MES技術(shù)及其應(yīng)用-西門子MES剖析課件

MES技術(shù)及應(yīng)用饒運(yùn)清ManufacturingExecutionSystem華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院西門子MES系統(tǒng)剖析MES技術(shù)及應(yīng)用饒運(yùn)清ManufacturingExecu提綱SIMATICITMES概述SIMATICIT系統(tǒng)架構(gòu)SIMATICITFrameworkSIMATICIT組件簡介SIMATICITLibraries(庫)SIMATICITMES應(yīng)用步驟SIMATICITProductionSuite提綱SIMATICITMES概述SIMATICIT一、概述SIMATICIT是西門子的MES解決方案，它可以完整的集成在全集成自動化(TIA)解決方案中。SIMATICITProductionSuite是西門子SIMATICIT產(chǎn)品的核心,它由SIMATICITFramework和SIMATICITComponents組成。一、概述SIMATICIT是西門子的MES解決方案SIMATICITFramework(框架)SIMATICITFramework是圖形化MES建模工具，它在保證制造管理靈活性的基礎(chǔ)上，使得制造流程標(biāo)準(zhǔn)化。SIMATICITFramework(框架)SIMATISIMATICITComponents(組件)SIMATICITComponents提供了各種制造業(yè)務(wù)功能，每個組件都是針對具體的制造問題而建置的(例如，訂單管理、物料管理、人員管理、報表管理等)，保證MES解決方案的完整和標(biāo)準(zhǔn)化。SIMATICIT組件與SIMATICITFramework緊密集成在一起。

SIMATICIT組件的所有特征和功能都作為SIMATICITFramework的方法進(jìn)行顯示，SIMATICITFramework可以在生產(chǎn)作業(yè)內(nèi)使用這些方法。SIMATICITComponents(組件)SIMAT二、SIMATICIT的系統(tǒng)架構(gòu)SIMATICIT的功能和系統(tǒng)架構(gòu)是建立在ISA-95的基礎(chǔ)上的(ISA-95是業(yè)已形成的MES國際標(biāo)準(zhǔn))。二、SIMATICIT的系統(tǒng)架構(gòu)SIMATICIT的SIMATICIT體系結(jié)構(gòu)SIMATICIT3rdParty

ComponentSimaticITProductionSuiteComponentsSimaticITOptionalComponentsSIMATICITComponentsSimaticITHistorianSimaticITUnilabSimaticITInterspecApplicationsSIMATICITFrameworkCustomer

