制造执行系统MES理论与应用研究论文.doc

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1、 交通大学本科毕业论文制造执行系统MES理论与应用研究学 生：胡琪强学 号：3专 业：计算机（信息安全）导 师：王轶骏学校代码：交通大学网络教育学院二八年九月制造执行系统MES理论与应用研究中文摘要制造业是我国国民经济重要的支柱产业。伴随中国加入WTO和经济全球化，中国正在成为世界制造业的中心。中国的制造业企业面临日益激烈的国外竞争，中国的半导体工业面临诸多挑战, 如更加灵活的生产, 更苛刻的质量要求以与具备竞争力的成本。如何迅速提高企业的核心竞争力，就是以信息化带动工业化，加快信息化进程，通过投资具有成本效益的生产线，使用最新的科技。走新型工业化道路。制造执行管理系统(Manufacturi

2、ng Execution System：MES)是企业CIMS信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。本论文主要以某半导体制造工厂计算机集成制造系统为背景，通过需求调研分析，根据企业的特定生产环境，提出了MES系统功能模块设计与实现架构，并且就系统模块的实现方法作了详细地阐述。针对如何与企业其它信息系统进行有效地集成，本文提出基于OPC技术的MES与底层控制系统间集成，基于WEB技术的MES与上层信息系统间集成，并对如何实现MES系统与SAP ERP系统的集成进行了个性化设计。关键词：MES,集成，OPC，Web56 / 57Research and Appl

3、ication of Manufacturing Execution System (MES)ABSTRACTAs China joins the WTO, the Chinese enterprises are facing the chance and challenge. It is important for the enterprises to promote their modernization with the Manufacturing Execution System, which can provide flexible and precise manufactory.

4、This article uses the CIM System of Semiconductor Industry as a flat to analyze the MES practice in Chinese Manufacturingenterprises. In this article the MES is the performer between the project layer and the bottom control layer, which is used for manufacturing tracking and control throughout the m

5、anufacturing processes in the factory.Key words: MES, Integration, OPC, Web目 录第一章引言61.1MES概述61.1.1MES的产生61.1.2 MES的概念71.1.3 MES的国外发展81.1.4 MES的国发展101.2论文研究背景111.3论文主要研究容121.4论文结构13第二章碧辟佳阳公司MES系统需求分析142.1碧辟佳阳公司现状142.2 碧辟佳阳MES系统需求分析15第三章碧辟佳阳公司MES系统的功能模块设计与实现架构2531 MES的设计原则2532 MES系统的主要功能模块设计2633 与MES有

6、关的数据流分析2834 MES的实现构架28341 应用开发(管理)平台28342 MES数据平台29第四章碧辟佳阳公司MES系统功能模块实现31第五章碧辟佳阳公司MES系统与现有系统间集成与实现425.1 MES在企业信息系统中的定位425.2MES与底层控制系统的集成实现425.2.1基于OPCXML技术的MES/控制层集成的目标：435.2.2基于OPCXML技术的MES过程信息集成框架4553 MES与上层ERP系统的集成实现46531 集成容47532 集成模式的选择4754 MES与SAP ERP集成的接口实现505.4.1 SAP的接口类型505.4.2 MES与SAP PPPI

7、的集成515.4.3接口实现代码示例53第六章结束语556.1论文完成的工作556.2改进意见55参考文献56致57第一章 引言1.1MES概述1.1.1MES的产生信息技术的飞速发展，将人类社会不可逆转地推进到知识经济时代。现代企业若想在知识经济大潮中生存和发展，信息化是必然的选择。许多企业通过信息系统的建设来加强管理，全面提高企业的竞争力。随着制造业信息化工程的开展，许多企业实施了以物料需求计划(Manufacturing Resources Planning，MRPII)/企业资源计划(Enterprise Resource Planning，ERP)为代表的企业资源计划管理系统;以产品

