MES制造執(zhí)行系統(tǒng)原理與實(shí)現(xiàn).doc

1、前言近些年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)涌現(xiàn)了大量的制造型企業(yè)，隨著競(jìng)爭(zhēng)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高， 特別是在電子制造型的企業(yè)里，對(duì)于制造流程控制的要求不斷提升。許多企業(yè)為了增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力， 不惜重金實(shí)施 ERP 系統(tǒng)，以求縮減成本控制、縮短供貨周期。但在內(nèi)部生產(chǎn)控制上，卻沒(méi)有一個(gè)完善成熟的平臺(tái)。 MES 制造執(zhí)行系統(tǒng)就是在這種背景上， 受到大家越來(lái)越多的關(guān)注， 越來(lái)越多的企業(yè)在考慮啊或?qū)嵤┳约旱?MES 系統(tǒng)。本書系統(tǒng)地介紹了 MES 的功能模塊和實(shí)現(xiàn)的邏輯。 本人在國(guó)內(nèi)大型的電子產(chǎn)品制造企業(yè)擔(dān)任多年的工藝工程師和工廠控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析師， 對(duì)制造的流程非常熟悉，參與設(shè)計(jì)了所在企業(yè)的 MES 系統(tǒng)。本書是作者

2、多年經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。希望本書有助于大家理解 MES 系統(tǒng)，有助于國(guó)內(nèi)制造企業(yè)的流程控制和質(zhì)量提升。第一章 什么是制造執(zhí)行系統(tǒng)1.1MES 的功能在傳統(tǒng)的加工生產(chǎn)企業(yè)中，往往用流程卡來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)的跟蹤控制。在流程卡上印刷工序列表，每經(jīng)過(guò)一個(gè)工位，則由作業(yè)人員打勾、簽名、標(biāo)注日期。這樣產(chǎn)品在生產(chǎn)線上流轉(zhuǎn)時(shí)，我們可以檢查產(chǎn)品是否經(jīng)過(guò)了所有的必須工序。MES 全稱 Manufacturing Execution System 制造執(zhí)行系統(tǒng)，它的核心功能與流程卡類似，即通過(guò)流水號(hào)控制生產(chǎn)工序。MES 通過(guò)創(chuàng)建產(chǎn)品的序列號(hào)來(lái)取代流程卡號(hào)，生產(chǎn)過(guò)程中的任何一個(gè)工序通過(guò)序列號(hào)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，得到所有相關(guān)的控制信息。流程

3、卡在生產(chǎn)完成之后即作廢，而序列號(hào)卻一直保存在企業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，所以可以作為產(chǎn)品今后的跟蹤依據(jù)，方便質(zhì)量管理。簡(jiǎn)單地說(shuō)，MES 有兩大核心功能：根據(jù)序列號(hào)進(jìn)行工序的控制，根據(jù)序列號(hào)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的跟蹤。其它功能還有裝配、包裝、物料跟蹤，我們?cè)诰唧w的模塊中詳細(xì)介紹。1.2MES 與 ERP 的關(guān)系ERP 即 Enterprise Resource Planning企業(yè)資源計(jì)劃，是生產(chǎn)企業(yè)的核心模塊，其主要功能是物料管理和成本控制。所有的生產(chǎn)都是由ERP(通過(guò)工單 )發(fā)起、由 ERP(通過(guò)發(fā)貨單 )結(jié)束的。一些 ERP 系統(tǒng)也包含了簡(jiǎn)單的生產(chǎn)模塊。我們可以把MES 看成 ERP 生產(chǎn)模塊的專業(yè)化。因此M

4、ES 與 ERP 的接口應(yīng)保持邏輯上的一致性。第二章產(chǎn)品、工單、序列號(hào)2.1 產(chǎn)品 (Product)MES 的流程通常是由ERP 系統(tǒng)發(fā)起的， 因此對(duì)于產(chǎn)品的定義必須與ERP 保持一致。通常，用 item_no(產(chǎn)品編或者 item_no 和 item_revision(產(chǎn)品版本 )的組合來(lái)定義一個(gè)產(chǎn)品 (product)。從 ERP 的角度而言，產(chǎn)品等同于物編碼。一個(gè)完整的產(chǎn)品周期可能包含以下環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)都與產(chǎn)品相關(guān)，如圖 2-1 所示：對(duì)于 MES 而言，產(chǎn)品除了物料屬性以外， 還有一些其它與生產(chǎn)密切相關(guān)的屬性，如工藝流程、裝配結(jié)構(gòu)、測(cè)試規(guī)范等。我們?cè)诤竺娴恼鹿?jié)中將陸續(xù)展開。2.2 工