SpecificLibraries&ConfigurationIndustry

SuiteLibrariesSimaticITLibraries——基于COM組件標(biāo)準(zhǔn)的分布式對象架構(gòu)SIMATICIT體系結(jié)構(gòu)SIMATICIT3rdPa三、SIMATICITFrameworkSIMATICITFramework是一個建模環(huán)境，可以在圖形環(huán)境中對各種不同的工廠的生產(chǎn)流程、設(shè)備、設(shè)施等資源進(jìn)行建模。SIMATICITFramework通過圖形的方式將不同的SIMATICITComponents功能組合在一起來定義執(zhí)行邏輯。三、SIMATICITFrameworkSIMATIC基于Framework的系統(tǒng)配置與集成SIMATICITFramework是根據(jù)物理對象(實際的裝置和設(shè)備)和邏輯對象(軟件包及應(yīng)用程序)來完成對工廠模型的創(chuàng)建。這些對生產(chǎn)執(zhí)行邏輯的顯式定義，以及對工廠模型中不同對象之間相互作用的定義，都是根據(jù)實際的生產(chǎn)作業(yè)來實現(xiàn)的。因此，SIMATICITProductionSuite可以在標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行靈活配置，來實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的具體問題和系統(tǒng)應(yīng)用（這在傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)中幾乎不可能實現(xiàn)）。SIMATICITProductionSuite還可對第三方組件和已有應(yīng)用程序進(jìn)行集成。在這樣的集成中，這些第三方組件和已有的應(yīng)用程序在整個系統(tǒng)中就和SIMATICITProductionSuite自己的標(biāo)準(zhǔn)組件一樣來完成相應(yīng)的功能，并按照SIMATICITFramework中定義的邏輯進(jìn)行協(xié)調(diào)和調(diào)用。這樣一來，SIMATICITFramework可以協(xié)同整個生產(chǎn)流程以及所有涉及的應(yīng)用程序。這樣就實現(xiàn)了不同系統(tǒng)間的高效集成，提高了生產(chǎn)制造系統(tǒng)的效率?；贔ramework的系統(tǒng)配置與集成SIMATICITMES技術(shù)及其應(yīng)用-西門子MES剖析課件四、SIMATICIT組件簡介生產(chǎn)訂單管理(Ordermanager)物料管理(MaterialManager)人員管理(PersonnelManager)報告管理(ReportManager)手動操作(MessagingManager)四、SIMATICIT組件簡介生產(chǎn)訂單管理(Order生產(chǎn)訂單管理概述生產(chǎn)訂單管理是MES解決方案的關(guān)鍵主題之一，因為它重在解決要做什么，什么時候做以及如何做等問題。一個高效的訂單管理系統(tǒng)應(yīng)該可以：在需要時精確分派生產(chǎn)訂單；為用戶在系統(tǒng)中顯示所有訂單的當(dāng)前狀態(tài)，并進(jìn)行實時刷新；在歷史數(shù)據(jù)庫中保存所有數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行檢索和分析；對訂單進(jìn)行分解以便有效利用生產(chǎn)資源；……一套好的MES系統(tǒng)應(yīng)能提供靈活的解決方案?？蛻艋瘧?yīng)該更多地通過系統(tǒng)配置來完成而不是通過編寫程序代碼。西門子MES系統(tǒng)擁有所有這些特點，從而可以以最高的效率，優(yōu)化訂單管理。SIMATICITProductionSuite的生產(chǎn)訂單管理是由SIMATICITOrderManager組件來實現(xiàn)的。生產(chǎn)訂單管理概述生產(chǎn)訂單管理是MES解決方案的關(guān)鍵主題之一，生產(chǎn)訂單管理功能工廠模型共享：在SIMATICITFramework內(nèi)定義的工廠模型與OrderManager自動共享。這樣就可以管理模型中不同地點的不同類型的生產(chǎn)訂單。這樣還可以跟蹤若干區(qū)域和設(shè)備上生產(chǎn)訂單的執(zhí)行情況。訂單導(dǎo)入：來自ERP的生產(chǎn)訂單可以通過XML標(biāo)準(zhǔn)接口導(dǎo)入到OrderManager中。即便數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的生產(chǎn)訂單也可以通過這種靈活的方式導(dǎo)入。這種在不同系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的策略，正在越來越廣泛地在實際中應(yīng)用。訂單分解：訂單可以基于不同的方式進(jìn)行分解，比如基于執(zhí)行操作的設(shè)備的能力而進(jìn)行分解。在批量必須以靈活的方式進(jìn)行處理的行業(yè)中，這是一種非常重要的功能。訂單鏈接：可以指定不同訂單之間的鏈接。在運(yùn)行時，將考慮這些鏈接，例如，在一個訂單完成后自動啟動另一個訂單。訂單排序：可以定義訂單列表：根據(jù)估計的訂單持續(xù)時間計算訂單列表中每個訂單的開始時間。生產(chǎn)訂單管理功能工廠模型共享：在SIMATICITFr生產(chǎn)訂單內(nèi)的物料管理：每個訂單都附有一個物料清單。這樣就可以對每個訂單需要的物料進(jìn)行適當(dāng)?shù)母?。物料檢查和預(yù)留邏輯可以與生產(chǎn)訂單關(guān)聯(lián)起來?？梢詫ΜF(xiàn)有物料是否可以滿足訂單需要進(jìn)行強(qiáng)制檢查。實際物料使用量將會和與訂單執(zhí)行有關(guān)的其他數(shù)據(jù)保存在一起。訂單分派：生產(chǎn)訂單會被分派到指定的設(shè)備上，分派可以手動也可以自動進(jìn)行。手動分派是由操作員通過GUI(圖形化用戶界面)完成的。自動分派是根據(jù)訂單預(yù)計的日期和時間執(zhí)行的。訂單執(zhí)行：在訂單執(zhí)行過程中，所有與訂單有關(guān)的數(shù)據(jù)都處在運(yùn)行中的“生產(chǎn)作業(yè)”中。所有用來生產(chǎn)成品所需的物料的數(shù)量(來自物料清單)以及特征，都可以從系統(tǒng)中得到。所有這些數(shù)值都可以用作設(shè)定值，并下載到現(xiàn)場設(shè)備中，或者可以通過消息顯示給操作員，來驅(qū)動操作員完成任務(wù)。生產(chǎn)訂單內(nèi)的物料管理：每個訂單都附有一個物料清單。這樣就可以運(yùn)行過程中的訂單監(jiān)控：每個訂單的監(jiān)控和跟蹤都是通過用戶界面進(jìn)行的。在訂單分派完后，訂單狀態(tài)顯示為“進(jìn)行中”(IN-PROGRESS)；當(dāng)執(zhí)行過程完成后，如果相關(guān)生產(chǎn)作業(yè)取得了成功，則其狀態(tài)變?yōu)椤巴瓿伞?COMPLETE),如果發(fā)生了某些意外情況，則其狀態(tài)顯示為“異常中止”(ABORTED)。歷史生產(chǎn)訂單數(shù)據(jù)的歸檔：歷史數(shù)據(jù)庫包含有關(guān)訂單執(zhí)行的所有數(shù)據(jù)。對OrderManager所分派的訂單，其執(zhí)行是通過在SIMATICITFramework中的生產(chǎn)作業(yè)所定義的一系列步驟實現(xiàn)的。每一個步驟的執(zhí)行都可以通過配置來確定信息的歸檔，這樣就為日志記錄和故障查找與排除創(chuàng)造了很好的條件?？膳渲糜脩艚缑妫禾峁┝艘粋€專門的用戶界面來處理生產(chǎn)訂單。對于和生產(chǎn)訂單相關(guān)的操作(諸如創(chuàng)建、修改、手動分派等)都可以依據(jù)當(dāng)前登錄用戶的權(quán)限而啟用或停用。用戶界面還具有客戶化功能。例如，用戶可以定義過濾器,以查看訂單的子集，或者決定僅查看為該訂單所定義的某些客戶字段。運(yùn)行過程中的訂單監(jiān)控：每個訂單的監(jiān)控和跟蹤都是通過用戶界面進(jìn)物料管理概述許多與物料管理有關(guān)的問題必須在MES解決方案中加以解決.企業(yè)需要實時了解這些信息：對于每個生產(chǎn)訂單，必須采用哪些物料；在開始生產(chǎn)之前，是否具有足夠的物料，以及所使用的物料是否具有所需要的所有特征；任意物料的當(dāng)前數(shù)量；每種物料位于什么位置；……通過跟蹤物料在工廠流動的情況，可以分析并解決與物料廢品及返工相關(guān)的問題。物料跟蹤信息的收集使得每種物料擁有一個完整的族系圖：利用該族系圖，可以識別出并立即準(zhǔn)確回答任何質(zhì)量問題。SIMATICITMaterialManager是SIMATICITProductionSuite中的物料管理組件。物料管理概述許多與物料管理有關(guān)的問題必須在MES解決方案物料管理功能物料模型：SIMATICITMaterialManager中的物料模型符合ISA-95標(biāo)準(zhǔn)。物料通過類(Class)和定義(Definition)進(jìn)行建模。在工廠(Plant)中物理流動的物料以批(Lot)和小批(Sublot)的方式配置。物料屬性定義：與SIMATICITProductionOrderManager一樣，物料主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以通過添加指定的字段(物料屬性)而加強(qiáng)。物料清單(BOM)定義：物料清單的使用通過下述功能具有很大的靈活性：版本控制，有效性清單，物料屬性可能與物料清單相關(guān)聯(lián)，每個物料清單都具有一個模塊化或嵌套式結(jié)構(gòu)。物料主數(shù)據(jù)導(dǎo)入：來自ERP的物料數(shù)據(jù)可以導(dǎo)入到SIMATICITProductionSuite(物料類、定義、批、屬性、物料清單等)中。物料管理功能物料模型：SIMATICITMaterial物料作業(yè)的跟蹤：對于各種與物料變化的生產(chǎn)作業(yè)，比如：物料移動、物料消耗、一個或多個物料批向另一批的轉(zhuǎn)換、新物料批的創(chuàng)建、分解和結(jié)合等都會被實時跟蹤。用戶可以自由地選擇如何進(jìn)行建模，以及如何使用批及小批等。物料屬性的跟蹤：任何批或小批物料屬性的變化都得到跟蹤，并與其他相關(guān)信息保存在一起。物料位置跟蹤：每種物料都有它在工廠的存放位置。所有在SIMATICITFramework的工廠模型中定義的位置，都以同樣的結(jié)構(gòu)存在于MaterialManager中。此外，即使沒有在SIMATICITFramework中定義的位置，也可以在MaterialManager中添加新的位置。物料可以保存在搬運(yùn)單位(HandlingUnit)中。搬運(yùn)單位代表的是可移動位置，諸如托盤、料箱以及各種運(yùn)輸車輛等。物料作業(yè)的跟蹤：對于各種與物料變化的生產(chǎn)作業(yè)，比如：物料移動歷史物料數(shù)據(jù)的歸檔：所有和物料有關(guān)的信息都保存在歷史數(shù)據(jù)庫中，隨時可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和檢索。后溯和前溯族系圖：后溯族系圖：對于最終產(chǎn)品的某物料小批，可以知道已經(jīng)使用了哪些小批的原材料及中間物料，這些物料的數(shù)量和特征如何。前溯族系圖：對于原材料的某個小批，可以知道對最終產(chǎn)品的哪些小批使用了它?？膳渲糜脩艚缑妫禾峁┝艘粋€專門的用戶界面來處理物料。對于和物料批和小批相關(guān)的操作(諸如創(chuàng)建、刪除、消耗等)都可以依據(jù)當(dāng)前登錄用戶的權(quán)限而啟用或停用。用戶界面還具有客戶化功能。例如，用戶可以定義過濾器，通過設(shè)置某些過濾準(zhǔn)則而查看物料批的子集。歷史物料數(shù)據(jù)的歸檔：所有和物料有關(guān)的信息都保存在歷史數(shù)據(jù)庫中物料管理小結(jié)利用SIMATICITFramework與MaterialManager之間的交互作用，可以模擬物料在生產(chǎn)流程中發(fā)生的情況。例如：在實例中的到貨區(qū)，在完成所有質(zhì)量檢查后，MaterialManager就為其創(chuàng)建了包括物料數(shù)量和特征的新物料批。在實際運(yùn)行過程中，生產(chǎn)作業(yè)是通過調(diào)用MaterialManager方法來執(zhí)行的。這些方法的參數(shù)可以來自操作員輸入、現(xiàn)場設(shè)備自動獲取的數(shù)據(jù)或者其他數(shù)據(jù)采集操作而推導(dǎo)出來的數(shù)據(jù)。SIMATICITMaterialManager對所有與物料相關(guān)的操作，都保存了相關(guān)的數(shù)據(jù)并且跟蹤每個變換，從而建立起物料族系圖。物料管理小結(jié)利用SIMATICITFramework與M人員管理概述人員是制造系統(tǒng)中一個基本的資源。MES當(dāng)然要對人員進(jìn)行管理，包括人員的特征，比如每人的技能或者一組人的技能等。系統(tǒng)必須允許給人員分配班次，并在工作班次中掌握和記錄每個人的詳細(xì)活動。此外，MES系統(tǒng)必須允許將人員數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)加以集成，例如，檢查對某任務(wù)所需要的人力，或者記錄每人所工作的設(shè)備、物料批、批號或訂單等。能夠回答這些問題將大大優(yōu)化生產(chǎn)。SIMATICITPersonnelManager在SIMATCIITProductionSuite中執(zhí)行人員管理的功能。人員管理概述人員是制造系統(tǒng)中一個基本的資源。MES當(dāng)然要對人人員管理功能配置人員組：人員的單個定義可以進(jìn)行分組，從而對預(yù)先定義的一組人進(jìn)行相似的管理。配置小組的屬性：屬性可以在組(Group)層級上定義，從而所有屬于該小組的人均可以繼承它們。配置單個人：個人信息可以根據(jù)需要進(jìn)行配置，這樣每個人就可以擁有自己的特殊屬性。以一種簡單而靈活的方式創(chuàng)建作業(yè)排程規(guī)則及作業(yè)排程：·配置班次，這是作業(yè)排程的基本配置模塊·配置周期(例如標(biāo)準(zhǔn)星期)結(jié)合班組和假期·配置創(chuàng)建作業(yè)排程的規(guī)則·生成作業(yè)排程從/往ERP系統(tǒng)導(dǎo)入/導(dǎo)出：所有上述數(shù)據(jù)都可以自動從ERP系統(tǒng)中導(dǎo)入，同時也可以導(dǎo)出到ERP系統(tǒng)。人員管理功能配置人員組：人員的單個定義可以進(jìn)行分組，從而對預(yù)作業(yè)排程的創(chuàng)建和指定：作業(yè)排程可以加以定義，然后指定給有關(guān)人或小組。