为了满足车间生产管理的需求，MES必须很好地解决上面的4个问题，为此本书认为以下5项技术是MES系统中的关键技术和问题：1.面向产品全生命周期的xBOM研究由于MES是面向车间生产管理的，MES大量涉及产品的BOM、零部件的工艺信息、制造过程的质量管理信息及制造成本的控制信息等。总之，在面向产品全生命周期的xBOM研究当中将体现MES与PDM集成及工作流管理技术的应用。因此，车间工序级调度必然成为MES的关键问题。......
2023-06-23
MES体系结构优化方案
【摘要】：根据车间生产管理系统的需求分析和车间生产管理角色及用例分析，结合MES功能模型，本书建立以下的MES体系结构，如图2-15所示。图2-15MES体系结构图1.xBOM管理PDM作为产品工程信息的管理平台，不仅仅是产品CAD设计的信息平台，目前CAPP系统也把PDM系统作为产品工艺设计的平台，并且日益成为一种趋势。通过计划系统，MES实现与MRP Ⅱ/ERP系统的集成。
根据车间生产管理系统的需求分析和车间生产管理角色及用例分析，结合MES功能模型，本书建立以下的MES体系结构，如图2-15所示。
从图2-15中可以看出，MES系统由以下10个部分组成，分别是：xBOM管理、计划管理、人力资源管理、工序级调度、外协生产管理、物料管理及物料跟踪、统计及历史数据分析、质量管理、设备管理和工段作业管理，下面对MES总体框架中的各个组成部分及其实现的功能作简单说明。
图2-15 MES体系结构图
1.xBOM管理
PDM作为产品工程信息的管理平台，不仅仅是产品CAD设计的信息平台，目前CAPP系统也把PDM系统作为产品工艺设计的平台，并且日益成为一种趋势。MES把PDM系统视为其重要的集成信息来源，MES需要从PDM系统中提取产品的原始设计BOM数据，包括产品的设计BOM和工艺BOM文件，并通过xBOM管理，把产品的设计BOM数据转换成支持MES系统的各种BOM数据，包括产品的制造BOM、工艺BOM、质量BOM等，从而快速、准确地建立MES系统中的产品基础数据。通过xBOM管理，MES实现与PDM系统的集成和MES内部产品数据管理问题。
2.计划系统
一方面，实现从企业的上层计划系统MRP Ⅱ/ERP中获取车间的本月生产作业计划；另一方面，接收外协订单分解后的物料需求计划。两个方面结合起来，为车间计划人员编制车间生产作业计划提供原始数据。通过计划系统，MES实现与MRP Ⅱ/ERP系统的集成。
3.人力资源管理
管理车间员工的各种基本信息，提供实时更新的员工状态信息数据。人力资源管理可以与设备资源管理模块相互作用来进行最终的优化分配。
4.工序级调度
工序级调度是MSE与MRP Ⅱ/ERP系统有根本差别的地方，MSE要通过工序级调度形成零部件各个工序的生产调度指令。工序级调度需要借助各种调度理论和方法，在MSE中属于难度级别较高的问题。
5.外协生产管理
当车间生产能力不能满足车间的生产作业计划时，生产车间为了保证按时完成客户订单，就需要考虑把部分产品或者零部件的生产外协到其他企业，外协生产管理将在选择合作企业方面提供决策支持，并跟踪在合作企业中外协产品或者零部件的生产进度和产品质量，即把外协生产任务的管理纳入MES系统中来。
另一方面，车间可能作为其他企业的外协生产加工单位，接受其他企业或者客户的直接订单，订单系统管理这些订单，车间计划人员根据订单情况，可能需要作物料需求计划（MRP计算），物料需求计划的结果是形成编制车间生产作业计划的原始数据。
6.物料管理/物料跟踪
管理车间物料基本信息，记录物料库存出入库情况，管理WIP信息。在物料管理中，最为复杂的是物料跟踪技术，所谓的物料跟踪技术就是随时跟踪物料工艺状态、数量、质量和存放位置等信息，向车间调度人员和客户报告产品的生产进度等信息。
7.统计/历史数据分析
统计系统在MES中有重要地位，它随时向车间管理人员提供产品及其零部件的生产数量统计、生产状态报告、生产工时统计、成本统计、质量统计等信息，以便于车间管理人员更好地掌握产品的生产进度、控制产品生产质量和产品生产成本。
MES系统中需要完整准确的产品基础数据支持，如在xBOM管理中建立了大量的产品基础数据，然而这些数据，如零部件工时定额、零部件采购成本，设备使用效率等，不可能完全与实际情况相符，因此，需要在大量历史数据统计分析的基础上不断地完善和提高MES基础数据的准确性，而准确的MES基础数据又会提高车间生产计划和调度指令的准确性和正确性。
8.质量管理
把从制造现场收集到数据进行实时分析从而控制产品生产质量，并提出车间生产过程中需要注意的问题。
9.设备管理
跟踪和指导企业维护设备和刀具以保证制造过程的顺利进行，并产生除报警外的阶段性、周期性和预防性的维护计划，也提供对直接需要维护的问题进行响应。
10.工段作业管理
执行车间生产调度指令，并在不影响车间或企业全局生产进度的前提下，对局部生产计划做适当调整；完成生产作业现场的数据采集；监控生产过程，随时向车间计划员和调度员汇报工段生产作业进度等信息，以便能够修正生产过程中的错误，提高加工效率和质量。
在上面的MSE 10个部分中，有些功能如物料管理、设备管理和人力资源管理等在企业的其他应用系统中已经具备，如MRP Ⅱ/ERP系统中包括MSE的物料管理、设备管理和人力资源管理的全部或部分功能，MSE可以从MRIP Ⅱ/ERP系统中继承这些系统或者干脆将这些功能纳入自己的范畴。
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2023-06-23
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