应用背景

　　A公司是我国“一五”时期兴建的156 个重点建设项目之一，目前已发展成为以农业装备、工程机械、动力机械、主机和零部件制造为主要业务的大型综合性机械制造企业集团。A公司在其新建的拖拉机工厂中为了增强工厂的生产管理以及增强综合市场竞争力，需要一套成熟、可靠的MES 系统来支持生产管理信息化的控制。

　　客户需求

　　MES系统建设以实时信息为基准的制造执行系统。将制造过程系统化、一体化，包括操作流程标准化、关键点、事件的控制，能够有效改善工厂现场的操作性能并且在整个信息化的战略发展中发挥作用，能满足A公司拖拉机生产区的生产需要，实现“精益和数字化的管理”目标。

　　解决方案

　　GE智能平台所提供的MES 系统是结合A公司拖拉机生产区的企业局域网的总体的规划要求、生产管理及调度流程标准、企业工艺编码规则，建立的一个技术先进适用、运行安全可靠的网络体系。MES系统通过车体条码数据采集管理，实现车体的实时的流转跟踪，为保证总装和分装线节拍的一致、了解和调度车间生产提供了可视化平台；通过装配线边的触摸屏动态显示线上主机的装配指示，减少错漏装现象，提高装配质量；通过对关重件的扫描管理，实现拖拉机生产履历的及时和准确的记录，为实现质量追溯以及及时召回提供支持；通过对装配线的启停记录和原因统计分析，实际对两条主装配线效率的分析。同时，由于A公司拖拉机生产区是一个全新的运行模式，因此，MES系统充分考虑了系统的开放性与可扩充性的能力，网络系统能在生产运行过程中，能够具有不断摸索、持续改进、充实完善的能力。

　　1. MES系统架构

　　根据功能需求，MES系统架构如下，图中的计算机仅仅是功能示意，不代表相应的数量。

　　MES 系统主要包括软件系统和硬件系统两部分：

　　• 软件系统包括应用程序模块（如接口界面、主数据管理、订单跟踪和排产、主机跟踪和生产监控、可追溯、报表系统，等等）、数据库（关系性数据库、实时数据库）、自动数据采集、信息广播，等等。软件系统采取三层架构，兼顾B/S 和C/S 模式的分布组织。

　　• 硬件系统是分布式，分布在各车间的生产现场，主要包括数据库服务器、应用程序服务器、PC 终端、条形码打印机、票据打印机、局域网、条码枪、LED 显示屏，等等。

　　2. MES系统现场信息点分布

　　MES系统在车间共设置了20个信息点，每个信息点由工控机、触摸一体机组成。根据每个信息点的功能，对于需要扫描或打印条码的信息点，还需配置扫描枪和条码打印机。

　　3. MES系统功能

　　3.1. 生产计划管理

　　生产计划管理主要实现生产计划的下达、修改、分解等功能。MES系统实现从SAP系统自动下载生产计划，并对计划进行跟踪查询，并能把计划执行的情况反馈给ERP。

　　3.2. 主机条码管理

　　每台主机从前后箱上线开始跟踪，所以在前后箱上线前需要打印出两个一致的主机条码用于后续工位扫描。该条码贴在随车卡上进行流转。产生规则：按照排序规则(计划日期、计划ID)，依次消耗分装顺序计划来生成主机号