人與一個或多個SIMATICIT用戶之間的關(guān)聯(lián)：在SIMATICITPersonnelManager中定義的人，可以與一個或多個注冊用戶相關(guān)聯(lián)。配置有關(guān)生產(chǎn)任務(wù)的人員制約條件：可以配置執(zhí)行生產(chǎn)作業(yè)某步驟所需要的操作員人數(shù)及屬性。生產(chǎn)作業(yè)還允許配置在運(yùn)行過程中必須執(zhí)行的作業(yè)活動——當(dāng)制約條件得到滿足或者沒有滿足時必須執(zhí)行的作業(yè)活動。數(shù)據(jù)收集：收集每個人的實際作業(yè)時間，包括休息時間在內(nèi)。利用SIMATICITFramework所采用的基于組件的方法,可以將PersonalManager與其它系統(tǒng)集成在一起，以便收集與人員作業(yè)時間有關(guān)的數(shù)據(jù)。作業(yè)排程的創(chuàng)建和指定：作業(yè)排程可以加以定義，然后指定給有關(guān)人對制約條件的檢查：對于任何配置了人員制約條件的生產(chǎn)作業(yè)步驟，這種制約條件會在運(yùn)行時間得到檢查。如果為這種步驟所配置的人員當(dāng)前無法工作，則生產(chǎn)作業(yè)會依據(jù)配置采取適當(dāng)?shù)牟僮?例如，給操作員發(fā)送郵件、給操作員發(fā)送消息、中止當(dāng)前訂單、創(chuàng)建報告等)數(shù)據(jù)記錄：與每人的作業(yè)時間一起，其他一些與人員相關(guān)的數(shù)據(jù)也可以被保存：·該人所操作的設(shè)備·生產(chǎn)訂單號或批號·該人正在加工的物料批或小批·任何與該人相關(guān)的屬性數(shù)值的變化對制約條件的檢查：對于任何配置了人員制約條件的生產(chǎn)作業(yè)步驟，報告管理在SIMATICITProductionSuite中存在許多報告，主要的報告有：設(shè)備，生產(chǎn)作業(yè)，物料類，物料清單，物料族系圖，生產(chǎn)訂單，……報告可以通過SIMATICITProductionSuite的報告管理功能來實現(xiàn)。SIMATICITReportManager專用組件包括所有這些報告的定義，它允許配置新報告或修改現(xiàn)有報告的配置，并且允許發(fā)布新報告。報告的生成和打印在運(yùn)行過程中可以在“生產(chǎn)作業(yè)”中用SIMATICITReportManager提供的方法進(jìn)行自動觸發(fā)。報告管理在SIMATICITProductionSui手動操作很多時候MES需要給操作員發(fā)送信息或指示，讓他們收集數(shù)據(jù)，譬如因為某些數(shù)據(jù)無法通過自動化設(shè)備采集。很基本的一點，由操作員執(zhí)行的活動，必須與MES軟件系統(tǒng)自動執(zhí)行的任務(wù)同步。借助SIMATCIITProductionSuite，無需進(jìn)行開發(fā)，而只要通過對消息進(jìn)行簡單地配置，就可以很方便地實施手動操作，并與系統(tǒng)其余部分所執(zhí)行的任務(wù)同步。這部分功能是由SIMATICITMessagingManager在SIMATCIITProductionSuite中實現(xiàn)的。手動操作很多時候MES需要給操作員發(fā)送信息或指示，讓他們收集五、SIMATICITLibraries–庫通過SIMATICITFramework的建模過程是在SIMATICITFramework提供的庫環(huán)境中進(jìn)行的，創(chuàng)建相應(yīng)的對象類。這些類可以很容易地在完全圖形化的環(huán)境進(jìn)行重用和復(fù)制。SIMATICITFramework中庫的定義通過提取工廠實際運(yùn)行的應(yīng)用程序中的規(guī)則來實現(xiàn)，這就使得庫中所定義的對象類可以被完整的重用，并能夠很容易地在其他眾多項目中快速推廣實施。通過對SIMATICITProductionSuite中對象類的不斷豐富，可以形成不同行業(yè)的對象庫，從而更加專業(yè)、快速地滿足不同行業(yè)的需求。庫可以事先預(yù)置，而且可以反復(fù)使用–縮短MES項目周期、有效降低項目成本和項目風(fēng)險。五、SIMATICITLibraries–庫通過SIMAMES技術(shù)及其應(yīng)用-西門子MES剖析課件SIMATICIT庫結(jié)構(gòu)SIMATICITLibraries主要可以分為3個對象范疇：=>框架庫：在SIMATICITFramework內(nèi)定義的對象類=>客戶庫：ActiveX控件從不同數(shù)據(jù)源獲得數(shù)據(jù)=>報告庫：報告模板和實例SIMATICIT庫結(jié)構(gòu)SIMATICITLibra框架庫在底層，共有三個基本和通用對象庫：設(shè)備庫(EquipmentLibrary)：設(shè)備庫包括對對象及基本功能的定義，諸如保存、組裝、變換、運(yùn)輸、測量等組件庫(ComponentLibrary)：包括根據(jù)SIMATICIT以及第三方組件(比如：生產(chǎn)訂單管理器、物料管理器、消息發(fā)送管理器、Unilab、office等)預(yù)先組建的邏輯。工具庫：包含為簡化項目實施的一些基本功能，諸如陣列管理、數(shù)據(jù)庫查詢、字符串管理、日期管理等框架庫在底層，共有三個基本和通用對象庫：在中間層，有一個跨行業(yè)庫(CrossIndustryLibrary)。該層充分利用在底層中所定義的通用對象，來定義那些可以應(yīng)用于不同行業(yè)的常用對象的行為。比如：到貨管理、排程、倉庫管理、ERP集成、物料發(fā)送(準(zhǔn)時制生產(chǎn)、看板管理)等。這就極大的豐富了通用對象的應(yīng)用。頂層是由行業(yè)庫(IndustryLibrary)組成的。在這里，對象行為被專業(yè)化，用來解決特定行業(yè)中的典型或特殊問題。對于行業(yè)庫，西門子提供了兩種典型行業(yè)庫：離散工業(yè)(DiscreteIndustry)行業(yè)庫和流程工業(yè)(ProcessIndustry)行業(yè)庫。在中間層，有一個跨行業(yè)庫(CrossIndustryLi客戶庫、報告庫、解決方案庫不同的對象組成了客戶庫(ClientLibrary)。該庫的目標(biāo)是通過預(yù)置的ActiveX來簡化GUI(圖形化用戶界面)開發(fā)，這樣就可以根據(jù)不同的客戶要求來進(jìn)行客戶化。在這里，ActiveX可以表示工廠模型樹、訂單網(wǎng)格、族系圖樹、物料清單樹、批量網(wǎng)格、小批網(wǎng)格??在該庫中還提供關(guān)于ActiveX如何彼此交互作用的實例。ClientLibrary中的ActiveX可以在若干環(huán)境中使用，諸如VisualBasic、WinCC、以及Web應(yīng)用程序等。SIMATICIT庫中第三個對象集為報告庫(ReportLibrary)?？梢灶A(yù)先組建報告的模板。報告可以對來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組和顯示。下面是該庫中可以見到的預(yù)先組建的報告的實例：工廠配置、物料批族系圖、物料類、物料清單、排程好的訂單???通過SIMATICIT庫進(jìn)行的專業(yè)化可以形成解決方案庫(SolutionLibrary)。SIMATICIT合作伙伴可以充分利用西門子在SIMATICITLibrary中提供的各種資源，來組合、豐富各種對象在實際項目中的應(yīng)用。SolutionLibrary由合作伙伴完全擁有，他們可以在不同項目中使用，快速而高效地為客戶提供解決方案?？蛻魩?、報告庫、解決方案庫不同的對象組成了客戶庫(Clien六、SIMATICITMES應(yīng)用步驟第一步：工廠建模。描述工廠結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)流程和生產(chǎn)運(yùn)作管理應(yīng)具備的功能（不必考慮這些功能的具體實施方法與細(xì)節(jié)）。一般從工廠中的物理和邏輯對象開始進(jìn)行建模，然后用生產(chǎn)作業(yè)定義這些對象之間的相互關(guān)系。建模是在SIMATICITFramework內(nèi)進(jìn)行的。第二步：MES系統(tǒng)建置。將我們在工廠模型中定義的方法進(jìn)行實施。實施可以通過三種方法來實現(xiàn):(1)通過采用SIMATICIT組件;(2)通過采用第三方組件;(3)通過采用傳統(tǒng)應(yīng)用程序。第三步：系統(tǒng)執(zhí)行。根據(jù)工廠模型中定義的執(zhí)行邏輯和系統(tǒng)建置中定義的方法執(zhí)行生產(chǎn)作業(yè)并實時監(jiān)控它們的狀態(tài)。六、SIMATICITMES應(yīng)用步驟第一步：工廠建模。描第一步：工廠建模物理工廠邏輯對象屬性、事件和方法生產(chǎn)作業(yè)類和實例第一步：工廠建模物理工廠物理工廠物理工廠對象用于識別并描述工廠的物理組成。物理工廠的建?？梢杂靡环N從下往上的方式進(jìn)行，也可以從上往下進(jìn)行。在對物理工廠進(jìn)行建模時，不必將注意力放在物理對象所具有的功能和/或性能上，也無須進(jìn)入任何實施細(xì)節(jié)，這些都是在后面一階段要完成的任務(wù)。物理工廠物理工廠對象用于識別并描述工廠的物理組成。物理工廠的通過SIMATICITFramework進(jìn)行可視化物理工廠建模通過SIMATICITFramework進(jìn)行可視化物理工物理工廠建模示例（某物料驗收區(qū)域）：物理工廠建模示例（某物料驗收區(qū)域）：邏輯對象物理工廠的模型可以通過邏輯對象加以擴(kuò)展。邏輯對象是一些軟件包，諸如排程調(diào)度、物料管理、報告工具或打印機(jī)安裝程序等。邏輯對象在單位(Unit)級上輸入，并可以分組形成邏輯單元(Cell)。邏輯對象和物理對象是通過其前綴加以區(qū)分的，即邏輯單位/單元或物理單位/單元。邏輯對象用于定義并細(xì)化MES系統(tǒng)應(yīng)具有的功能。邏輯對象表示的是必須由MES系統(tǒng)管理的、現(xiàn)有的或要求的功能。在進(jìn)行建模時，識別出所需要的軟件功能就足夠了，無須進(jìn)入任何實施細(xì)節(jié)，這些是在后一階段進(jìn)行的。通過采用SIMATICITFramework的開發(fā)模式，邏輯對象可以方便地添加到物理工廠模型中。物理對象上可引入一個邏輯對象與之對應(yīng)，表示應(yīng)完成的功能。邏輯對象可以采用與物理對象相同的方式工作。邏輯對象物理工廠的模型可以通過邏輯對象加以擴(kuò)展。邏輯對象是一例如：在物料驗收區(qū)域，可以引進(jìn)一個邏輯單元。這個單元包括用于管理：維護(hù)、詳細(xì)排程、實驗室測試、生產(chǎn)訂單、批處理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析及物料的軟件。邏輯單元在下圖中顯示。例如：在物料驗收區(qū)域，可以引進(jìn)一個邏輯單元。這個單元包括用于屬性、事件和方法物理和邏輯對象的描述可通過屬性、事件及方法而擴(kuò)展。屬性(Attribute)：對應(yīng)于與對象相關(guān)的各種參數(shù)。如某攪拌器的最大體積、某加熱爐中的當(dāng)前溫度、某單元的生產(chǎn)速度或某區(qū)域的當(dāng)前工作負(fù)荷等。事件(Event)：對應(yīng)于發(fā)生在對象中的一個作業(yè)活動。例如，發(fā)生在蒸餾塔中的錯誤、某單元中缺少原材料或者在區(qū)域中發(fā)現(xiàn)了檢測到的延遲現(xiàn)象等。事件可以具有描述輸入和輸出數(shù)據(jù)的參數(shù)。方法(Method)：表示對象可以或者應(yīng)該可以完成的系統(tǒng)應(yīng)用功能（一般針對邏輯對象）。例如：給攪拌器添加物料，攪拌器倒空物料，開始給加熱爐加熱等。方法可以具有描述輸入和輸出數(shù)據(jù)的參數(shù)。每個方法都表示一種功能，但它只是一種表示，在此階段無須注意實施的細(xì)節(jié)。屬性、事件和方法物理和邏輯對象的描述可通過屬性、事件及方法而例如：在前面的實例中，物理入庫單元的方法可以有：進(jìn)入請求、接受跟蹤、獲取卡車尺寸等；事件可以為：卡車已經(jīng)被接受，卡車沒有被接受等。邏輯排程單位方法的某些實例包括：后溯排程日期、后溯排程、添加用戶服務(wù)，其中事件可以是原材料取消分配事件、原材料分配事件等。例如：在前面的實例中，物理入庫單元的方法可以有：進(jìn)入請求、接生產(chǎn)作業(yè)完成建模階段的最后一步，是通過采用方法、事件及其他生產(chǎn)作業(yè)而生成生產(chǎn)作業(yè)（即定義系統(tǒng)的作業(yè)流程）。生產(chǎn)作業(yè)用來描述某地點、區(qū)域、單元或單位所要求的活動。地點級的某生產(chǎn)作業(yè)，可以采用區(qū)域所擁有的方法和事件；地點級的某生產(chǎn)作業(yè)也可以采用在它所包含的區(qū)域內(nèi)定義的生產(chǎn)作業(yè)。功能模塊的組建基于生產(chǎn)作業(yè)。通過簡單地組合業(yè)已定義的生產(chǎn)作業(yè)、方法及事件形成基本功能模塊，進(jìn)而組裝成更高級的功能，可用來在工廠中執(zhí)行比較復(fù)雜的行為。由于生產(chǎn)作業(yè)是通過圖形方式定義的，因此當(dāng)需要對這些行為進(jìn)行調(diào)整時，可以很方便地進(jìn)行修改。生產(chǎn)作業(yè)完成建模階段的最后一步，是通過采用方法、事件及其他生生產(chǎn)作業(yè)實例：生產(chǎn)作業(yè)實例：生產(chǎn)作業(yè)建模實例例如：在物料驗收區(qū)域中，對若干生產(chǎn)作業(yè)創(chuàng)建了模型。其中一個生產(chǎn)作業(yè)如下圖所示。該生產(chǎn)作業(yè)是通過一個在圖中標(biāo)為EXE的事件觸發(fā)的。它通過調(diào)用一系列物料驗收區(qū)域中的單元或單位的方法和生產(chǎn)作業(yè)來實現(xiàn)。生產(chǎn)作業(yè)建模實例例如：在物料驗收區(qū)域中，對若干生產(chǎn)作業(yè)創(chuàng)建了類和實例SIMATICITFramework是以面向?qū)ο蟮姆椒榛A(chǔ)的。利用這種方式，可以定義類(Class)，然后定義類的實例(Instance)。建模從定義基本的類開始：地點、區(qū)域、單元和單位等。屬性、事件、方法及生產(chǎn)作業(yè)與類是關(guān)聯(lián)在一起的。在對某類進(jìn)行實例說明時，SIMATICITFramework會自動對所有相關(guān)的方法、事件、屬性及生產(chǎn)作業(yè)等也進(jìn)行實例說明。由于采用了面向?qū)ο蟮姆椒?，因此在一個項目中定義的類可以很簡單地重復(fù)使用。類在面板上可以進(jìn)行可視化操作，當(dāng)點擊其中一個類時，就會生成一個實例。該實例可以在工廠的模型中出現(xiàn)。類和實例SIMATICITFramework是以面向?qū)ο罄纾何锪向炇諈^(qū)域包括兩個稱重單元在建模階段，稱重單元的類只需定義一次，并對同一個類創(chuàng)建了兩個實例。在實例層來考慮兩個稱重單元之間的細(xì)微區(qū)別(右圖)