8、设计管理为主的产品数据管理系统PDM(Product Data Management);以监控和数据采集远距离控制与数据收集(Supervisory Control and Data Acquisition :SCADA)为代表的生产过程监控软件等。这些系统虽然在企业中取得了一定成功，产生了一定的经济效益，然而出现了一些新的问题，形成了企业生产管理和制造单元控制软件之间的分离，使上层的MRP/ERP软件系统得不到精确的生产数据的支持，而制造单元又常常不能与时得到指令来调整工作状态，严重影响了制造业企业的生产和信息化进程。随着企业信息化应用水平的不断提高，企业逐渐认识到将计划与制造过程统一起来的

9、制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)是解决这一问题的有效途径。通过MES来实现企业信息的集成，形成实时化的ERP、MES、SFC车间层控制(Shop Floor Control，SFC)是提高企业整体管理水平的关键。美国先进制造研究机构(Advance Manufacturing Research :AMR)通过对大企业调查，在1990年提出MES概念。AMR于1992年提出的三层的企业集成模型。同年，一些有识之士开始意识到MES对制造业的重要性，发起并成立了国际性组织制造执行系统国际协会(Manufacturing Execution Syst

10、em Association International，MESA)。国际著名的软件厂商和企业界纷纷响应并加入这一非赢利性组织。MEAS是以宣传MES思想和产品为宗旨，帮助其成员组织在企业界推广MES制定了一系列研究、分析和开发计划。1图1-1AMR三层企业集成模型1.1.2 MES的概念1)AMR将MES定义为:“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统，就工艺本身指导工业控制。” 12)1992年MESA将MES定义为:“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此与时做出反应、报告，并用当前的准确数据

11、对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂与时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息”。13)国家863专家关于MES的定义：制造执行系统(Manufacturing Execution System，简称MES)是处于计划层和控制层之间的执行层，主要负责生产管理和调度执行。它通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在的所有工厂资源来提高制造竟争力，提供了一种系统地在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、

12、生产调度等功能的方式。制造执行系统的核心: 使用实时精确的生产过程数据，优化生产活动，对生产活动进行指导:能够对生产过程的变化，实施快速反应，减少无附加值行为，提高工厂运行和事件处理的有效性。MES定义的三个要点:MES的优化目标是整个生产过程;MES需要收集生产过程量的实时数据，并且对实时事件能与时处理;MES需要同时对计划层和控制层保持双向通信能力，从上下层接受相应数据并反馈处理结果和生产指令。其核心为“优化、快速反应、反馈控制”。在企业信息集成系统中，MES处于ERP和过程控制系统之间，通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在的所有工厂资源来提高制造竞争力，提供了一种系统地在统一平

13、台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的方式，从而实现了实时化的EPR/MES/生产控制系统的集成一体化，它形成了一个信息交换的桥梁，使企业管理者能够实时地掌握生产信息，进行生产决策。通过建立MES的系统结构，可以提供一个完整的生产管理系统与工业生产过程控制紧密集成的解决方案，提高企业的自动化水平和管理水平，提高企业的反应速度和竞争能力。MES作为面向制造的系统必然要与企业其它生产管理系统切关系，MES在其中起到了信息集线器的作用，它相当于一个通讯工具为其它应用系统提供生产现场的实时数据。2MES使用实时、连续、自动、完整、精确的数据，优化从定单到产品完成的整个生产活动，通过对变化情况

14、的快速反应，减少无附加值行为，提高工厂运行和处理的有效性。MES是企业生产组织和管理的强有力的手段。1.1.3 MES的国外发展MES发展的几个阶段:图1-2MES技术的发展历程 第一阶段:专用MES(Point MES: PMES)70年代功能作用: 对某个单一的生产问题(如制造周期启发竞争力、在制品库存过大、产品质量得不到保证、设备利用率低、缺乏过程控制等)提供相应的软件系统加以解决，是自成一体的系统。优点:对特定的问题，能提供最恰当的解决问题的能力和易实现。缺点: 不利于信息集成和共享第二阶段:集成MES一8090年代功能作用: 在PMES基础发展起来，提供一套集成的应用软件来同时解决多