　　1. 主机号产生1个，分配数量增加1

　　2. 主机号产生后，计划数量只能修改为比分配数量大的数字。

　　3. 主机号编码规则：厂序号+年份后两位+5位生产顺序编号

　　如：31000001（三装+2010年+00001主机序号）,主机号产生后，即产生主机上线预备队列，数据保存到分装线生产表

　　3.3. 生产过程管理

　　3.3.1主机跟踪

　　扫描主机条码，确认上线功能：

　　o 记录主机号、上线时间、操作工序、操作人到分装生产表

　　o 显示下一主机号，上一主机号

　　o 显示上线主机队列

　　3.3.2关重件扫描

　　对指定主机扫描录入关重件信息，数据校验，指导安装

　　o 扫描主机条码，核对主机信息，对于错误的主机条码进行报错

　　o 逐个扫描关重件条码，系统自动校验关重件信息，并将关重件信息显示在界面中，包括物料名称、供应商信息、批次号等

　　o 当提交扫描结果时，系统根据当前主机型号、扫描工位进行校验，判断装配是否正确，对于不正确的装配进行提示

　　3.3.3装配工艺查询

　　所有生产工位都显示装配工艺卡图片，装配工艺卡的数据维护建立查询和维护界面。对单个工艺卡数据进行维护操作，具体包括新增工艺卡，修改工艺卡和删除。

　　o 新增工艺卡，在界面右侧的“装配工艺卡维护”中填写相关信息，选择图片点击添加按钮。

　　o 修改、删除工艺卡，在界面上方选择条件，查处对应工艺卡，修改右侧信息数据，点击保存，或者直接点击删除

　　3.3.4主机合格证管理

　　每台主机下线检查合格后，需要打印合格证。合格证打印位于质检线后，当主机到达该工位后，操作人员通过选择主机号码，确认后系统自动打印出该主机的合格证和主机条码。

　　3.4. 生产停线管理

　　MES系统首先是建立设备故障原因树，系统可以根据特定设备建立所有可能的设备故障原因库以及可采取的修复措施等专家信息，此专家信息库将可以结合实时设备故障分析功能共同对设备的故障进行分析和报告。

　　MES系统将所有停线原因进行归纳总结，可以按照区域或者种类分成最多4层结构。这种方式既方便与管理，录入，也方便与以后的归纳，分析和总结，找出问题的关键和改进工作的依据。最底层的每个原因对应一个停线Tag点。由Tag点触发，报告生产停线；生产恢复后该Tag点再次触发，报告生产恢复运行。Tag点信号由现场控制系统提供。画面中将包括对每一次停机的开始时间，结束时间，本次停机前正常运行的时间长度，本次停机持续的时间长度，停机事件发生的生产工段或生产设备单元，停机发生的原因。

　　3.5. 生产信息发布

　　LED显示MES系统的生产实时统计数据和用户定义消息。生产信息包括指定的生产汇总信息、计划产量信息，实际产量信息。用户定义消息，提供用户输入的欢迎消息。LED信息格式：

　　LED信息来源：MES系统数据或用户输入。

　　3.6. 生产统计报表

　　报表作为生产管理及统计分析最重要的工具，采用信息门户的方式进行管理和信息发布。系统提供B/S 架构数据查询与分析，如质量报表、停线报表、主机顺序等。用户可以灵活进行配置。具体功能如下，

　　• 报表采用B/S 结构，提供功能强大的实时生产信息显示。

　　• 生产统计分析报表信息门户主要包括生产过程信息，生产报表和分析，生产效率的管理和分析，生产计划及执行情况的查询和分析等。

　　计划报表

　　查询计划开始时间在指定时间段内的记录，内容包括：订单号、物料号、物料描述、订单数量、完成数量、差额、计划开始日期、计划结束日期、实际开始时间、实际结束时间。

　　实施结果

　　本MES系统于2010年10月在A公司新建的拖拉机工厂上线，运行至今符合生产、作业等一系列内容的管理要求。A公司将于近期开始二期项目的建设，并考虑将来在其它的公司内部工厂内复制应用。

　　关于GE智能平台

　　GE智能平台是一个提供高新技术的企业，它为世界各地的用户提供用于自动化控制的软件、硬件和技术服务以及嵌入式计算。我们为用户提供一个独特的，灵活的，超可靠的技术基础，使得他们在包括能源、水处理、消费品、国防和防御，以及通讯等产业领域获得持续的优势。GE智能平台是一家总部设在美国弗吉尼亚州的夏洛茨维尔的全球性企业，是GE企业解决方案集团公司的一员。想获取更多信息，请访问：www.ge-ip.com/cn。