這種方法將必須在建模階段完成的工作量降低到了最低例如：物料驗收區(qū)域包括兩個稱重單元第二步：MES系統(tǒng)建置可以通過以下三種方法來實現(xiàn)MES系統(tǒng)建置：采用SIMATICIT組件采用第三方組件采用傳統(tǒng)應(yīng)用程序第二步：MES系統(tǒng)建置可以通過以下三種方法來實現(xiàn)MES系統(tǒng)建采用SIMATICIT組件如果SIMATICITProductionSuite中所表示的某方法與某SIMATICIT組件的功能相匹配，那么只需要對SIMATICITFramework進(jìn)行配置，就可以實現(xiàn)該組件的特定功能，該功能的真正實施由SIMATICIT組件來保證。由于SIMATICIT組件與SIMATICITFramework的接口是預(yù)先定義好的，這樣集成就變得簡單易行。采用SIMATICIT組件如果SIMATICITP采用第三方組件或傳統(tǒng)應(yīng)用程序有時候，現(xiàn)有的傳統(tǒng)應(yīng)用程序或第三方組件已經(jīng)提供了所需要的功能。在這種情況下，它可以被接入，實現(xiàn)與SIMATICITFramework的連接。這樣做最常見的方法是通過COM技術(shù)完成。如果傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)或第三方組件沒有建立在COM技術(shù)基礎(chǔ)之上，則常用的方法是用一個譬如在VisualBasic中開發(fā)的通訊包裹器(Com-wrapper)將它們包裹起來。這時候SIMATICITFramework就可以進(jìn)行配置，以便它可以與Com-wrapper的第三方組件或傳統(tǒng)應(yīng)用程序進(jìn)行通訊。采用第三方組件或傳統(tǒng)應(yīng)用程序有時候，現(xiàn)有的傳統(tǒng)應(yīng)用程序或第三通過采用這種方式，SIMATICIT組件、傳統(tǒng)應(yīng)用程序以及第三方組件等可以與SIMATICITFramework一起工作。工廠模型以及生產(chǎn)建模與具體的實施細(xì)節(jié)是完全分開的。通過采用這種方式，SIMATICIT組件、傳統(tǒng)應(yīng)用程序以及例如：在物料驗收區(qū)域，一些方法被映射到SIMATICIT組件(例如調(diào)用了在下面的圖中以紅色標(biāo)記的SIMATICIT物料管理器方法，以便創(chuàng)建新的物料批)；另外一些方法被映射來調(diào)用第三方組件的方法(例如調(diào)用了圖中標(biāo)記為黃色的第三方組件中的一個方法，來為物料存放提供指示)。例如：在物料驗收區(qū)域，一些方法被映射到SIMATICIT組第三步：系統(tǒng)執(zhí)行當(dāng)建模和工程與系統(tǒng)建置階段完成后，項目就可以開始執(zhí)行了。SIMATICITFramework不僅是一種強(qiáng)有力的工程環(huán)境，同時，利用它還可以執(zhí)行生產(chǎn)作業(yè)并實時監(jiān)控它們的狀態(tài)。為便于跟蹤，執(zhí)行過程用顏色區(qū)分：如果某生產(chǎn)作業(yè)或生產(chǎn)作業(yè)的一部分為綠色，則表示它已經(jīng)成功執(zhí)行；紅色意味著發(fā)生了錯誤，褐色意味著生產(chǎn)作業(yè)或生產(chǎn)作業(yè)的一部分處于暫停狀態(tài)，而黃色意味著當(dāng)前正在執(zhí)行。第三步：系統(tǒng)執(zhí)行當(dāng)建模和工程與系統(tǒng)建置階段完成后，項目就可以例如：在物料驗收區(qū)域中，對若干生產(chǎn)作業(yè)創(chuàng)建了模型。下圖顯示了其中一個生產(chǎn)作業(yè)是如何執(zhí)行的。例如：在物料驗收區(qū)域中，對若干生產(chǎn)作業(yè)創(chuàng)建了模型。下圖顯示了如果執(zhí)行過程中發(fā)生了某種錯誤，那麼相應(yīng)的步驟就會以紅色標(biāo)記，下圖就顯示了這種情形。如果執(zhí)行過程中發(fā)生了某種錯誤，那麼相應(yīng)的步驟就會以紅色標(biāo)記，謝謝大家！

