MES系统标准化-汽车制造

MES系统标准化

 

 

信息技术部

2014.10.20

一、目的

伴随整车事业本部的快速发展，在“打造以北京为核心，覆盖全国的汽车制造加工基

地”的企业发展目标下，各新工厂的建设工作已陆续开展，信息化系统的规划及搭建工作也同期并行实施。

MES系统作为制造执行业务重要的信息化管理平台，在“降本增效”的企业理念下，拟通过建立标准化建设规范，实现信息系统功能在各下属单位之间的平移和扩展，从而简化系统的升级和维护难度，确保成功经验的平稳转移。

综上所述，信息技术部拟对MES系统建立标准化建设策略，策略主要针对如下范围：

1、系统功能标准化制定；

2、硬件部属标准化制定；

3、外围系统边界标准化制定；

4、外围系统接口标准化制定；

5、实施条件标准化制定；

6、实施周期标准化制定；

二、适用范围

本办法适用于整车事业本部各下属单位MES系统的标准化建设工作。

三、术语和定义

1、MES：Manufacturing Execution System，为制造企业生产过程执行管理系统。是一

套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

2、MPS（计划排产）模块：实现日生产计划的序列排程及订单下达；

3、ANDON模块：实现现场设备故障的自动报警及声光提示；

4、PMC（生产过程监控）模块：实现设备及生产过程监控；

5、AVI（自动车辆跟踪）模块：实现车辆位置的自动跟踪；

6、质量管理模块：实现车辆缺陷内容的自动采集及上传；

四、职责

1.本部信息技术部

1.1、负责制定整车事业本部各下属单位MES系统的标准化建设规范；

1.2、负责收集下属单位新增系统功能的建设需求，分析、梳理并形成标准化建设规范；

1.3、负责评估MES标准化建设规范中明确内容的合理性及适用性；

1.4、负责定期修改、优化MES系统的标准化建设规范；

1.5、负责监控整车各下属单位对MES标准化建设规范的贯彻落实情况；

2、下属单位信息技术科

2.1、在系统实施过程中，坚定贯彻落实MES标准化建设规范中明确的实施方；

2.2、负责及时向本部信息技术部反馈系统建设过程中遇到的各类问题；

2.3、定期向本部信息技术部提报MES标准化建设规范的优化性建议；

五、管理内容和规定

1、MES系统模型

1.1、MES系统总体架构：

分为设备层、信息采集/交互层、应用显示层和管理指令层四个层次，四个层面通过接口依次进行数据和指令传输，实现了底层数据的上位接收展示和上位指令的下达及现场执行。

2、MPS（计划排产）模块：

实现日生产计划的序列排产及生产订单的下达。

3、ANDON模块：

提供生产信息的可视化显示，提示现场人员请求帮助信息和故障信息，并帮助相关人

员做出响应。

（1）监控管理

（2）求援管理

4、PMC（生产过程监控）模块：

集成的生产实时监控系统，能有效监控到设备的运行状态和车间整体的生产运行情况，将接收到的各类信息整合展示到各类终端上。

5、AVI（自动车辆跟踪）模块：

通过硬件采集或软件推算方式实现生产线上车辆位置的准确定位、跟踪，并将收集到的数据展示到现场。

硬件采集数据方式：

6、质量管理模块：

实现车辆质检信息的自动扫描识别，并上传至服务器，形成相应的质量报表，为用户进行车辆缺陷内容改善提供数据依据。

六、MES系统功能标准化建设规范说明

1、MPS（计划排产）模块

1.1、系统功能标准化制定

计划排产模块标准化功能列表
功能项	功能描述	备注
基础数据管理	1、车辆式样数据维护 2、通过接口从ERP系统接收物料主数据 3、排产基础数据维护	根据实际需求确定是否接收BOM
生产计划广播	1、通过文件导入生成生产计划； 2、通过接口接收ERP系统广播的日生产计划；
车辆相关信息查询	1、车辆式样数据查询 2、车辆信息查询	包括车辆的配置、简码等信息
生产计划排程	1、计划拆分 2、根据约束规则调整、生成车身上线序列 3、根据工作日历、车间标准存量等约束规则，系统自动生成三大车间的计划投入序列
生产计划下达	1、计划冻结； 2、VIN号码生成；
生产计划完工查询	1、生产计划查询； 2、排产结果查询；