5、單 (WorkOrder)工單又稱任務(wù)單、計(jì)劃單。一個(gè)工單定義了一次加工作業(yè)，包含以下信息：待加工產(chǎn)品、數(shù)量、加工起點(diǎn)、原材料輸出倉(cāng)庫(kù)、成品輸入倉(cāng)庫(kù)，以及工單狀態(tài)、計(jì)劃完成時(shí)間等輔助信息。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的MES 系統(tǒng)是由工單驅(qū)動(dòng)的。首先由計(jì)劃員在 ERP 中定義工單，然后將此工單刷新到MES，車間的主管將工單落實(shí)到具體的產(chǎn)品工藝路線，操作人員按照工藝路線進(jìn)行作業(yè)。如圖2-2：2.3 序列號(hào) (SerialNumber)在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程中，我們往往用流程卡來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)。在MES 系統(tǒng)中，我們用序列號(hào)來(lái)代表一個(gè)具體的產(chǎn)品。序列號(hào)代表系統(tǒng)里唯一的一個(gè)產(chǎn)品，它具有 item_no 屬性 (ERP 物料號(hào)

6、 )，此外，它必須與工單關(guān)聯(lián)，這樣才能夠用工單進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。對(duì)于制造件和裝配件，它們的序列號(hào)規(guī)則是不一樣的。對(duì)于制造件，其序列號(hào)可以全部由MES 系統(tǒng)分配產(chǎn)生，而采購(gòu)件的序列號(hào)是供應(yīng)商產(chǎn)生的，只能作為外來(lái)數(shù)據(jù)導(dǎo)入 MES，同時(shí)賦予其 item_no 屬性。在一些情況下， 序列號(hào)是企業(yè)的重要資源。如對(duì)于網(wǎng)卡 MAC 地址，其前 6 位是企業(yè)代號(hào)，后 6 位是企業(yè)內(nèi)部的 MAC 流水號(hào)，MAC 地址的申請(qǐng)需要向相關(guān)組織繳納費(fèi)用。 另如中國(guó) GSM 手機(jī)的 IMEI 號(hào)碼，是由政府信息產(chǎn)業(yè)部分配的。在某些情況下，序列號(hào)并不代表ERP 中明確定義的產(chǎn)品。如有一款手機(jī)產(chǎn)品 G10，其 ERP 物料號(hào)為 10

7、010，MES 系統(tǒng)會(huì)為其分配一序列號(hào)20061100001(item_no屬性為 10010)，然而在 ERP 的 BOM 中并沒(méi)有定義 IMEI ，為了保持序列號(hào)格式的一致，我們?yōu)?IMEI 定義一個(gè) “虛擬” (ERP 中沒(méi)有此物料號(hào) )的 item_no：IMEI 。這樣此手機(jī)在生產(chǎn)完成之后，至少有2 個(gè)序列號(hào)， 1 個(gè)是10010 對(duì)應(yīng)的序列號(hào)， 1 個(gè)是 IMEI 對(duì)應(yīng)的序列號(hào)。車間的操作人員在作業(yè)時(shí)， 將序列號(hào)與工單建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，這樣工藝路線就落實(shí)到每一個(gè)具體的序列號(hào)了。產(chǎn)品、工單、序列號(hào)三者之間的關(guān)系如圖 2-3 所示，序列號(hào)繼承自產(chǎn)品，工單通過(guò)與序列號(hào)關(guān)聯(lián)的方式驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。2.

8、4 條形碼為了提高序列號(hào)輸入的效率，MES 系統(tǒng)采用條形碼 (以下簡(jiǎn)稱條碼 )來(lái)記錄序列號(hào)。條碼是用條碼打印設(shè)備， 把序列號(hào)打印在尺寸裁切好的不干膠貼紙上，然后用激光掃描設(shè)備識(shí)別。常用的條碼打印設(shè)備有zebra公司的系列條碼打印機(jī)。常用的激光掃描識(shí)別設(shè)備有symbol 公司的手持激光掃描槍系列。常用的條碼編碼規(guī)范有39 碼和 128 碼，在一些包裝工廠，還用二維碼來(lái)記錄大量數(shù)據(jù)信息。(E-WORKS)第三章工藝路線3.1 工位 (Step)在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，批量生產(chǎn)多采用流水作業(yè)，流水線由若干個(gè)獨(dú)立作業(yè)的工位組成。工位是產(chǎn)品生產(chǎn)周期中的一個(gè)點(diǎn)， 或者說(shuō)一次作業(yè)。 工位是一個(gè)邏輯概念，一個(gè)工位可以

