CN108335027A

CN108335027A - 一种智慧互联制造执行管控系统

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Publication number: CN108335027A
Application number: CN201810075354.0A
Authority: CN
Inventors: 于登昌; 张�林; 马培娜; 杨善琨; 邹骁韦; 胡怀连
Original assignee: Qingdao Sarntah Inteligent Technology Co Ltd
Current assignee: Qingdao Sarntah Inteligent Technology Co Ltd
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2018-07-27

Abstract

本发明公开了一种智慧互联制造执行管控系统，包括数据采集层、数据处理层、安全管理层和综合展示层，所述数据采集层包括报警数据采集、业务数据采集、设备数据采集和配置数据采集，所述数据处理层包括数据库和针对数据库的管理系统，所述综合展示层包括实时报警展示、看板展示、管理工具展示、报表系统展示和系统管理展示；所述智慧互联制造执行管控系统分别与企业资源计划系统、供应商关系管理系统、运输管理系统、身份识别与访问管理系统以及移动设备管理系统进行数据交互，本发明公开的系统可以有效提高生产过程的可视化程度，同时整合企业各种资源，合理管控生产资源；以协作的方式和其他企业资源通讯；有助于提升企业市场竞争力。

Description

一种智慧互联制造执行管控系统

技术领域

本发明涉及一种生产管理系统，特别涉及一种智慧互联制造执行管控系统。

背景技术

在全球经济一体化的背景下，中国作为制造大国，也成为全球供应链中重要的一环。随着中国制造产业的高速发展，经济的加速转型和科技的日新月异，中国制造业迎来了机遇同时也面临着挑战。随着竞争的白日化，利润空间一度缩减，提高质量，降低成本成为各个厂家的燃眉之急。此时LEANManufacturing(精益制造)、MTO(按订单生产)、零库存生产、协同生产等等全新的生产及管理理念不断的冲击着企业管理者的大脑—---企业已经投入了大量资金及人员用于基础信息平台(CAD/CAM)的建设，也引入了PDM、ERP等先进管理手段，但生产效率和生产力仍处于较低水平。这是因为，在一个完整的信息化制造流程中，每一个环节环环相扣，密不可分。而其中一个重要的环节往往被企业忽略掉了，这就是制造执行。

传统制造执行只关注生产对其他企业资源的整合存在漏洞。但是对于如下典型车间管理的问题却束手无策：

经常出现交货期短、紧急插单等情况，难以及时准确的调整、下达任务；如何协调车间生产，降低在制品库存；出现用户产品投诉的时候，能否根据产品号码追溯这批产品的所有生产过程信息？能否立即查明它的：原料供应商、操作机台、操作员工、经过的工序、生产时间日期和关键的工艺参数？同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动校验和操作提示以防止工人部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误？目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？要分别供应给哪些供应商？何时能够及时交货？过去12小时之内生产线上出现最多的3种产品缺陷是什么？次品数量各是多少？能否精确区分产品质量的随机波动与异常波动，将质量隐患消灭于萌芽之中？生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？影响设备生产潜能的最主要原因是：设备故障？调度失误？材料供应不及时？工人培训不够？还是工艺指标不合理？能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷编码？同时实现现场操作员工的时时激励和计酬？

新技术快速发展下(物联技术、网络技术、信息技术、资料分析、数据监控)需要重新审视原有核心能力的现状与未来，重新定义核心竞争力，并运用新技术，重组企业运作流程，管理体系及生产工具，在敏捷、个性化、服务化的未来竞争，取得领先优势。因此，一个可以互联互通的生产管理信息系统是支持整合资源生产、指导企业生产决策所必不可少的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智慧互联制造执行管控系统，以达到有效提高生产过程的可视化程度，实时提供生产中的每一步的信息；同时整合企业各种资源，合理管控生产资源；以协作的方式和其他企业资源通讯；这些信息将协助企业提升生产效能、应对日益苛刻的生产交货期，有助于提升企业市场竞争力的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种智慧互联制造执行管控系统，包括数据采集层、数据处理层、安全管理层和综合展示层，所述数据采集层包括报警数据采集、业务数据采集、设备数据采集和配置数据采集，所述数据处理层包括数据库和针对数据库的管理系统，所述综合展示层包括实时报警展示、看板展示、管理工具展示、报表系统展示和系统管理展示；所述智慧互联制造执行管控系统分别与企业资源计划系统、供应商关系管理系统、运输管理系统、身份识别与访问管理系统以及移动设备管理系统进行数据交互。