15、个不同的生产问题。具有丰富的应用功能，统一的逻辑数据库，单一的车间产品与过程模型等优点成为MES产品的主流。是针对特定的、规化的环境而设计的系统，如航空、装配、半导体、食品等行业，目前实现了三层的信息集成。优点: 功能丰富，整体性强，在一定的围实现信息集成和共享。缺点: 依赖于特定的车间环境，模块化、开发性、可重构性差，缺乏柔性，不宜修改和扩充，难以适应敏捷制造环境的要求。第三阶段:传统MES(Traditional MES: TMES):传统MES是在信息控制技术第一阶段上发展起来的信息系统，隐含较大的风险，如过程的微小变化就可能导致系统不能正常运行，系统稳定性差。具体表现在:通用性差、可集

16、成性弱、缺乏互造作性、重构能力差、敏捷性(应变能力)差。第四阶段:可集成MES(1ntegratable MES: IMES)90年代AME向KIST提供的先进制造研究咨询报告(AMEC)中提出了可集成MES的概念。功能作用 :在TMES基础发展起来，将模块化应用组件技术应用到MES的系统开发中，具有PMES的特点，部分功能可作为可重用组件单独存在，又具有集成MES的特点，实现三层的集成。一般采用基于COBRA(Common Object Request Broker Architecture)规的分布式对象技术建立MES框架。T-MES中每个系统都有各自的处理逻辑，数据库，数据模型和通信机制

17、。又因为MES应用常常是要满足关键任务的系统，系统就很难随技术的更新而进行升级。为了实现与外部系统的集成，往往采用应用编程接口(Application Programming Interface : API)技术，联机分析处理(On-Line Analytical Processing :OLAP)技术和相应的通信机制，这些技术在某种意义上说，也是MES功能的核心部分。其中，外部应用系统的调用和插入使用API的方式，而应用电子数据交换(Electronic Data Interchange : EDI)和外部环境进行数据交换，这使得整个系统重构性能弱，很难随业务过程的变化而进行功能配置和动态改

18、变。为了解决T-MES的不足，T-MES逐渐成为研究的热点。可集成MES通过将面向对象技术，消息机制和组件技术应用到系统开发中，通过采用高效的基础框架既大大增强了系统的集成性和适应性，又能满足关键事物的处理。NIIIP/SMART协会为整个MES应用领域提出的一个分布式对象和信息交换模型(如图13)，代表了发展中MES的技术模型。从模型中可看出，在面向对象的应用中，每个对象都使用自身具有的功能和方法来操作数据，分别完成系统的各种功能。而其它功能如:工作流管理，产品数据管理，知识管理等都从功能逻辑中分离出来。通过对象请求代理(ORB)(如CORBA，COM/DCOM)可使不同软件商的对象相互交换

19、信息和进行互操作。图1-3可集成MES框架 优点: 能实现客户化、可重构、可扩展，能方便实现不同厂商之间的集成和系统的集成，是目前MES的发展方向。第五阶段: 智能第二代解决方案(MESII)Manufacturing Execution Solution II)其核心目标是通过更精确的过程状态和更完整地的数据记录以获取更多的数据来更方便的进行生产管理，它通过分布在设备中的智能来保证生产的自动化。MES与ERP能智能的联结和断开，控制系统具有人工智能。31.1.4 MES的国发展虽然MES的发展历史比MRPII、CAD、CAM都要短，但它能有效地实现“以时间为关键”的制造思想，因而在发达国家推

20、广非常迅速，并给工厂带来了巨大的经济效益。MES的出现以与普与，对国外的管理界也产生了深远的影响。近十多年来，我国通过863CIMS项目应用的研究和推广，大大提高了企业的竞争力，使我国的制造业水平上了一个崭新的台阶。但是，我国制造业水平与发达国家相比还有较大的差距。在工厂自动化(Factory Automation FA)方面，我国的制造业企业往往强调物流自动化，如自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流运输存储设备等等。虽然它们能取代不少人工劳动并解决了一些生产瓶颈，但由于缺少相应的信息集成系统，这些系统不能充分发挥其功效而形成所谓的“自动化孤岛”。制造业水平的提高，不单是采用设备自动化，