1.2、硬件部属标准化制定

硬件部属标准化配置表
设备名称	设备厂商	设备型号	设备用途	部属原则
				无专用设备

1.3、外围系统边界标准化制定

外围系统边界标准化界定
外围系统	对接业务	边界界定
		外围系统	MES系统
ERP	1、订单计划广播 2、物料主数据传输	1、负责生产订单的生成、广播 2、负责BOM信息的同步下发	1、负责计划的接收及上线序列的调整 2、负责同步接收物料主数据信息

1.4、外围系统接口标准化制定

外围系统接口标准化界定
外围系统	对接业务	接口说明
		外围系统	接口方式	MES系统
ERP	1、订单计划广播 2、物料主数据传输	1、生产计划并写入PI 2、物料主数据写入PI	WEBSERVICE（PI中间件）	接收PI传递的数据

1.5、实施条件标准化制定

实施条件标准化列表
功能项	业务满足性	数据满足性
计划排产模块	1、有完善的生产计划管理流程或制度； 2、有完善的组织机构负责计划管理业务； 3、生产计划执行率80%以上； 4、有完善的排产规则；	1、车型数据准确率及完整率95%以上； 2、可以提供锁定的日生产计划； 3、车辆物料数据完整率100%；

1.6、 实施规则约束

一、计划下达执行层方式；

    MES系统通过中间表形式，向其它信息系统及自动化设备下达生产排程计划，生产排程计划的获取，由需求信息系统及自动化设备自行下载。

2、ANDON模块

2.1、系统功能标准化制定

生产过程跟踪模块标准化功能列表
功能项	功能描述	备注
现场报警	1、按钮触发报警提示 2、塔灯显示报警提示 3、扬声器报警提示 4、显示屏报警提示
报警信息维护	1、报警参数维护 2、报警类型维护 3、故障代码维护 4、报警备注维护	建议在后台进行报警基础数据维护
报警信息分析	1、可动率参考值设置 2、设备可动率分析 3、故障类报表查询

2.2、硬件部署标准化制定

硬件部属标准化配置表
设备名称	设备厂商	设备型号	设备用途	部属原则
台式电脑	联想	与办公台式机一致	报警类型及属性维护	与生产过程跟踪共用
三色报警灯塔	施耐德	XVG-B3SM	报警信息目视化显示	每个工位部属一套
工业LCD显示器	NEC	P551	生产信息显示	最远目视距离不超过30米
扬声器	DAPU	ST-25AM-DCW	生产信息显示	最远目视距离不超过50米
双触发点按钮盒	施耐德	XKB-2	报警与报停触发	每个工位部属一套
PLC	AB或西门子	1756-L75(可升级)	报警变量信息接收	每个车间部署一套

2.3、外围系统边界标准化制定

外围系统边界标准化界定
外围系统	对接业务	边界界定
		外围系统	MES系统
线体设备系统	故障报警传递	产生报警信息	接收报警信息

2.4、外围接口标准化制定

外围系统接口标准化界定
外围系统	对接业务	接口说明
		外围系统	接口方式	MES系统
线体设备系统	故障报警传递	产生报警信息，并通过UDT（报警变量结构体）传输到MES PLC中	PLC	MES PLC从UDT读取到相应报警信息，并展示到终端上

2.5、实施条件标准化制定

实施条件标准化列表
功能项	部属环境要求	设备接入要求	现场网络要求
生产过程跟踪模块	1、生产线主体安装完成； 2、取电，并需确保取电点的供电稳定； 3、现场卫生、安防、强弱电等外围条件具备； 4、业务部门确认报警相关设备（按钮、塔灯、扬声器、LED等）安装位置及安装方式； 5、业务部门确认桥架走向及安装方式；	1、稳定的网络环境 2、稳定的供电系统	1、网络延迟不超过1ms； 2、可通过办公网与工业网进行访问； 3、网线需进行双备份； 4、网络安全性高