MES技術(shù)及其應(yīng)用謝謝大家！MES技術(shù)及其應(yīng)用附：ISA-SP95簡介ISA-SP95是ISA（Instrumentation,SystemsandAutomationSociety——美國儀器/系統(tǒng)/自動化協(xié)會）制定的“企業(yè)—控制系統(tǒng)集成”標(biāo)準(zhǔn)的簡稱（SP表示StandardsProject，95表示ISA的第95個標(biāo)準(zhǔn)），其目的是建立企業(yè)級和制造級信息系統(tǒng)之間的集成規(guī)范。簡稱ISA-95。ISA-95包括以下六個部分：模型和術(shù)語、對象模型屬性、制造業(yè)務(wù)管理活動模型、制造業(yè)務(wù)管理對象模型和屬性、商務(wù)到制造的事務(wù)處理、制造業(yè)務(wù)管理的事務(wù)處理。ISA-95的最大貢獻(xiàn)在于統(tǒng)一了管控系統(tǒng)集成的術(shù)語、信息對象模型及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、活動對象模型?！谛纬傻腗ES標(biāo)準(zhǔn)附：ISA-SP95簡介ISA-SP95是ISA（InstrMES標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的背景沒有通用的用于集成的MES功能模型用戶很難交流需求(生產(chǎn)模式不同)即使集成也很難維持各廠商之間的集成非常困難ISA-95企業(yè)控制集成(EnterpriseControlIntegration)ISA-S95isanInternationalStandardFunctionalSpecificationforMESthatSpecifiesEnterprise–MESInterfacesandMESComponentFunctionalityMES標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的背景沒有通用的用于集成用戶很難交流需求即使集ISA-95標(biāo)準(zhǔn)的6個部分時間標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)名稱主要內(nèi)容2000(2003)ISA-95.00.01(IEC/ISO62264-1)Part1:模型與術(shù)語詳細(xì)規(guī)定了業(yè)務(wù)經(jīng)營和后勤支持系統(tǒng)與生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)之間的接口。2001(2004)ISA-95.00.02(IEC/ISO62264-2)Part2:對象模型與屬性對Part1所定義的內(nèi)容作出詳細(xì)的規(guī)定，并通過舉例和圖解進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。ISA-95.00.03(已形成草案)Part3:制造運(yùn)作管理行為模型定義了集成企業(yè)/控制系統(tǒng)所需的制造運(yùn)作管理的行為模型和術(shù)語。ISA-95.00.04(正在制定)Part4:制造運(yùn)作管理對象模型及屬性定義了支持Part3中制造運(yùn)作管理活動的相關(guān)對象模型及其屬性。ISA-95.00.05(正在制定)Part5:B2M事務(wù)詳細(xì)說明B2M(BusinesstoManufacturing)事務(wù)。未來ISA-95.00.06Part6:制造運(yùn)作管理事務(wù)詳細(xì)說明制造運(yùn)作管理事務(wù)。ISA-95標(biāo)準(zhǔn)的6個部分時間標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)名稱主要內(nèi)容2000Whyisastandardneeded?PlanningLevelExecutionLevelControlLevelSupervisoryLevelmssecondshoursdaysweeksmonthyearsERP