9、對(duì)應(yīng)若干個(gè)實(shí)際的工作臺(tái)， 比如電腦的主板裝配工位， 可以由 4 個(gè)工人、在 4 個(gè)工作臺(tái)上做相同的裝配作業(yè)， 那么我們說(shuō)這 4 個(gè)工作臺(tái)對(duì)應(yīng)于同一個(gè)工位。在 MES 系統(tǒng)中，工位的定義可以和實(shí)際的作業(yè)有一定的出入。還是舉主板裝配工位為例， 在實(shí)際生產(chǎn)中可能作進(jìn)一步的細(xì)化， 分成定位、焊接、固定 3 個(gè)工位，但在 MES 系統(tǒng)中只定義一個(gè)工藝路線控制點(diǎn)，那么我們可以看作是一個(gè)工位。3.2 工藝路線 (Route)工藝路線是指產(chǎn)品的生產(chǎn)方法。通常我們用流程圖來(lái)表示工藝路線，流程圖由當(dāng)前工位、結(jié)果、下一工位組合而成，如圖 3-1。工藝路線表達(dá)了產(chǎn)品完整的生產(chǎn)周期。一個(gè)產(chǎn)品可以定義若干個(gè)工藝路線，如試

10、生產(chǎn)工藝路線、 量產(chǎn)工藝路線、 返工工藝路線等。 但是一個(gè)工單只能驅(qū)動(dòng)一條工藝路線，因此工單從 ERP 刷新到 MES 后，在生產(chǎn)之前，必須由車間主管或生產(chǎn)線組長(zhǎng)指定工單到某一工藝路線。簡(jiǎn)單地說(shuō)，工藝路線是產(chǎn)品的一種屬性，由工位組成，受工單驅(qū)動(dòng)。3.3 當(dāng)前工藝狀態(tài) (RouteStatus)生產(chǎn)控制的目的，是為了實(shí)現(xiàn) “在指定的工位，做指定的產(chǎn)品 ”。我們?cè)诠に嚶肪€里已經(jīng)定義了當(dāng)前工位、 結(jié)果、下一工位的組合關(guān)系， 因此我們只要再記錄某個(gè)序列號(hào)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品當(dāng)前的工位和結(jié)果， 就可以得到下一工位， 由此可以進(jìn)行工藝檢查和工藝記錄。 對(duì)當(dāng)前工位的定義方法有兩種。 第一種定義剛剛結(jié)束的工位是當(dāng)前工位

11、。 這樣在工藝狀態(tài)表里記錄了序列號(hào)、 當(dāng)前工位名、 當(dāng)前工位結(jié)果。第二種定義下一工位是當(dāng)前工位。 這樣在工藝狀態(tài)表里記錄了序列號(hào)、 當(dāng)前工位名。3.4 工藝檢查 (RouteCheck)工藝檢查是判斷序列號(hào)是否出現(xiàn)在正確的工位。方法如下：按第一種定義，前臺(tái)錄入工單、序列號(hào)、作業(yè)工位。后臺(tái)根據(jù)工單得到工藝路線；根據(jù)序列號(hào)得到當(dāng)前工位和結(jié)果；然后根據(jù)工藝路線和當(dāng)前工位、結(jié)果，得到下一工位；比較下一工位和作業(yè)工位，得到工藝檢查的結(jié)果。如圖 3-2 所示：按第二種定義，前臺(tái)錄入序列號(hào)、作業(yè)工位。后臺(tái)根據(jù)序列號(hào)得到當(dāng)前工位；比較當(dāng)前工位和作業(yè)工位，得到工藝檢查的結(jié)果。如圖3-3 所示：3.5 工藝記錄