21、提高生产管理信息系统的效率显得更为重要。在我国，MRPII、MIS己逐渐趋于成熟与普与，而面向制造执行层的MES软件在开发与应用方面还比较薄弱。我国对车间层、单元层的研究大都着重于控制模型的研究，很少站在MES这一角度从应用出发来研究并开发面向制造过程的集成化管理和控制软件。现在，我国的许多高等院校、科研院所都在从事这方面的研究与应用开发上工作。在并行、敏捷、网络化、可重构等一些先进思想引入，以与面向对象、构件、代理等设计技术方面，取得了不少有益的成果。但是，在软件的商品化、成果的推广应用方面还存在很大的差距。目前，国还没有自主开发的很成熟且得到广泛应用的MES软件。即使有所谓的车间层控制(S

22、hop Floor Control :SFC)，也多数是收集相关资料再通过批处理方式录入而己，其功能十分有限。随着企业信息化应用水平的不断提高，企业逐渐认识到实现企业计划层与车间执行层的双向信息流交互，通过连续信息流来实现企业信息全集成，是提高企业敏捷性的一个重要因素。因此，通过MES来实现企业信息的全集成，形成实时化的ERP、MES、SFC是提高企业整体管理水平的关键，这对企业制造业整体水平的提升具有重要意义。我国在MES的理论研究以与实际应用方面，需要进一步加大力量。MES在国半导体行业的应用很少，在全国半导体企业中，应用MES的企业只有区区几家。41.2论文研究背景此课题是碧辟佳阳公司技

23、改信息化主要项目。该课题主要进行制造执行系统的规划、架构设计以与相关技术的研究以与模型的研制。本课题属于半导体系统信息化建设的主要部分，着眼于该公司信息化目前建设现状进行进一步提升改造。目前碧辟佳阳公司建成了生产规模为年产15万片的生产线，达到了以技术改造为载体，全面提升企业科技水平的目的。在信息化建设方面取得了一定的成绩，在底层控制层(过程控制系统)方面，整个生产过程自动化很高，自动化技术应用十分广泛，在长期的信息化应用过程中，实现了基础自动化和过程自动化。在上层计划层(企业ERP系统)方面，实施了管理信息系统，并广泛应用于企业管理中，企业也因此取得了一定的管理效益。但是碧辟佳阳公司的底层过

24、程控制系统虽已基本实现了基础自动化和过程自动化，并且在此基础上形成了相对独立的系统，但每个系统都有各自的处理逻辑，数据库，数据模型和通信机制，它们形成一个个信息孤岛，缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理。同时，底层控制层和上层计划层之间缺少一个中间层软件，这使得底层大量的数据闲置，不能为管理层提取出有建设性的信息。另外该公司的MRP/ERP等管理信息系统主要是针对资源计划，这些系统通常能处理昨天以前发生的事情(作历史分析)，亦可预计并处理明天将要发生的事件，但对今天正在发生的事件却相对处于一个盲区。在MRP/ERP所关注的各项资源中，生产过程信息在企业的管理系统中它始终是“离线”的，生产过程

25、信息始终不能连续、自动、完整的反映在企业管理系统中。这样在管理信息系统和生产控制系统之间，存在一个信息流通上的断层。到底如何消除管理信息系统和生产控制系统之间的断层?如何加强成本管理和综合调度、提高经营管理的决策效率？由此MES走入碧辟佳阳公司的视线。MES是处于上层ERP计划层和底层过程控制层之间的执行层，主要负责生产管理和调度执行。它通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在的所有工厂资源来提高制造竞争力，提供了一种系统地在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的方式。MES强调控制和协调，使现代制造业信息系统不仅有很好的计划系统，而且能使计划落实到实处的执行系统。1.3