上述方案中，所述数据库包括报警数据库、业务数据库、设备数据库和配置数据库。

上述方案中，所述管理系统包括报警管理、业务管理、生产管理和库存管理。

上述方案中，所述报警管理包括设备报警、故障分析和短信提醒。

上述方案中，所述业务管理包括物料数据、工位数据、工艺路线和组织架构。

上述方案中，所述生产管理包括计划管理、现场扫描、产品不良和产品跟踪。

上述方案中，所述库存管理包括库存盘点、库龄分析、库存报表和出入库明细。

上述方案中，所述安全管理层包括配置管理、操作日志管理、用户管理、角色管理、权限管理和日志分析。

通过上述技术方案，本发明提供的智慧互联制造执行管控系统可以实现如下功能：

1、统一条码化管理，降低物料及产成品进出等操作出错率，提高操作效率；

2、可追溯各个产品的加工情况；

3、准确追溯产成品使用的物料有哪些，以便在成品发生问题时能清楚地知道是哪个物料的问题；

4、通过扫描条码的操作，来提高操作正确性，提高操作人员的操作效率，降低成本；

5、能够及时准确的统计出各个产线的产能；

6、能够有效管理产线停线情况及停线原因，并及时报警；

7、能够有效管理产线上线生产情况统计；

8、能够解决生产过程中设备制造的人为干预；

9、能够实现设备信息的实时监控。

本系统为了更好控制和追踪生产制造过程中操作记录，紧密结合现有生产线的装配过程，通过自定义的方式，匹配不同的生产线工序。同时通过自定义方式，可以和现有生产线的硬件设备达到完美结合，从而最终可以达到从装配件的上线，到最终的产成品的下线，这过程中所有需要去追踪的过程和装配件，进行统一的记载和串联，同时能够自动计算产线生产效率等相关数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例所公开的一种智慧互联制造执行管控系统功能框架示意图；

图2为本发明实施例所公开的智慧互联制造执行管控系统与其他系统的交互示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种智慧互联制造执行管控系统，如图1所示，该系统采用先进的条码技术及条码扫描技术，提高生产效率及减少差错率。全条码操作，不需要手工操作系统界面，达到系统可以完全符合的流水线设计要求。自定义化的生产线，可以随时根据生产线的变化或者跟踪需求的变化，更改产品线的工序以及工位；实时产线产能、能率追踪；电子看板在线情况分析。

如图1和图2所示的智慧互联制造执行管控系统，包括数据采集层、数据处理层、安全管理层和综合展示层。该系统(MES)分别与企业资源计划系统(ERP)、供应商关系管理系统(SRM)、运输管理系统(TMS)、身份识别与访问管理系统(IAM)以及移动设备管理系统(MDM)进行数据交互。

一、数据采集层

数据采集层包括报警数据采集、业务数据采集、设备数据采集和配置数据采集。

二、数据处理层

数据处理层包括数据库和针对数据库的管理系统。数据库包括报警数据库、业务数据库、设备数据库和配置数据库。管理系统包括报警管理、业务管理、生产管理和库存管理。报警管理包括设备报警、故障分析和短信提醒；业务管理包括物料数据、工位数据、工艺路线和组织架构；生产管理包括计划管理、现场扫描、产品不良和产品跟踪；库存管理包括库存盘点、库龄分析、库存报表和出入库明细。

1、系统提供日常的数据库维护，包括：数据库的备份与恢复，基础资料的导入与导出，数据的导入与导出。

在系统中，用户可以对物料数据进行预先维护(包含物料的条码信息)，以便在收发料、生产过程中使用。用户可以新增、删除、编辑物料。

2、在生产管理中，根据实际的生产需要定义不同的产品线，这样用来控制和管理所有的产品线上的所有产成品的关联关系，具体可包括：

代码：产品线的编码，用来唯一标示一个产品线。

名称：产品线名称。

描述：详细说明产品线的具体内容。

是否有效：产线是否可用。

由条码打印员根据指令单打印条码，指令单由系统从ERP获取(或者导入)，条码号根据指令单、日期、产品类型等自动生成编码；由现场操作工领取条码进行托盘黏贴。

注意，条码内容是系统自动生产(优化成9位数字)，包含机种，线别，生产日期，班次，流水码等信息。

3、工艺路线的工序管理是整个生产线追踪系统的精华所在，不同的工序设计，不同的工序之间的确认就会有不同的生产流程。因此，在做工序设计的时候需要实际的生产和产品线管理经验的人才可以来做。