12、(RouteUpdate)工藝記錄是指工位作業(yè)完成后，對(duì)工藝的狀態(tài)進(jìn)行更新。按第一種定義，前臺(tái)錄入序列號(hào)、作業(yè)工位、結(jié)果，后臺(tái)直接將此數(shù)據(jù)更新到工藝狀態(tài)表。如圖3-4 所示：按第二種定義，前臺(tái)錄入工單、序列號(hào)、作業(yè)工位、結(jié)果；后臺(tái)根據(jù)工單得到工藝路線；根據(jù)工藝路線、作業(yè)工位、結(jié)果，得到下一工位；根據(jù)序列號(hào)、下一工位更新工藝狀態(tài)。如圖 3-5 所示：我們可以看出，兩種方法的區(qū)別是：第一種方法在routecheck 時(shí)引用工藝路線，第二種方法在 routeupdate時(shí)引用工藝路線。 第一種方法在 routecheck 時(shí)較為繁瑣，但是適合以下這種特殊情況， 即當(dāng)前工位和結(jié)果的組合， 對(duì)應(yīng)的下一工

13、位有多條記錄，如圖 3-6：3.6 工藝歷史 (RouteHistory)在進(jìn)行 RouteUpdate的時(shí)候，同時(shí)產(chǎn)生一條 log 記錄，包括作業(yè)時(shí)間、 作業(yè)人員、作業(yè)工單、序列號(hào)、當(dāng)前工位、結(jié)果。當(dāng)生產(chǎn)結(jié)束的時(shí)候，一個(gè)序列號(hào)有多條 routelog 記錄，這些記錄就構(gòu)成了一個(gè)序列號(hào)的工藝歷史就是一個(gè)完整的生產(chǎn)周期的記錄。3.7 工藝初始化 (RouteInitial)RouteHistory，也工藝的起始點(diǎn)比較特殊，因?yàn)橛辛怂蟛拍苓M(jìn)行工藝檢查。為了設(shè)計(jì)的方便，我們?cè)谒械墓に嚶肪€中， 均設(shè)計(jì)其起始點(diǎn)為工藝初始化點(diǎn)， 此點(diǎn)之后的工位就可以使用 routecheck和 routeupdat

14、e方法了。初始化的方法有兩種。第一種是在序列號(hào)創(chuàng)建之時(shí)就進(jìn)行初始化。第二種是在 routecheck 時(shí)檢查是否有 routestatus 記錄，如果沒(méi)有，則先進(jìn)行初始化。初始化是一種特殊的routeupdate，其工位名是 initial 。3.8 工藝結(jié)束 (RouteClose)與工單關(guān)閉工藝結(jié)束點(diǎn)也是較為特殊的一個(gè)工位，它是所有工藝路線的最后一個(gè)工位。按照 routeupdate的第二種方法， 則系統(tǒng)通過(guò) routeupdate自動(dòng)產(chǎn)生 close 工位。關(guān)閉工單時(shí)，系統(tǒng)得到此工單驅(qū)動(dòng)的所有序列號(hào)；然后 routecheck其當(dāng)前工位是否都是 close；如果全部 close 則允許關(guān)

15、閉工單，否則需強(qiáng)行關(guān)閉工單。按照 routeupdate的第一種方法， 則 routehistory 里不包括 close 工位，所以必須手動(dòng)關(guān)閉。關(guān)閉工單時(shí)，系統(tǒng)得到此工單驅(qū)動(dòng)的所有序列號(hào)；然后routecheck其當(dāng)前工位是否都是close；如果全部 close 則允許關(guān)閉工單， 否則需強(qiáng)行關(guān)閉工單?？梢栽陉P(guān)閉工單時(shí)，將其驅(qū)動(dòng)的序列號(hào)routeupdate到 close 工位。3.9 故障與維修故障工位與維修工位是較為特殊的route工位，因?yàn)樗鼈冊(cè)?routeupdate的同時(shí)，還要記錄相應(yīng)的故障與維修記錄。故障與維修信息可以看成routeupdate 的擴(kuò)展信息，每一次的故障與維修記錄

16、，都通過(guò)外鍵關(guān)聯(lián)到一條routelog 歷史記錄，因此 route 與故障、維修的動(dòng)作就接合在一起，可以通過(guò)序列號(hào)找到它們之間的關(guān)聯(lián)。3.10 自動(dòng)測(cè)試在現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)中，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，往往在生產(chǎn)周期中設(shè)置若干個(gè)測(cè)試點(diǎn)，在大批量的生產(chǎn)中，這些點(diǎn)往往采用自動(dòng)測(cè)試完成。具體的操作是：首先根據(jù)產(chǎn)品與工位定義testprofile 測(cè)試模板，然后輸入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，生成測(cè)試數(shù)據(jù)文件，并關(guān)聯(lián)到序列號(hào)。由于測(cè)試文件與測(cè)試模板是關(guān)聯(lián)的，因而能夠根據(jù)testprofile 進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。自動(dòng)測(cè)試是一個(gè)特殊的route 工位，操作前需要routecheck，完成后進(jìn)行 routeupdate并生成 routelo