(EnterpriseResourcePlanning)DCSMES(ManufacturingExecutionSystem)PLC(ProgrammableLogicController)(DistributedControlSystem)(SupervisoryControlandDataAcquisition)SCADAWhyisastandardneeded?PlannLevel4Level1Level2Level3Whyisastandardneeded?BusinessPlanning&LogisticsPlantProductionScheduling,OperationalManagement,etcManufacturingOperationsManagementDispatchingProduction,DetailedProductionScheduling,ReliabilityAssurance,...DiscreteControlBatchControlContinuousControlProcessEquipment

Sensingtheproductionprocess,manipulatingtheproductionprocessAutomationFunctions Monitoring;Control;Diagnostics;Archiving;MMI;Reporting;Recipes;DispatchesMESFunctions Scheduling;ResourceAllocation;Dispatching;MaintenanceManagement;DocumentationManagement;LaborManagement;PerformanceAnalysis;ProcessManagement;ArchivingERP

Functions

Scheduling;QualityManagement;MaintenanceManagement;LaborManagement;Recipes;Reporting

ERP/MESOverlap

Auto/MESOverlapLevel4Level1Level2Level3WhLevel4Level1Level2Level3Level3Activities&ExchangedInformationBusinessPlanning&LogisticsPlantProductionScheduling,OperationalManagement,etcManufacturingOperationsManagementDispatchingProduction,DetailedProductionScheduling,ReliabilityAssurance,...DiscreteControlBatchControlContinuousControl1- Sensingtheproductionprocess,manipulatingtheproductionprocess2- Monitoring,supervisorycontrolandautomatedcontroloftheproductionprocessTimeFrameMinutes,seconds,fractionsofseconds3- Workflow/recipecontrol,steppingtheprocessthroughstatestoproducethedesiredendproducts.Maintainingrecordsandoptimizingtheproductionprocess.TimeFrame Shifts,hours,minutes,seconds4- Establishingthebasicplantschedule-production,materialuse,delivery,andshipping.Determininginventorylevels.TimeFrame Months,weeks,days,shiftsParts1,2and5definethisinterfaceParts3and4definetheseactivitiesLevel4Level1Level2Level3LeLevel4Level1Level2Level3ApplicableStandardsBusinessPlanning&LogisticsPlantProductionScheduling,OperationalManagement,etcManufacturingOperationsManagementDispatchingProduction,DetailedProductionScheduling,ReliabilityAssurance,...DiscreteControlBatchControlContinuousControlS95Parts1,2,and5StandardsandB2MMLOtherIEC,OPC,&OMACInterfaceStandardsFutureS95Parts3and4StandardsIEC&ISABatchandotherStandardsOtherISOStandardsLevel4Level1Level2Level3ApISA-95功能模型Procurement(5.0)ProductionScheduling(2.0)MaterialandEnergyControl(4.0)ProductInventoryControl(7.0)ProductCostAccounting(8.0)QualityAssurance(6.0)ProductShippingAdmin(9.0)OrderProcessing(1.0)ProductionControl(3.0)MaintenanceManagement(10.0)Research

Development&EngineeringMarketing&SalesProcessSupportEngineering(3.1)OperationsControl(3.2)OperationsPlanning(3.3)ISA-95功能模型ProcurementProducti4x4對象模型4類資源人員設(shè)備物料流程生產(chǎn)過程中所要用到的人力資源生產(chǎn)過程中所要用到的設(shè)備資源生產(chǎn)過程中所要用到的物料資源生產(chǎn)過程中的業(yè)務(wù)流程4類信息制造能力產(chǎn)品定義生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)性能哪些設(shè)備可用于制造？生產(chǎn)某個產(chǎn)品需要哪些物料？打算生產(chǎn)什么？分配了哪些資源？生產(chǎn)了什么？用到了哪些資源？Product4x4對象模型4類資源生產(chǎn)過程中所要用到的人力資源生產(chǎn)過程中可能交換的4類信息EnterpriseInformationPlantProductionScheduling,OperationalManagement,etcManufacturingControlInformationAreaSupervision,ProductionPlanning,Reliability,Assurance,etcProductDefinitionInformation(Howtomakeaproduct)ProductionCapabilityInformation(Whatisavailableforuse)ProductionSchedule(Whattomakeanduse)ProductionPerformance(Whatwasmadeandused)可能交換的4類信息EnterpriseInformatioProductionSchedulePeopleMaterialsEquipmentSegmentsProductionSchedule要生產(chǎn)什么優(yōu)先級時間要用到哪些物料要用到哪些設(shè)備需要哪些人？時間？生產(chǎn)參數(shù)

(e.g.顏色,配置,…)Perlocation(Site,Area,…)Perweek,day,shift,order,…ProductionSchedulePeopleMaterProductionPerformancePeopleMaterialsEquipmentSegmentsProductionPerformance生產(chǎn)了什么？實際生產(chǎn)了哪些產(chǎn)品實際消耗了哪些物料使用了哪些設(shè)備動用了哪些人生產(chǎn)數(shù)據(jù)

(e.g.純度,密度,…)Perlocation(Site,Area,…)Pershift,hour,endofbatch,…ProductionPerformancePeopleMResourceSpecificationPropertyResourceSpecificationProductSegmentProductProductionRuleProductSegmentDependencyManufacturingBillProductParameterResourceSegmentCapabilityPropertyResourceSegmentCapabilityResourceCapabilityPropertyProcessSegmentCapabilityResourceCapabilityProductionCapabilityResourceRequirementPropertyResourceRequirementProductionParameterSegmentRequirementProductionRequestProductionscheduleResourceActualPropertyResourceActualProductionDataSegmentResponseProductionResponseProductionPerformanceISA95

ProductionCapabilityISA95

ProductDefinitionsISA95

ProductionScheduleISA95

ProductionPerformanceISA-95Part1&2ObjectModelsHowProductLifecycleResourcePlanningWhatSCSchedulingWhenAnalysisPerformanceISA-S95Part1&2Interfaces