产品工序的关键字：

产品线：在工序定义中，只有选择了具体某个产品线后，系统会把该产品线下的工位和产品罗列出来。它是确定产品线具体工位具体产品装配清单的先决条件。

产品工位：选择了产品线后，那么就需要选择指定的产品工位，来帮助他配置装配清单。

产品跟踪件：选择相同的产品线和产品后，附载的产品跟踪件也可以被选择，当选择确定后，那么就可以对同一产品线的同一跟踪件同一工位以及相同的产品的具体工序进行设定。

产品：如果产品线支持多个产品，那么，需要为不同的产品在同一个工位配置不同的装配清单，因此这里就需要选择产品。

需要校验：同一个生产线上如果有不同的跟踪件，如果后一个跟踪件需要在前一个完成的基础上才能执行，系统支持，对这些序列号得追踪件，在实际生产的时候我们必须要检查成品/半成品库存，确保其存在且状态两好。

限制数量：针对批次产品，可以设定限定数量，就是同一批次只能使用多少次，超过限制数量必须再次扫描新的批次条码，目前系统是绑定在包装设备上来做应用的。

4、计划下放：

工艺路线设计好之后可进行计划下放，通过与ERP(金蝶)进行连接同步生产指示并且向现场下达作业指示，如果不联动ERP系统，系统也可以独立的生成并且下达生产指示。

使用日常表格(Excel)可以对生产指示和每天的计划等数据进行搜集后上传到MES进行管理；

通过网页可以实现对生产指示和生产计划随时随地的调整和查询；

ERP(金蝶)生产的生产工单通过接口，可定时或实时同步到MES；

根据不同的需求，生产工单发布前，相关的物料、可用生产资源等信息会实时提供给用户。

5、计划排序

以从ERP接收的生产计划为基础生IMES的作业计划，并以IMES的作业计划为基础确定生产顺序，并生成序列数据，并且构成向操作人员及设备下达最终作业指示的系统环境。

6、现场作业管理

通过排产管理生成的生产计划任务指示，可以以不同的形式将生产要求发送到生产现场的设备及操作人员的显示器上。以生产计划为基础，各工序为管控节点。记录并分析投料及检测结果。对接生产中各设备由系统根据各工序实际生产反馈情况控制当前工序和后工序是否正常流转。

7、生产跟踪记录管理

实时采集生产现场上发生的生产进度、停机、上料等数据，应用到生产任务指示及监控管理中，主要采集信息包括生产任务信息、开工/完工数据、产量数据、设备停线数据、物料使用数据等。

8、设备监控

对生产任务进行实时设备状态跟踪，记录生产任务在设备上的信息，包括加工时间、加工节拍、生产订单号码、设备运行结果等信息。将生产订单数据采集到服务器上，进行统计分析，具体包括：

设备信息维护(按设备SN)；

设备类型/属性管理；

设备点检(PDA执行，未点检自动预警)

设备保养计划维护；

设备保养到期自动提示/预警；

设备保养电子记录(计划性维护/非计划性维护)；

设备利用率OEE。

9、库存管理

基本材料编码履历管理

-(材料区分,材料编码,材料名,项目,VALUE,包装单位)

产品入出库及原材料履历DATA记录管理

-入库出库时自动履历管理

有寿命管理/安全在库

-材料别有寿命期限指定(丁二烯,备件部分)

-材料别安全在库管理(指定在库数量)

先入先出

-出库编码使用扫码标签(需要时)

-打印出库证(购买材料->生产移交记录物)