26、论文主要研究容MES是一个结合了多种学科、多种技术的综合性系统，本论文以碧辟佳阳公司计算机集成制造系统为背景，主要研究了以下容:1） 介绍了MES有关背景知识;2） 针对碧辟佳阳公司对MES系统的需求与调研结果进行了分析。按模块划分为产品追溯、物料管理、生产过程管理、质量管理、设备资源管理、制造智能报表。3） 针对需求分析的结果，进行MES系统主要功能模块的设计与实现架构的设计。并就系统的相关数据流进行分析。4） 主要针对MES系统模块的具体实现方法作了分析和介绍。5） 对MES在企业信息化中的定位进行了分析，并就MES与现有信息系统的集成方案与实现方法进行了研究。在MES与底层控制系统间采用

27、了基于OPC技术的集成，在与上层信息系统间采用了基于WEB技术的集成，并以碧辟佳阳公司为例进行了部分实现。1.4论文结构本文共分六章容，如下:第一章为序言，包括MES概述和论文背景，主要介绍了MES概念，论述了国外相关技术的发展状况，同时介绍了本论文的研究背景和主要容。第二章研究了实施MES系统在碧辟佳阳公司信息化中需要达到的目标。主要容包括就产品追溯、物料管理、生产过程管理、质量管理、设备资源管理、制造智能报表等方面的需求进行了分析。第三章研究了MES的主要功能模块设计和实现架构。根据MES的设计原则，确定了MES的总体功能模型，并提出了实现构架。第四章MES系统实现部分。就系统模块的具体实

28、现方法方面的容作了分析和介绍。第五章对MES在企业信息化中的定位进行了分析，并就MES与现有信息系统的集成方案与实现方法进行了研究。在MES与底层控制系统间采用了基于OPC技术的集成研究，在与上层信息系统间采用了基于WEB技术的集成研究，并以碧辟佳阳公司为例进行了部分实现。第六章 总结了全文的工作，分析了论文的创新点，针对该系统存在的问题，提出了下一步要进行的工作。第二章 碧辟佳阳公司MES系统需求分析2.1碧辟佳阳公司现状碧辟佳阳公司专业从事晶硅太阳能组件组装生产，目前具备4 条组装线，19 个工位，其中包括手工串接和设备自动串接。关键工序包括：图2-1碧辟佳阳公司关键工序 生产运营方面，主

29、要为集团采购配给，生产计划单下发，碧辟佳阳主要负责库存管理、生产管理、质量管理与出货管理。生产订单主要分为国外与国订单两种，国外订单为标准订单需求，生产批量一般较大，生产周期较长（一、两个月）；国订单为特殊订单需求，一般生产批量小，生产周期较短（一、两天），针对国订单通常插单优先生产。当前主产品产量为每天500组件。产品销往国外主要是欧洲市场需保证符合相关质量认证需求如TUV。公司计划未来业务对象将逐步转向国市场，这将要求碧辟佳阳公司在生产管理模式上从原来的大订单连续生产逐步向短周期订单的生产模式过渡。当前碧辟佳阳公司主要面临以下生产管理问题：1. 生产工序间的进度，无法在管理层进行管控，只有

30、到生产现场才能了解。2. 生产过程中产线用料状况、仓库，现阶段尚无法具体管理起来3. 质量分析依赖于手工采集，数据容易出错且分析不与时4. 物料与生产过程追溯采用手工纸记录，在处理客户投诉时相当耗时5. 生产线缺乏实际用料记录导致插单、换线时无法有效利用现场物料2.2 碧辟佳阳MES系统需求分析本节将针对碧辟佳阳公司MES 需求与调研结果加以分析，按模块划分为1：产品追溯1）客户需求： 每个组件需通过唯一编码序列号实现单件追踪。需求分析： 每个组件的唯一编码将使用汇流带上的7 位S/N，此S/N 由集团集中分配，汇流带供应商负责提高相应条码。 MES 系统使用上述7 位S/N 对组件实现生产过

31、程全程跟踪管理。 面对客户投诉时须能够通过此S/N 在MES 系统查询获得所有相关追溯信息包括物料、工序流转记录、返修记录、质量数据、功率、操作人员、时间等。2）客户需求： 通过电子流转卡实现产品制造历史追溯。需求分析： 使用电子流转卡代替当前的纸工序流转卡 MES 系统追踪每个组件在车间制造过程信息，包括： 物料消耗记录消耗物料的批次和数量替代料使用记录工艺流转记录操作人员、班次、时间所采集之质量数据与规格返修历史与物料更换记录 用户输入组件编码即可以获得制造过程信息3）客户需求： 物料使用历史追溯需求分析： 当发现物料问题时，能够通过输入物料批次号在MES系统中与时获得使用本批次物料的所有