ISA-S95Part1&2ObjectModelsResourceResourceProductProductParts1&2ReviewISA-95EnterpriseFunctionsBasedonPurdueReferenceModelforCIMfunctionalmodelsISA-95InformationflowsBasedonPurdueReferenceModeldataflowdiagramsandS88batchstandardISA-95ManagementFunctionsBasedonPurdueandMESAfunctionalmodelsParts1&2ReviewISA-95EnterMES業(yè)務(wù)建模物理對象邏輯對象屬性、事件和方法作業(yè)流程MES業(yè)務(wù)建模物理對象物理工廠建模目的：識別并描述工廠的物理組成；可以自下向上，也可以自上向下，或者結(jié)合進(jìn)行；不必將注意力放到物理對象的具體功能或性能上Unit(單位)如：基本的設(shè)備等Cell(單元)可以包含多個單位或其他單元Area(區(qū)域)可以包含多個單元或其他區(qū)域Site(地點)可以包含多個區(qū)域或其他地點1234物理工廠建模目的：識別并描述工廠的物理組成；Unit(單位)物理工廠模型物理工廠模型物理工廠模型示例物理工廠模型示例邏輯對象建模目的：定義并細(xì)化MES系統(tǒng)應(yīng)具有的功能排程調(diào)度物料管理…物理對象上可引入一個邏輯對象與之對應(yīng)，表示完成的功能邏輯對象建模目的：定義并細(xì)化MES系統(tǒng)應(yīng)具有的功能屬性、事件和方法目的：對各種對象進(jìn)行詳細(xì)描述屬性：對應(yīng)于與對象相關(guān)的各種參數(shù)事件：對應(yīng)于發(fā)生在對象中的某次作業(yè)活動（事件本身也是一種軟件對象，可以擁有描述輸入和輸出的參數(shù)）方法：表示對象可以或者應(yīng)該完成的系統(tǒng)的應(yīng)用功能（一般針對邏輯對象）。每個方法都表示一種功能。物理對象內(nèi)在屬性（如存儲單元：容量、規(guī)格）所能響應(yīng)的事件（如存儲+1）可能觸發(fā)的事件（如存儲溢出）邏輯對象內(nèi)在屬性（如分析功能的范圍、可生成圖表的類型）所能響應(yīng)的事件（如某些事務(wù)請求）可能觸發(fā)的事件（如監(jiān)測到的異常）可執(zhí)行的方法（如分析某種數(shù)據(jù)，繪制某種圖表）屬性、事件和方法目的：對各種對象進(jìn)行詳細(xì)描述作業(yè)流程建模目的：定義系統(tǒng)的運(yùn)作流程生產(chǎn)作業(yè)用于描述在生產(chǎn)過程中某一個地點、區(qū)域、單元或單位所發(fā)生的活動通過將方法、事件等結(jié)合起來，形成特定的生產(chǎn)流程隱式規(guī)則法/顯式規(guī)則法通過組合方法和事件形成基本功能模塊，進(jìn)而組裝成更高級的功能。模塊的組建是基于作業(yè)流程的作業(yè)流程建模目的：定義系統(tǒng)的運(yùn)作流程MES技術(shù)及應(yīng)用饒運(yùn)清ManufacturingExecutionSystem華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院西門子MES系統(tǒng)剖析MES技術(shù)及應(yīng)用饒運(yùn)清ManufacturingExecu提綱SIMATICITMES概述SIMATICIT系統(tǒng)架構(gòu)SIMATICITFrameworkSIMATICIT組件簡介SIMATICITLibraries(庫)SIMATICITMES應(yīng)用步驟SIMATICITProductionSuite提綱SIMATICITMES概述SIMATICIT一、概述SIMATICIT是西門子的MES解決方案，它可以完整的集成在全集成自動化(TIA)解決方案中。SIMATICITProductionSuite是西門子SIMATICIT產(chǎn)品的核心,它由SIMATICITFramework和SIMATICITComponents組成。一、概述SIMATICIT是西門子的MES解決方案SIMATICITFramework(框架)SIMATICITFramework是圖形化MES建模工具，它在保證制造管理靈活性的基礎(chǔ)上，使得制造流程標(biāo)準(zhǔn)化。SIMATICITFramework(框架)SIMATISIMATICITComponents(組件)SIMATICITComponents提供了各種制造業(yè)務(wù)功能，每個組件都是針對具體的制造問題而建置的(例如，訂單管理、物料管理、人員管理、報表管理等)，保證MES解決方案的完整和標(biāo)準(zhǔn)化。SIMATICIT組件與SIMATICITFramework緊密集成在一起。

SIMATICIT組件的所有特征和功能都作為SIMATICITFramework的方法進(jìn)行顯示，SIMATICITFramework可以在生產(chǎn)作業(yè)內(nèi)使用這些方法。SIMATICITComponents(組件)SIMAT二、SIMATICIT的系統(tǒng)架構(gòu)SIMATICIT的功能和系統(tǒng)架構(gòu)是建立在ISA-95的基礎(chǔ)上的(ISA-95是業(yè)已形成的MES國際標(biāo)準(zhǔn))。二、SIMATICIT的系統(tǒng)架構(gòu)SIMATICIT的SIMATICIT體系結(jié)構(gòu)SIMATICIT3rdParty

ComponentSimaticITProductionSuiteComponentsSimaticITOptionalComponentsSIMATICITComponentsSimaticITHistorianSimaticITUnilabSimaticITInterspecApplicationsSIMATICITFrameworkCustomer