17、g。測(cè)試數(shù)據(jù)與 routelog 進(jìn)行關(guān)聯(lián)，因而可以根據(jù) routehistory 直接定位測(cè)試數(shù)據(jù)。3.11產(chǎn)品、工單與工藝路線產(chǎn)品、工單與工藝路線的關(guān)系，見圖 3-7，裝配結(jié)構(gòu)、包裝結(jié)構(gòu)、材料跟蹤的定義參見后面的章節(jié)。第四章裝配4.1 裝配 (assembly)與子裝配 (sub-assembly)ERP 中的產(chǎn)品不僅是物料，它同時(shí)還是一個(gè)裝配件，通過(guò)BOM 表達(dá)它的裝配結(jié)構(gòu)。一個(gè)裝配件由若干個(gè)子裝配件組成。比如一臺(tái) PC，包含的子裝配件有主板、 CPU、顯卡、硬盤、顯示器等，其BOM 的結(jié)構(gòu)如圖 4-1：這個(gè)結(jié)構(gòu)表示一臺(tái) PC 由 1 件主板、 1 件 CPU、1 件顯卡、 2 件硬盤、

18、 1 件顯示器、1 件機(jī)箱組成。 這種結(jié)構(gòu)可以看成 PC 這種產(chǎn)品的一個(gè)屬性。 在 MES 系統(tǒng)中，這種結(jié)構(gòu)通過(guò)產(chǎn)品工藝路線的若干個(gè)工位體現(xiàn)，如圖4-2：圖 4-2 表示 PC 的裝配工藝共分散在 4 個(gè)工位中。為了記錄產(chǎn)品與其子裝配之間的關(guān)系，我們需要將產(chǎn)品的序列號(hào)與子裝配的序列號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。具體的操作如表4-3：關(guān)聯(lián)完成之后， MES 數(shù)據(jù)庫(kù)里就保留了產(chǎn)品與其裝配件之間序列號(hào)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如圖 4-4：從技術(shù)的角度而言，有兩種方法記錄序列號(hào)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。第一種方法是在數(shù)據(jù)庫(kù)里保存產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，然后各相關(guān)序列號(hào)指向這種結(jié)構(gòu)。第二種方法是直接記錄各序列號(hào)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成一棵 “樹”。比較而言，第一

19、種方法方便形成批量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系的報(bào)表， 而第二種方法隔離了序列號(hào)數(shù)據(jù)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，所以產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)變了也不會(huì)影響歷史數(shù)據(jù)。我們更傾向于采用第二種方法， 因?yàn)檫@對(duì)于后面要說(shuō)到的序列號(hào)關(guān)聯(lián)替換、注銷等操作更為方便。4.2 序列號(hào)關(guān)聯(lián)表的設(shè)計(jì)考慮到關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，用父 -子節(jié)點(diǎn)來(lái)定義樹狀結(jié)構(gòu)是非常方便的，效率也比較高。如圖 4-5 所示的結(jié)構(gòu)：ID 字段是序列號(hào)所在的節(jié)點(diǎn)，SN 是序列號(hào)， father_id 是序列號(hào)的父節(jié)點(diǎn)，如為負(fù)數(shù)則表示此父節(jié)點(diǎn)并沒(méi)有對(duì)應(yīng)的序列號(hào)存在，也就是說(shuō)此 SN 是該節(jié)點(diǎn)數(shù)上的根節(jié)點(diǎn)，為方便，我們稱負(fù)數(shù)的節(jié)點(diǎn)為虛節(jié)點(diǎn)。4.3 新增序列號(hào)關(guān)聯(lián)按照節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，任何一次關(guān)聯(lián)動(dòng)作可以看成