32、组件信息，包括WIP 在制品组件、成品组件和已发货组件。缩短解决问题的时间，与时召回已发货组件或者控制半成品在WIP 中的流动，防止无附加值加工。4）客户需求： MES 系统需具备海量信息处理能力，在业务、产量增长时，具备高度可扩展性。需求分析： 系统必须对车间操作事务和实时报表查询具备实时反应的能力。建议在进一步的容量评估和硬件配置讨论之后确定系统必须具备的最大反应时间。2：物料管理1）需求描述： 车间来料接收、检测和录入。需求分析： 确定关键物料如电池片、 EVA、复合膜、钢化玻璃、接线盒、汇流带和导线等；在MES 系统建立车间领料处理流程，通过IQC 采集质量数据并用于质量分析，并将来料

33、批次信息注册到MES 系统，建立车间虚拟仓库。 由于电池片的高成本特性，可针对电池片和其他物料分别建立不同的处理流程。 当物料信息注册到MES 系统，能够配置自动打印条码用于标识物料批次信息。2）需求描述： 车间物料状况透明化，并可实时查询产线用料状况需求分析： 定义车间位置并追踪物料在车间各个位置的移动 建立线边仓并通过报表实时查询用料状况 在线边仓达到一定低位库存时，预警提示。3）需求描述： 使用先进先出FIFO 等规则控制用料需求分析： 系统记录物料发料时间，在用料发生时，基于FIFO的控制方式预警确保物料使用顺序，从而提高物料利用率。3：生产过程管理1) 需求描述：生产计划与订单管理

34、以ERP 订单作为MES生产计划依据 MES 生产工单前期手工维护，后期与ERP 集成 MES 生产计划分解到班次 MES 工单按计划、确定、下达状态进行管理 根据生产工单和BOM进行领、发料管理 插单优先生产需求分析： 在MES 系统中能够依据ERP 订单建立生产工单并进行状态管理，包括计划、确定和下达状态。对于不同的计划状态变更，能够设置访问权限。 能够在MES 中建立生产班次和生产日历，并将生产工单分解到各个班次。 发生插单现象时，能够变更订单的状态，同时能够实时汇报插单的生产进度。 当工位或设备出现故障时，透过MES 能够与时发现制造瓶颈。用户基于实时信息能够与时调整产能分配。 系统能

35、够记录组件消耗物料批次和数量，在插单发生时，能够继续使用现有物料，提高利用率。 MES 能够与ERP 集成自动下载ERP 订单。 另外，按照集团采购配给订单下发的管理模式，若集团总部要求与时获得订单的生产进度，那么MES 系统必须建立于开放架构，易于信息集成或者远程访问。2）需求描述： 生产车间物理资源建模需求分析： 要求MES 能够对生产车间物理资源包括设备、治具等进行建模，以最大化资源利用率。3）需求描述： 制造流程与工艺规格定义.流程和工艺规格定义必须能够应付工艺异常情况： 跳站、跨工序跨组装线权限控制需求分析： 在生产过程中，MES 能够确保产品、物料按照预先定义的生产流程实现组装加工

36、和测试。能够为用户提供下道工序指导，出工序之后自动正确的进入下道工序。 生产流程和工艺规则定义实现版本控制，当工艺变更时，实现管理保证平稳过渡。 在特定、异常的现场生产条件下，产品能够跨工序流转。不合格产品能够进入返修工序，从维修工序离开后能够根据现场情况进入任意工序。 当产线中的某道工序发生问题时，系统通过上报各个工序在制品数量和等待数量得以与时发现问题，防止造成在制品积压。同时能够将等待中的在制品安排到其他产线进行产能分配。4）需求描述： 追踪产品在各个工序中的流动并采集数据需求分析： MES 追踪产品、物料在车间发生的生产活动，包括工序流转历史记录、返修记录、不合格记录、质量数据、操作人