2.6、 实施规则约束

一、报警信息分类：根据工厂需求，可将报警细分为设备报警、求援呼叫、线体急停和线体暂停；

1、设备报警：反应设备的机械故障和设备状态（原位、停止、加工）；

2、呼叫求援：反应由现场操作人员触发的呼叫求援信息；

3、急停信号：反应由现场操作人员触发的强制停止线体工作的信号，需记录线体停线时间；

4、暂停信号：反应由现场操作人员触发的强制停止线体工作的信号，不记录线体停线时间；

二、报警类型分类：根据工厂需求，可将报警信息分为高报类型和低报类型；

1、高报信息：配合音乐提示，反应高级别类型的设备故障报警信息（对生产影响较大，需紧急处理）；

2、低报信息：配合音乐提示，反应低级别类型的设备故障报警信息（对生产影响较小，无需紧急处理）；

3、PMC（生产与设备监控）模块

3.1、系统功能标准化制定

生产过程跟踪模块标准化功能列表
功能项	功能描述	备注
监控总体展示	1、车间生产概况总览； 2、生产线体状态总览； 3、生产区域状态总览； 4、报警监控；
监控分项展示	1、生产实际情况监控； 2、设备实际状态监控； 3、生产车辆分布监控； 4、设备网路状态监控； 5、报警监控；
视频监控	1、生产区域视频监控； 2、生产工位视频监控；
工艺参数采集	1、工艺参数采集； 2、分析与报表；

3.2、硬件部署标准化制定

硬件部属标准化配置表
设备名称	设备厂商	设备型号	设备用途	部属原则
工业LCD显示器	NEC	P551	综合信息展示	在生产调度重要岗位，部署显示终端

3.3、外围系统边界标准化制定

外围系统边界标准化界定
外围系统	对接业务	边界界定
		外围系统	MES系统
视频监控系统	现场视频监控	采集现场视频并开放控件接口	通过控件及播放器展示实时画面
线体设备系统	设备状态信息传递	传递设备状态信息	接收设备状态信息并展示

3.4、外围系统接口标准化制定

外围系统接口标准化界定
外围系统	对接业务	接口说明
		外围系统	接口方式	MES系统
视频监控系统	现场视频监控	采集现场视频并开放控件接口	接口控件	通过控件及播放器展示实时画面
线体设备系统	设备状态信息传递	传递设备状态信息至UDT中	PLC	从UDT读取设备状态信息

3.5、实施条件标准化制定

实施条件标准化列表
功能项	部属环境要求	设备接入要求	现场网络要求
设备监控模块	1、工厂最终详细布局规划图完成； 2、取电，并需确保取电点的供点稳定； 3、设备监控界面风格确认； 4、生产线主体安装完成； 5、被监控设备安装调试完成； 6、现场卫生、安防、强弱电等外围条件具备；	1、设备调试厂商提供完善的设备报警结构体； 2、具备以态网接口能力的自动化设备，MES系统通过以态网接口进行状态信息及参数信息提取； 3、不具备以态网接口能力的自动化设备，MES系统通过直连线方式进行状态信息的提取； 4、设备厂商提供一人或以上协助人员，负责自动化设备与MES系统接口技术支持；	1、工业网与办公网联通； 2、生产现场预留足够的工业网络接口； 3、工业网及办公网运行稳定，且连通正常；

3.6、实施规则约束

一、画面展示平台：根据需求不同，选用不同的开发平台；

1、与设备层交互频繁：可选用RA或GE的开发平台，其产品良好的底层兼容性，有效地支撑了设备数据的实时接收及展示，可轻松处理海量底层机器原始信号； 

2、与数据库交互频繁：可选用.NET开发平台，强大的数据逻辑处理能力，支撑强业务逻辑的功能展示，增强用户体验效果；

4、AVI（车辆自动跟踪）模块

4.1、 系统功能标准化制定

计划排产模块标准化功能列表
功能项	功能描述	备注
车辆过点信息接收	1、扫描车辆，接收过点信息 2、通过接口接收车辆过点信息 3、通过程序校验，确定车辆过点信息
车辆位置信息推算/接收	1、通过接口接收车辆位置信息 2、根据节拍进行车辆位置推算 3、通过程序校验，确定车辆位置
质量检查卡打印	1、根据过点信息，驱动打印质量检查卡
车辆位置查询	1、车辆过点查询 2、车辆区间查询
装配指示单打印	1、根据过点信息，驱动打印装配指示单
序列信息单打印	1、根据过点信息，驱动打印直序列件序列指示单
序列信息发送	1、根据过点信息，驱动向直序列供应商发送关键点的车辆序列信息