20、把某一節(jié)點(diǎn)設(shè)置為另一節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)，為方便敘述，我們統(tǒng)一稱為把SN1 的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為SN2 的父節(jié)點(diǎn)，或者把SN2 關(guān)聯(lián)到SN1 上。新增序列號(hào)關(guān)聯(lián)的方法為： 更新序列號(hào)關(guān)聯(lián)表，設(shè)置 SN2 的父節(jié)點(diǎn)等于 SN1的節(jié)點(diǎn)。為避免邏輯上的混亂，我們?cè)陉P(guān)聯(lián)之前必須進(jìn)行檢查，規(guī)則為：1)SN2 的父節(jié)點(diǎn)必須為虛節(jié)點(diǎn)，也就是說(shuō)SN2 是根節(jié)點(diǎn)，這樣做是為了保證任何一個(gè) SN 只能有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)。2)SN2 的父節(jié)點(diǎn)不能是SN1 所在樹上的根節(jié)點(diǎn)。例如，將 2221 關(guān)聯(lián)到 1116 上，如圖 4-7則 2221 必須沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)，這樣不會(huì)造成大于1 個(gè)父節(jié)點(diǎn)。而且2221 必須不等于 1116 樹上的根節(jié)點(diǎn) (

21、1111)。4.4 序列號(hào)關(guān)聯(lián)替換輸入舊序列號(hào) SN_old、新序列號(hào) SN_new，以進(jìn)行替換。 替換的前提條件：1)SN_new 的父節(jié)點(diǎn)必須是虛節(jié)點(diǎn)，也就是說(shuō)，SN_new 必須是根節(jié)點(diǎn)。2)SN_new 不能等于 SN_old 所在樹上的根節(jié)點(diǎn)。替換的方法為：1)設(shè)置 sn_new的父節(jié)點(diǎn)等于 sn_old 的父節(jié)點(diǎn)。2)設(shè)置 sn_old 的父節(jié)點(diǎn)為一個(gè)新的虛節(jié)點(diǎn)， 這樣 sn_old 仍可以看成以 sn_old為根的一棵樹。如圖 4-8 的已有關(guān)聯(lián)：以 6666 替換 3333 的結(jié)果如圖 4-9：4.5 序列號(hào)關(guān)聯(lián)注銷對(duì)于在序列號(hào)關(guān)聯(lián)表中已有記錄的序列號(hào)，它不僅有自己的節(jié)點(diǎn)，而且

22、也可能是其它序列號(hào)的父節(jié)點(diǎn)，因此在注銷時(shí)可能對(duì)其它序列號(hào)產(chǎn)生影響。序列號(hào)關(guān)聯(lián)注銷的動(dòng)作為：1)定義該序列號(hào)的父節(jié)點(diǎn)為一新的虛節(jié)點(diǎn)；2)更新所有該序列號(hào)的子節(jié)點(diǎn)，分別定義其父節(jié)點(diǎn)為新的虛節(jié)點(diǎn)。例如：注銷 1113，如圖 4-10 所示：4.6 序列號(hào)關(guān)聯(lián)查詢輸入單個(gè)序列號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)查詢的方法為：1)追溯至此序列號(hào)的根節(jié)點(diǎn)。2)以根節(jié)點(diǎn)做遞歸查詢，列出所有樹狀結(jié)構(gòu)的子節(jié)點(diǎn)。3)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上，通過(guò)關(guān)聯(lián)表得到序列號(hào)的相關(guān)信息。這種方法很容易還原生成序列號(hào)關(guān)聯(lián)關(guān)系的樹，而且也不存在效率的問(wèn)題。但是在實(shí)際的生產(chǎn)中，經(jīng)常需要做大批量的查詢，并且生成格式統(tǒng)一的報(bào)表，比如根據(jù)工單輸出所有的關(guān)聯(lián)序列號(hào)。象這種情況，

23、 如果還要逐個(gè)序列號(hào)進(jìn)行迭代查詢的話那么效率就會(huì)有很大的影響。解決方法是， 在查詢之前， 系統(tǒng)定期對(duì)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行后臺(tái)處理，把樹表展成平表，這樣查詢時(shí)就無(wú)需迭代，一條SQL 就可以跑出所有的數(shù)據(jù)。具體的實(shí)現(xiàn)方面，需要數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方面的技巧，也可以參考數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的原理。第五章包裝5.1 包裝的概念在 MES 系統(tǒng)中，我們定義包裝的概念為， 將一個(gè)產(chǎn)品放在某一個(gè)不能代表此產(chǎn)品的容器中的動(dòng)作。舉個(gè)例子，將手機(jī)放入禮品盒的動(dòng)作不是包裝，因?yàn)槎Y品盒序列號(hào)與手機(jī)的序列號(hào)是一一對(duì)應(yīng)的， 可以用禮品盒的序列號(hào)來(lái)描述此手機(jī)，因此兩者之間是序列號(hào)關(guān)聯(lián)關(guān)系。而將多件手機(jī)禮品盒打包到托運(yùn)箱的動(dòng)作是包裝，因?yàn)橐粋€(gè)包裝箱里包含