37、员、时间等完整历史记录。5）需求描述： MES 系统对检测工位的要求，与现有生产过程中，已存在的专检检测设备检测生成的数据进行集成管理。 MES 系统需对专检检测设备在检测生成的ACCESS数据进行交互集成，并管理测试输出功率的规格值与实测值。需求分析： MES 能够集成专检检测设备在检测生成的ACCESS数据，把相应组件的规格值与实测值保存在MES 系统中。 针对不合格组件，MES 能够识别并进入返修工序，杜绝无附加值加工或不合格产品发货。 若耐压测试设备能够提供接口信息，MES 能与耐压测试设备集成并自动采集测试结果和规格值。6）需求描述：维修与返工处理 MES 系统需对生产过程中自检、互

38、检、专检发现的不良品进行的返修处理与返工处理。 对需进行更换物料件的组件进行不良品处理，需有物料更换记录。 对于跨单工序和多工序进行返修处理。 进行返修时，在系统要有返修日期、责任人/责任工序认定。需求分析： 透过MES 能够根据车间实际需要配置返修流程。 完整的维、返修记录包括换料批次和数量、操作人员、时间等。 能够指定返修原因并进一步做根本原因分析。 自维修工序，能够选择进入不同的组装工序。7）需求描述： MES 系统需对固化工位的固化时间进行系统记录，以与系统判断功能，并提示可否进行作为下一工位的此时工序是否可开始进行操作。需求分析： 一般情况下，每4 个小时必须检查点胶设备的胶量是否充

39、足。MES 系统需能够按照用户的配置定时定量发出预警，或防止在此工序进行操作。 MES 具备预防维护的功能，按照配置的周期(如每隔4 个小时)或者按照加工数量，提前发出预警并可防止工序操作行为发生。4：包装和发货管理需求描述： 以报表的方式上报功率值 在包装时生成包装条码，同时对每个组件生成一式两份条码。对每个包装箱，计算平均功率值。 在出货时，系统能够根据设定的目标功率，自动提取平均功率值最接近的包装箱。需求分析： 通过读取检测设备的ACCESS 数据库，每个组件的功率值在检测工序中录入到MES 数据库。 在包装工序为每个包装箱建立唯一编码并根据此编码生成条码，同时在MES 系统建立包装箱与

40、组件之间的关系，由此得以计算所有组件的平均值。 出货时，根据设定的目标功率，系统从可选的包装箱列表中自动选择最接近（大于等于）目标功率的包装箱5：质量管理1）需求描述：进料检验IQC MES 系统提供对供应来料的IQC 检验，已保证供应来料不良的正常退货或其他处理. 对于现有选片工位上的工作，主要进行全检，并录入合格与不合格数量，利于来料质量统计,产生质量报告。需求分析： MES 能够针对不同的料号定义相应的不合格类型、编码并加以分类管理。 通过不合格记录，产生相应的不良材料退库报告。 记录不合格类型和数量，生成质量报告Pareto 图用于汇报关键质量问题作为来料损分析。2）需求描述：制程检验

41、IPQC MES系统提供对生产过程中的IPQC 检验，已保证生产过程中的质量监督与控制需求分析： MES 能够针对关键质量控制点在制程规格上定义数据采集点和抽检规则。 对于不合格品，需提供输入相应的不合格类型、数量等，并在生产流程上控制产品流向。 采集设备维护相关数据并在MES 系统中形成记录。 在层压工序设置关键质量控制点，评价半成品能力；在终检工序设置关键质量控制点，评价成品能力。并在关键质量控制点计算一次通过率。3）需求描述： FQC MES 系统提供对生产完成前FQC 检验，已保证生产下线成品的质量控制.需求分析： MES 通过扫描成品条码，自动显示组件功率性能等各项数据 管理不合格品