4.2、硬件部署标准化制定

硬件部属标准化配置表
设备名称	设备厂商	设备型号	设备用途	部属原则
台式电脑	联想	与办公台式机一致	过点扫描/操作	每条生产线上下线点各部属一台
一维条码阅读器	MOTO	LS4208	下线订单条码信息采集	与瘦客户机配套适用
工业LCD显示器	NEC	P551	生产信息显示	最远目视距离不超过30米
工业LED显示器	上海三思	定制	生产信息显示	最远目视距离不超过50米
条码打印机	Zebra	ZM400	车身条码打印	上线跟踪点部署一台
行式打印机	理光	KD350C+	单据打印	每个单据打印点部属一台
自动扫描平台	Datalogic	DS00	自动过点扫描	每条生产线上下线点各部属一台

4.3、外围系统边界标准化制定

外围系统边界标准化界定
外围系统	对接业务	边界界定
		外围系统	MES系统
ERP	关键过点信息传递	物料反冲、下线车信息采集	生成过点序列，向ERP系统发送
WMS	关键过点信息传递	物料拉动	生成过点序列，向WMS系统发送
		排序件序列指示
设备类系统	关键过点信息传递	车辆装配所需信息	生成过点序列，向外围设备系统发送
序列件厂商系统	关键过点信息传递	车辆配送序列信息	生成过点序列，向外围设备系统发送
终端设备	关键过点信息传递	车辆过点信息	以过点驱动，打印终端介质

4.4、外围系统接口标准化制定

外围系统接口标准化界定
外围系统	对接业务	接口说明
		外围系统	接口方式	MES系统
ERP	关键过点信息传递	ERP从PI接收到过点信息	WEBSERVICE/PI	过点信息写入PI
WMS	关键过点信息共享	WMS从PI接收到过点信息	WEBSERVICE/PI	过点信息写入PI
设备类系统	关键过点信息传递	外围系统从MES中间表读取序列信息	中间表	将车辆序列写入中间表
序列件厂商系统	关键过点信息传递	外围系统从MES中间表读取序列信息	中间表	车辆序列写入中间表
终端设备	关键过点信息传递	接收过点，驱动打印程序执行	打印服务	接收过点，并启动打印服务

4.5、实施条件标准化制定

实施条件标准化列表
功能项	部属环境要求	设备接入要求	现场网络要求
生产过程跟踪模块	1、生产线主体安装完成； 2、取电，并需确保取电点的供电稳定； 3、现场卫生、安防、强弱电等外围条件具备；	1、生产线PLC有以太网通讯模块，可是实现数据通讯； 2、通过PLC实现AVI跟踪的，需要设备厂商提供一人或以上协助人员，负责自动化设备与MES系统接口技术支持； 3、通过条码自动扫描实现AVI跟踪的，工厂相关业务部门需明确车辆条码的粘贴位置；	1、工业网与办公网联通； 2、生产现场预留足够的工业网络接口； 3、工业网及办公网运行稳定，两网联能正常；

4.6、实施规则约束

一、扫描站点编码规则：根据工厂需求，自行设定编码规则，首车间编码从1开始，后续车间以此类推；

1、线体工位较多：首车间编码起始值设为101，结束值为199，其余车间以此类推；

2、线体工位较少：首车间编码起始值设为101，结束值为109，其余车间以此类推；

在建设标准统一化前提下，建议各工厂采用统一标准；

二、跟踪设备分类：参考工厂线体的自动化程度和车辆跟踪方式，确定使用车辆位置跟踪的设备；

1、自动化程度高（有载码体）：采用物理方式跟踪，通过自动扫描站和RFID等方式实现车辆的自动跟踪、定位（无人工操作）；

2、自动化程度低（无载码体）：通过信号交互，实现MES PLC和线体PLC通讯、校验，定位车辆位置；

3、自动化程度低：采用物理方式跟踪，通过手持扫描，实现车辆的自动跟踪、定位（需人工操作）；

5、质量管理模块

5.1、系统功能标准化制定

设备管理模块标准化功能列表
功能项	功能描述	备注
质量基础信息管理	1、关键件信息维护 2、车辆质检式样数据维护
质量信息采集	1、质量缺陷内容扫描 2、质量缺陷内容识别 3、质量缺陷内容上传服务器
质量追溯	1、关键件绑定； 2、关键件查询；

