供分布式計算環境、統一數據庫引擎、大數據及云計算支撐等等。
 
同時適應企業內網服務器及云部署,支持部署到Microsoft Azure、Amazon EC2、阿里云等國內外主流云計算平臺,支持彈性計算;
多模態數據的管理技術 - 各種工業場景中存在大量多源異構數據,例如結構化業務數據、時序的設備監測數據、非結構化工程數據等。提供 PB 級結構化和非結構化數據云存儲與管理,支持高效的數據查詢、索引、提取等基本數據集操作;
提供ETL處理技術,自動定時無斷式轉移大量歷史數據,解決歷史數據堆積的問題;
高通量數據的寫入技術 - 一個裝備制造企業同時接入的設備數量可達數十萬臺,通過實時數據庫存儲技術,采集SCADA設備大點數數據,避免過多消耗MES數據庫的IO而影響MES系統性能;
通過統一數據庫引擎UDE,集成RDBMS與*Hadoop等大數據分布式處理框架,讓FlexWeaver 可支撐起PB級的非結構化工業大數據;
系統提供可視化分析與報表系統,用戶通過可視化分析工具、可視化圖形組件、報表模板等功能開展交互式可視化數據分析;
強關聯數據的集成技術 - 工業大數據分析更關注數據源的完整性,而不僅僅是數據的規模。工業大數據應用需要實現數據在物理信息、產業鏈、以及跨界三個層次的融合。RTD-MES 提供豐富的外部應用系統接口模式:外部接口適配器、外部應用代理、Web XML服務、應用程序接口等與ERP、SCM、PDM、OA等企業應用系統進行集成。。
 
 
  * Hadoop被騰訊、阿里等互聯網巨頭廣泛用于音視頻存儲,Hadoop分布式存儲節點數,可支持到上百TB甚至PB級的音視頻數據存儲。
 
  FlexWeaver作為速威公司全新一代MES的技術平臺,提供MES所需的全系列平臺服務,包括分布式計算環境、統一數據庫引擎、大數據及云計算支撐、報表與分析服務、BPM/工作流引擎、可視化業務建模工具、二次開發IDE、PAD/移動支持、ERP連接器、設備驅動庫、OPC服務等基礎平臺服務,以及生產管理、設備管理、跟蹤追溯、質量管理等ME(制造執行)的標準化功能。
 
  FlexWeaver核心模塊采用Java開發,設備驅動庫、SCADA等少部分模塊采用 C++、C#開發,通過JNI或IPC與FlexWeaver核心模塊集成。
 
  FlexWeaver提供功能強大而又簡單易用的業務組件開發/二次開發IDE(集成開發環境),以拖放方式構建可視化的業務邏輯/業務流程圖,輔以全球知名的敏捷腳本語言 ---- Groovy作為二次開發語言,實現業務功能的快速定制開發。

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