42、并形成质量报告 产品下线抽检：按早、中、晚3 班次进行抽检。4）需求描述： 统计电池片的来料损和制造损并形成质量需求分析： 结合来料检验和制造过程不合格记录，形成电池片不合格Pareto 分布图。 进行不合格根源分析，由此持续改进逐步提高电池利用率。5）需求描述： 计算电池利用率需求分析： 以物料利用率为出发点，记录来料损、制造损。 通过物料追溯获取相关组件的版型和功率。6）需求描述： 客户投诉处理需求分析： 能够根据组件的S/N 序列号查询MES 中的工序流转追踪历史。7）需求描述： 追踪返修组件的检查结果和去向需求分析： 追踪组件返修后的处理方如是报废或者降级UVA等8）需求描述： MES

43、 系统在质量认证如TUV,IEC,UL 方面提供协助和质量管理需求分析： MES 识别不合格品并防止无附加值加工或发货或在成品库中出现。 针对生产线，MES 提供预防维护功能并维护数据采集和详细维护记录。 通过MES 的BOM 管控确保组件构造。6：设备资源管理1）需求描述： 对检测仪，每个班次做首件确认需求分析： MES 能够针对设备做数据采集并设立数据规格，同时保存历史记录包括采集时间和检测人员等。2）需求描述： 设备能力模型与整体利用率、稼动率需求分析： MES 需具备获取设备的利用率、效率、良率信息并用于计算整体利用率/稼动率。 在MES 系统中维护设备的状态和变更记录。3）需求描述：

44、 设备预防维护需求分析： 预防维护可根据不同的需求进行配置如按周期、产量。 提供预警：按不同的状态发出相应预警。不同的状态如：已接近、已超时、超量等。7：制造智能报表1）需求描述： 需提供客户化报表格式导出功能如Excel 或PDF 等需求分析： MES 报表能够导出为常用文件格式：Office, PDF 等2）需求描述： 发运单报表功能需求分析： Shipping 发货报表，包括包装箱的平均功率与其中的组件列表。3）需求描述： 生产现状完成情况报表需求分析： 按工单查看完成情况 按产品编码查看在制品状况 计算周转率4）需求描述： 生产现状完成情况报表需求分析： 按工单查看完成情况 按产品编码

45、查看在制品状况 计算周转率5）需求描述： 一次合格率需求分析： MES 需能够识别产品不合格与维修历史，计算一次合格率 从一次合格率出发，进行根源分析6)需求描述： 工序质量分布图 产线物料状况实时报表需求分析： 报废 Pareto 图 不合格原因Pareto 图 实时汇报产线和车间虚拟库存的用料情况7) 需求描述： MES 系统提供与其他输出显示或提示设备的信息传递功能 生产工序可视化看板显示 生产工序异常的报警（亮色与声音） 生产进度量、完成量看板显示 生产质量合格量、不合格量需求分析： MES 能够与显示设备集成并传输所需信息针对MES提出当前主要需求如下： 产品制造历史追溯 工序流转记

46、录 用记录料 记录消耗物料的批次和数量以与其他相关供应商信息 返修历史与物料更换记录 物料使用历史追溯 当发现物料问题时，能够通过输入物料批次号在MES系统中与时获得使用本批次物料的所有产品信息，包括WIP在制品、仓库成品和已发货成品。缩短解决问题的时间，与时召回已发货产品或者控制半成品在WIP中的流动，防止无附加值加工。 漏工序控制,若前工序没有扫描,后工序不能扫描,以防止漏工序。 上料检验，根据BOM和占位，扫描上料是否有误。 SPC 报表,比如维修报表、不良报表、电子广告牌等第三章 碧辟佳阳公司MES系统的功能模块设计与实现架构31 MES的设计原则改善产品质量MES需要为质量管理和改善提供了一种全面的框架。标准化的流程定义和管理可以大幅度提高直通率，同时能够通过全面改进心得和现有的流程来快速增加产量。带有警报和异常处理功能的统计过程控制（SPC）使得制造问题能得到迅速解决。从而避免这些问题的出现在产品中。此外，根源分析和查找影响品质的主要因素可以极降低质量问题带来的