-材料出库时，公司编码信息打印后出库

10、异常流程

条码异常：确保条码缺失原因后进行补打，以免造成条码重复的情况。

条码枪异常：条码枪出现故障不能扫描时，由员工手工录入，同时通知设备人员进行更换。

网络不通：网络故障时，系统给出网络不通的提示，由操作工判断产品质量和规格的合法性。系统判断网络畅通时，自动上传本地数据。

设备故障。

三、综合展示层

综合展示层包括实时报警展示、看板展示、管理工具展示、报表系统展示和系统管理展示。

看板安装在每条生产线的中间。重点显示该线体计划数量、已完成数量以及切换产品提示。包括生产监控、停机时间/异常管理、WIP/物料需求监控等内容。

四、安全管理层

安全管理层包括配置管理、操作日志管理、用户管理、角色管理、权限管理和日志分析。

1、用户管理：

在MES系统中，管理人员可以为每个需要使用系统的员工设置不同的登录用户名和密码。以及员工的相关资料信息。

2、角色管理：

在MES系统中，用户可以通过设置不同的角色来管理用户，每个员工可以属于不能的角色，一个用户也可以同时属于多个角色，在权限管理中我们只需对角色进行权限管理，这个避免了我们一个一个用户权限分配的工作量。

主要有以下用户角色：

系统管理员：维护系统基本资料，如增加新用户和权限等；

生产经理及相关管理者：查看产线产能及各种相关报表和查询；

生产计划员：将生产计划导入到MES系统，并在系统中将生产计划生成的指令单分配到各产线等工作；

生产班长：启动产线、停线、切换工单等工作；

生产操作员：生产线扫描条码、产线质量检查等；

维修员：记录维修信息。

3、权限管理:

MES有非常完善的系统安全设置，系统安全设置包括：

对于不同的角色、用户可以赋予不能的权限；

对于用户的安全性等级，可使用户被限制在只能对系统权限设定的仓库进行的访问；

可向一个用户赋予对多个功能模块进行多重访问的权限；

在数据安全性上，可设定特定用户查询或使用特定范围内数据的权利，这样对于已经完成作业的情况下需要修改数据，则必须由拥有相应权限的主管等专人才能进行，保证数据的安全性。

接口需求：与ERP系统接口

内容明确：传递信息内容要明确，传递的双方系统要明确，传递的方向(发出和接收方)要明确

协议开放：双方系统要具备外部数据库读写能力和权限

规则统一：双方约定规则规范：

(1)数据内容：数据字段、长度、类型、数据格式

(2)传输规则：数据发送端、数据接收端、传输频次、主动被动、传输方法(数据库直接连接、Webservice、Web API、第三方ETL工具)

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种智慧互联制造执行管控系统，其特征在于，包括数据采集层、数据处理层、安全管理层和综合展示层，所述数据采集层包括报警数据采集、业务数据采集、设备数据采集和配置数据采集，所述数据处理层包括数据库和针对数据库的管理系统，所述综合展示层包括实时报警展示、看板展示、管理工具展示、报表系统展示和系统管理展示；所述智慧互联制造执行管控系统分别与企业资源计划系统、供应商关系管理系统、运输管理系统、身份识别与访问管理系统以及移动设备管理系统进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的一种智慧互联制造执行管控系统，其特征在于，所述数据库包括报警数据库、业务数据库、设备数据库和配置数据库。

3.根据权利要求1所述的一种智慧互联制造执行管控系统，其特征在于，所述管理系统包括报警管理、业务管理、生产管理和库存管理。

4.根据权利要求3所述的一种智慧互联制造执行管控系统，其特征在于，所述报警管理包括设备报警、故障分析和短信提醒。

5.根据权利要求3所述的一种智慧互联制造执行管控系统，其特征在于，所述业务管理包括物料数据、工位数据、工艺路线和组织架构。

6.根据权利要求3所述的一种智慧互联制造执行管控系统，其特征在于，所述生产管理包括计划管理、现场扫描、产品不良和产品跟踪。

7.根据权利要求3所述的一种智慧互联制造执行管控系统，其特征在于，所述库存管理包括库存盘点、库龄分析、库存报表和出入库明细。

8.根据权利要求1所述的一种智慧互联制造执行管控系统，其特征在于，所述安全管理层包括配置管理、操作日志管理、用户管理、角色管理、权限管理和日志分析。