5.2、硬件部署标准化制定

硬件部属标准化配置表
设备名称	设备厂商	设备型号	设备用途	部属原则
质量扫描仪	富士通	FI-6800	扫描质量检查卡	总装车间质检部分配一台

5.3、外围系统边界标准化制定

外围系统边界标准化界定
外围系统	对接业务	边界界定
		外围系统	MES系统
			无外围系统交界

5.4、外围系统接口标准化制定

外围系统接口标准化界定
外围系统	对接业务	接口说明
		外围系统	接口方式	MES系统
				无外围系统接口

5.5、实施条件标准化制定

实施条件标准化列表
功能项	业务满足性	数据满足性
质量管理模块	1、有完善的质量管理体系且已有效执行； 2、有完善的组织机构负责业务的开展； 3、有明确的管理目标及管理颗粒度；	1、质量检查数据完整率及准确率100%； 2、关键件基础信息完整率及准确率100%；

5.6、实施规则约束

一、缺陷内容记录方式：根据工厂需求，可采用如下两种方式；

1、手工录入：安装工控一体机，方便操作人员在生产线边录入车辆相关缺陷信息；

2、自动扫描：将收集到的缺陷信息通过系统进行自动识别、上传。

七、MES系统标准化推进周期

MES系统推进周期主要包括项目立项与商务准备阶段、系统详细设计阶段、系统开发阶段、系统测试阶段、硬件设备采购与部署阶段、上线准备阶段、上线试运行阶段，各阶段标准周期如下：

1、项目立项与商务准备

    项目立项与商务准备工作，主要完成需求调研、项目立项及商务招标及合同签订等工作，完成项目立项与商务准备工作后，项目将正式进行实施阶段。此阶段由于招标方式不同，对应工作周期有一定差异，其中公开招标总体周期为118工作日，内部邀标总体周期为98工作日。

2、系统详细设计

系统详细设计工作将完成系统需求实现方案的详细描述，详细设计分功能模块并行开展，并最终整合为系统详细设计方案。各功能模块详细设计周期为10工作日，采用并行推进方式后，总体模块设计周期为20工作日，整合及审批工作周期为10工作日，系统详细设计总体工作周期为30工作日。系统详细设计工作可以商务准备工作适当并行，以近一步压缩工作周期。

3、系统开发

系统开发工作将以详细设计为依据，进行系统功能的实现，系统开发采用并行开发模式，开发总体周期为60工作日。系统开发工作可以详细设计工作适当滚动式并行开展，以近一步压缩工作周期。

4、系统测试

系统测试工作主要包括实施厂商测试、项目组内测、关键用户测试三个阶段，总体周期30工作日。其中压力测试、接口测试与项目组同测并行开展，系统项目组内测工作可以与开发工作适当滚动式并行开展，以近一步压缩工作周期。

5、硬件设备采购与部署

硬件设备最长采购周期为30日，设备安装与联调需40工作日，服务器安装与调试工作与总体设备安装工作并行开展，硬件采购部署工作总体工作周期70工作日。硬件采购与部署工作与详细设计及系统开发阶段并行，对项目总体周期无占用。

6、系统培训

系统培训工作主要包括关键用户培训及普通用户培训两阶段，关键用户培训工作由工厂IT科主持，普通用户培训由生产管理部根据用户需求随机举行。培训文档及操作手册准备工作与系统测试阶段并行开展，上线前培训工作总体周期为7工作日。

7、上线准备

上线准备阶段主要包括上线必备条件分析、项目管理办法下发及系统初始化工作。其中上线必备条件分析、项目管理办法编制等工作可与系统测试阶段并行开展，此阶段总体周期为3工作日。

8、上线试运行

    上线试运行期间主要工作为系统运行监控与整改。试运行期间将建设日、周例会制度，滚动进行系统应用问题收集，并通过系统问题反馈单的形式，对系统调整进行跟踪与监控。

9、系统总体推进周期

MES系统标准推进周期为240工作日，其中商务准备周期120工作日，详细设计周期30工作日，开发与实施60工作日，培训与上线准备30工作日。