24、了若干只手機(jī)，因此不能用包裝盒來(lái)代表某一件具體的手機(jī)產(chǎn)品。 我們可以將包裝理解為在產(chǎn)品生產(chǎn)完成之后，為發(fā)貨而準(zhǔn)備的一個(gè)動(dòng)作。圖 5-1 是一個(gè)典型的包裝例子：5.2 包裝的實(shí)現(xiàn)就技術(shù)的角度而言， 包裝和關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)的方法基本一致，都是用數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存樹狀的結(jié)構(gòu)。但是由于包裝箱和產(chǎn)品的屬性還是有較大的差異，因此我們有必要分別處理。具體的來(lái)說(shuō)，首先我們定義包裝箱的屬性，如尺寸、重量、物料號(hào)等，然后建立產(chǎn)品序列號(hào)與包裝箱序號(hào)的引用關(guān)系。圖5-1 的包裝箱屬性，如表5-2所示：包裝的基本動(dòng)作是裝箱與拆箱，對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫(kù)層面的新增引用關(guān)系和刪除引用關(guān)系。5.3 包裝與發(fā)貨發(fā)貨意味著產(chǎn)品生產(chǎn)周期的結(jié)束，在許多企業(yè)里

25、，往往有一個(gè)獨(dú)立于ERP與 MES 的發(fā)貨管理系統(tǒng)。在執(zhí)行發(fā)貨的動(dòng)作時(shí)，作業(yè)人員錄入箱號(hào)，然后從 MES 系統(tǒng)里得到此箱所有產(chǎn)品的序列號(hào)， 以及按照物料匯總的統(tǒng)計(jì)信息； 然后將序列號(hào)信息錄入到發(fā)貨管理系統(tǒng)，將物料匯總信息錄入到 ERP。為了發(fā)貨的方便， 通常將一些發(fā)貨的信息反映到包裝箱上，如張貼 A4 報(bào)表，或者貼二維條碼，以及反映相應(yīng)的發(fā)貨單號(hào)等。由于許多信息是從MES 系統(tǒng)中取的，為了提高效率，往往將這些動(dòng)作提前放在包裝時(shí)進(jìn)行。也就是說(shuō)，在包裝時(shí)就預(yù)先記錄了部分發(fā)貨信息。MES 與 ERP、發(fā)貨系統(tǒng)的關(guān)系，如圖 5-4 所示：圖 5-4第六章材料跟蹤6.1 為什么需要跟蹤材料在許多情況下，

26、我們需要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中用到的材料進(jìn)行跟蹤，特別是針對(duì)一些關(guān)鍵的采購(gòu)件。比如 PC 生產(chǎn)商發(fā)現(xiàn)一批CPU 有嚴(yán)重質(zhì)量缺陷， 那么必須知道這批CPU 已經(jīng)被應(yīng)用到哪些產(chǎn)品中，也就是說(shuō)必須根據(jù)CPU 的批次信息，找到與之關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品序列號(hào)。 MES 中的材料跟蹤模塊，就是為實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能而設(shè)計(jì)的。6.2 定義材料這里所說(shuō)的材料，是指產(chǎn)品BOM 中要跟蹤的零部件列表，通常分散在若干個(gè)工位中。要跟蹤的零部件列表是產(chǎn)品的一種屬性，定義方式如圖6-1：6.3 定義物料材料跟蹤與裝配的不同之處在于，子裝配件都有獨(dú)立的序列號(hào)，而待跟蹤材料沒(méi)有獨(dú)立的序列號(hào)，只有物料和批次信息。比如對(duì)于常用的電阻電容，由于同一批次內(nèi)的產(chǎn)

27、品差異性不大，我們不會(huì)追蹤到每一個(gè)獨(dú)立的物料。 通常對(duì)物料的定義建立在最小包裝單位上的， 如對(duì)于盤狀包裝的貼片元器件， 其最小包裝單位是盤， 也就是說(shuō)每一個(gè)單獨(dú)的包裝盤， 都有一個(gè)唯一的最小包裝物料編號(hào)，在此包裝單位的所有物料具有完全的可替代性。最小包裝序列號(hào)包含以下屬性： ERP 物料號(hào)、單位、數(shù)量、供應(yīng)商信息、進(jìn)料日期、失效日期。6.4 關(guān)聯(lián)物料的關(guān)聯(lián)通過(guò)一個(gè)特殊的route 工位進(jìn)行，具體的操作是關(guān)聯(lián)產(chǎn)品序列號(hào)與最小包裝物料號(hào)。 關(guān)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)方法與裝配的方法較為類似， 區(qū)別在于， 裝配的時(shí)候，所有的序列號(hào)之間是一一對(duì)應(yīng)的， 而物料關(guān)聯(lián)時(shí)， 一個(gè)最小包裝物料號(hào)允許關(guān)聯(lián)到多個(gè)產(chǎn)品中。如圖 6-

28、2：由圖可以看出， 最小包裝 1 被應(yīng)用到產(chǎn)品 1、產(chǎn)品 2 中，最小包裝 4 被應(yīng)用到產(chǎn)品 2、產(chǎn)品 3 中。假設(shè)產(chǎn)品 1 應(yīng)用到的物料 1 數(shù)量等于 2，那么這個(gè)物料有可能是在同一個(gè)最小包裝里的， 也有可能是在不同的包裝里的， 那么怎么區(qū)分定義呢？在貼片加工的工藝中，除了要定義物料的編號(hào)外，還要定義物料的位置，相同物料在同一位置出現(xiàn)的數(shù)量只能是 1，因此在跟蹤時(shí)只要記錄產(chǎn)品關(guān)聯(lián)的最小包裝物料號(hào)與位置即可。而在非貼片加工的工藝中，往往對(duì)位置的信息并不敏感，因此在關(guān)聯(lián)時(shí)只要記錄產(chǎn)品序列號(hào)，以及與之關(guān)聯(lián)的最小包裝物料號(hào)和數(shù)量即可。6.5 跟蹤通常有兩種跟蹤方式。第一種是根據(jù)序列號(hào)跟蹤物料。根據(jù)工

29、單或其它產(chǎn)品信息，得到產(chǎn)品序列號(hào)的集合，然后根據(jù)序列號(hào)集合得到物料的批次信息。第二種是根據(jù)物料跟蹤序列號(hào)。跟蹤的依據(jù)都是最小包裝物料號(hào)和序列號(hào)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。第七章架構(gòu)7.1 模塊MES 主要由資源管理、流程控制、報(bào)表查詢3 個(gè)大的模塊組成，如圖7-1 所示：MES 中的資源包括工單、產(chǎn)品、序列號(hào)。工單從也在 ERP 中定義。序列號(hào)根據(jù)工單和產(chǎn)品信息，在ERP 導(dǎo)入，產(chǎn)品的基本信息 MES 系統(tǒng)本地產(chǎn)生。流程控制模塊包括工藝路線控制、裝配控制、包裝控制、材料跟蹤控制。這些控制模塊都根據(jù)產(chǎn)品定義，然后基于序列號(hào)進(jìn)行控制。盡管工單、產(chǎn)品、序列號(hào)幾乎貫穿于所有流程控制模塊， 但是我們會(huì)將它們的擴(kuò)展屬性與

30、基本屬性分離，并拆分到各相應(yīng)的控制模塊中，這樣就保證了各控制模塊的邏輯分閉。數(shù)據(jù)中心模塊包括數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)查詢。此模塊將資源管理和流程控制中的數(shù)據(jù)，定期在后臺(tái)按照一定的規(guī)則進(jìn)行整理歸類，然后提供統(tǒng)一的接口進(jìn)行分析查詢。由于 MES 中的數(shù)量非常龐大，各類數(shù)據(jù)之間的引用關(guān)系又較為復(fù)雜，數(shù)據(jù)不整理的話，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)查詢的效率會(huì)非常低。7.2 角色表 7-2 列出了 MES 系統(tǒng)中的基本角色及其功能。7.3 數(shù)據(jù)庫(kù)由于 MES 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量龐大，連接數(shù)和并發(fā)量都比一般的系統(tǒng)大得多，所以必須采用支持這種特性的數(shù)據(jù)庫(kù)，如oracle 和 sqlserver。7.4 服務(wù)器從邏輯上來(lái)說(shuō)， MES 系統(tǒng)應(yīng)包含以下3 種服務(wù)臺(tái)： http 服務(wù)器、 ftp 服務(wù)器、email 服務(wù)器。