SpecificLibraries&ConfigurationIndustry

SuiteLibrariesSimaticITLibraries——基于COM組件標(biāo)準(zhǔn)的分布式對象架構(gòu)SIMATICIT體系結(jié)構(gòu)SIMATICIT3rdPa三、SIMATICITFrameworkSIMATICITFramework是一個建模環(huán)境，可以在圖形環(huán)境中對各種不同的工廠的生產(chǎn)流程、設(shè)備、設(shè)施等資源進(jìn)行建模。SIMATICITFramework通過圖形的方式將不同的SIMATICITComponents功能組合在一起來定義執(zhí)行邏輯。三、SIMATICITFrameworkSIMATIC基于Framework的系統(tǒng)配置與集成SIMATICITFramework是根據(jù)物理對象(實際的裝置和設(shè)備)和邏輯對象(軟件包及應(yīng)用程序)來完成對工廠模型的創(chuàng)建。這些對生產(chǎn)執(zhí)行邏輯的顯式定義，以及對工廠模型中不同對象之間相互作用的定義，都是根據(jù)實際的生產(chǎn)作業(yè)來實現(xiàn)的。因此，SIMATICITProductionSuite可以在標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行靈活配置，來實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的具體問題和系統(tǒng)應(yīng)用（這在傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)中幾乎不可能實現(xiàn)）。SIMATICITProductionSuite還可對第三方組件和已有應(yīng)用程序進(jìn)行集成。在這樣的集成中，這些第三方組件和已有的應(yīng)用程序在整個系統(tǒng)中就和SIMATICITProductionSuite自己的標(biāo)準(zhǔn)組件一樣來完成相應(yīng)的功能，并按照SIMATICITFramework中定義的邏輯進(jìn)行協(xié)調(diào)和調(diào)用。這樣一來，SIMATICITFramework可以協(xié)同整個生產(chǎn)流程以及所有涉及的應(yīng)用程序。這樣就實現(xiàn)了不同系統(tǒng)間的高效集成，提高了生產(chǎn)制造系統(tǒng)的效率?；贔ramework的系統(tǒng)配置與集成SIMATICITMES技術(shù)及其應(yīng)用-西門子MES剖析課件四、SIMATICIT組件簡介生產(chǎn)訂單管理(Ordermanager)物料管理(MaterialManager)人員管理(PersonnelManager)報告管理(ReportManager)手動操作(MessagingManager)四、SIMATICIT組件簡介生產(chǎn)訂單管理(Order生產(chǎn)訂單管理概述生產(chǎn)訂單管理是MES解決方案的關(guān)鍵主題之一，因為它重在解決要做什么，什么時候做以及如何做等問題。一個高效的訂單管理系統(tǒng)應(yīng)該可以：在需要時精確分派生產(chǎn)訂單；為用戶在系統(tǒng)中顯示所有訂單的當(dāng)前狀態(tài)，并進(jìn)行實時刷新；在歷史數(shù)據(jù)庫中保存所有數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行檢索和分析；對訂單進(jìn)行分解以便有效利用生產(chǎn)資源；……一套好的MES系統(tǒng)應(yīng)能提供靈活的解決方案。客戶化應(yīng)該更多地通過系統(tǒng)配置來完成而不是通過編寫程序代碼。西門子MES系統(tǒng)擁有所有這些特點，從而可以以最高的效率，優(yōu)化訂單管理。SIMATICITProductionSuite的生產(chǎn)訂單管理是由SIMATICITOrderManager組件來實現(xiàn)的。生產(chǎn)訂單管理概述生產(chǎn)訂單管理是MES解決方案的關(guān)鍵主題之一，生產(chǎn)訂單管理功能工廠模型共享：在SIMATICITFramework內(nèi)定義的工廠模型與OrderManager自動共享。這樣就可以管理模型中不同地點的不同類型的生產(chǎn)訂單。這樣還可以跟蹤若干區(qū)域和設(shè)備上生產(chǎn)訂單的執(zhí)行情況。訂單導(dǎo)入：來自ERP的生產(chǎn)訂單可以通過XML標(biāo)準(zhǔn)接口導(dǎo)入到OrderManager中。即便數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的生產(chǎn)訂單也可以通過這種靈活的方式導(dǎo)入。這種在不同系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的策略，正在越來越廣泛地在實際中應(yīng)用。訂單分解：訂單可以基于不同的方式進(jìn)行分解，比如基于執(zhí)行操作的設(shè)備的能力而進(jìn)行分解。在批量必須以靈活的方式進(jìn)行處理的行業(yè)中，這是一種非常重要的功能。訂單鏈接：可以指定不同訂單之間的鏈接。在運(yùn)行時，將考慮這些鏈接，例如，在一個訂單完成后自動啟動另一個訂單。訂單排序：可以定義訂單列表：根據(jù)估計的訂單持續(xù)時間計算訂單列表中每個訂單的開始時間。生產(chǎn)訂單管理功能工廠模型共享：在SIMATICITFr生產(chǎn)訂單內(nèi)的物料管理：每個訂單都附有一個物料清單。這樣就可以對每個訂單需要的物料進(jìn)行適當(dāng)?shù)母?。物料檢查和預(yù)留邏輯可以與生產(chǎn)訂單關(guān)聯(lián)起來?？梢詫ΜF(xiàn)有物料是否可以滿足訂單需要進(jìn)行強(qiáng)制檢查。實際物料使用量將會和與訂單執(zhí)行有關(guān)的其他數(shù)據(jù)保存在一起。訂單分派：生產(chǎn)訂單會被分派到指定的設(shè)備上，分派可以手動也可以自動進(jìn)行。手動分派是由操作員通過GUI(圖形化用戶界面)完成的。自動分派是根據(jù)訂單預(yù)計的日期和時間執(zhí)行的。訂單執(zhí)行：在訂單執(zhí)行過程中，所有與訂單有關(guān)的數(shù)據(jù)都處在運(yùn)行中的“生產(chǎn)作業(yè)”中。所有用來生產(chǎn)成品所需的物料的數(shù)量(來自物料清單)以及特征，都可以從系統(tǒng)中得到。所有這些數(shù)值都可以用作設(shè)定值，并下載到現(xiàn)場設(shè)備中，或者可以通過消息顯示給操作員，來驅(qū)動操作員完成任務(wù)。生產(chǎn)訂單內(nèi)的物料管理：每個訂單都附有一個物料清單。這樣就可以運(yùn)行過程中的訂單監(jiān)控：每個訂單的監(jiān)控和跟蹤都是通過用戶界面進(jìn)行的。在訂單分派完后，訂單狀態(tài)顯示為“進(jìn)行中”(IN-PROGRESS)；當(dāng)執(zhí)行過程完成后，如果相關(guān)生產(chǎn)作業(yè)取得了成功，則其狀態(tài)變?yōu)椤巴瓿伞?COMPLETE),如果發(fā)生了某些意外情況，則其狀態(tài)顯示為“異常中止”(ABORTED)。歷史生產(chǎn)訂單數(shù)據(jù)的歸檔：歷史數(shù)據(jù)庫包含有關(guān)訂單執(zhí)行的所有數(shù)據(jù)。對OrderManager所分派的訂單，其執(zhí)行是通過在SIMATICITFramework中的生產(chǎn)作業(yè)所定義的一系列步驟實現(xiàn)的。每一個步驟的執(zhí)行都可以通過配置來確定信息的歸檔，這樣就為日志記錄和故障查找與排除創(chuàng)造了很好的條件?？膳渲糜脩艚缑妫禾峁┝艘粋€專門的用戶界面來處理生產(chǎn)訂單。對于和生產(chǎn)訂單相關(guān)的操作(諸如創(chuàng)建、修改、手動分派等)都可以依據(jù)當(dāng)前登錄用戶的權(quán)限而啟用或停用。用戶界面還具有客戶化功能。例如，用戶可以定義過濾器,以查看訂單的子集，或者決定僅查看為該訂單所定義的某些客戶字段。運(yùn)行過程中的訂單監(jiān)控：每個訂單的監(jiān)控和跟蹤都是通過用戶界面進(jìn)物料管理概述許多與物料管理有關(guān)的問題必須在MES解決方案中加以解決.企業(yè)需要實時了解這些信息：對于每個生產(chǎn)訂單，必須采用哪些物料；在開始生產(chǎn)之前，是否具有足夠的物料，以及所使用的物料是否具有所需要的所有特征；任意物料的當(dāng)前數(shù)量；每種物料位于什么位置；……通過跟蹤物料在工廠流動的情況，可以分析并解決與物料廢品及返工相關(guān)的問題。物料跟蹤信息的收集使得每種物料擁有一個完整的族系圖：利用該族系圖，可以識別出并立即準(zhǔn)確回答任何質(zhì)量問題。SIMATICITMaterialManager是SIMATICITProductionSuite中的物料管理組件。物料管理概述許多與物料管理有關(guān)的問題必須在MES解決方案物料管理功能物料模型：SIMATICITMaterialManager中的物料模型符合ISA-95標(biāo)準(zhǔn)。物料通過類(Class)和定義(Definition)進(jìn)行建模。在工廠(Plant)中物理流動的物料以批(Lot)和小批(Sublot)的方式配置。物料屬性定義：與SIMATICITProductionOrderManager一樣，物料主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以通過添加指定的字段(物料屬性)而加強(qiáng)。物料清單(BOM)定義：物料清單的使用通過下述功能具有很大的靈活性：版本控制，有效性清單，物料屬性可能與物料清單相關(guān)聯(lián)，每個物料清單都具有一個模塊化或嵌套式結(jié)構(gòu)。物料主數(shù)據(jù)導(dǎo)入：來自ERP的物料數(shù)據(jù)可以導(dǎo)入到SIMATICITProductionSuite(物料類、定義、批、屬性、物料清單等)中。物料管理功能物料模型：SIMATICITMaterial物料作業(yè)的跟蹤：對于各種與物料變化的生產(chǎn)作業(yè)，比如：物料移動、物料消耗、一個或多個物料批向另一批的轉(zhuǎn)換、新物料批的創(chuàng)建、分解和結(jié)合等都會被實時跟蹤。用戶可以自由地選擇如何進(jìn)行建模，以及如何使用批及小批等。物料屬性的跟蹤：任何批或小批物料屬性的變化都得到跟蹤，并與其他相關(guān)信息保存在一起。物料位置跟蹤：每種物料都有它在工廠的存放位置。所有在SIMATICITFramework的工廠模型中定義的位置，都以同樣的結(jié)構(gòu)存在于MaterialManager中。此外，即使沒有在SIMATICITFramework中定義的位置，也可以在MaterialManager中添加新的位置。物料可以保存在搬運(yùn)單位(HandlingUnit)中。搬運(yùn)單位代表的是可移動位置，諸如托盤、料箱以及各種運(yùn)輸車輛等。物料作業(yè)的跟蹤：對于各種與物料變化的生產(chǎn)作業(yè)，比如：物料移動歷史物料數(shù)據(jù)的歸檔：所有和物料有關(guān)的信息都保存在歷史數(shù)據(jù)庫中，隨時可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和檢索。后溯和前溯族系圖：后溯族系圖：對于最終產(chǎn)品的某物料小批，可以知道已經(jīng)使用了哪些小批的原材料及中間物料，這些物料的數(shù)量和特征如何。前溯族系圖：對于原材料的某個小批，可以知道對最終產(chǎn)品的哪些小批使用了它。可配置用戶界面：提供了一個專門的用戶界面來處理物料。對于和物料批和小批相關(guān)的操作(諸如創(chuàng)建、刪除、消耗等)都可以依據(jù)當(dāng)前登錄用戶的權(quán)限而啟用或停用。用戶界面還具有客戶化功能。例如，用戶可以定義過濾器，通過設(shè)置某些過濾準(zhǔn)則而查看物料批的子集。歷史物料數(shù)據(jù)的歸檔：所有和物料有關(guān)的信息都保存在歷史數(shù)據(jù)庫中物料管理小結(jié)利用SIMATICITFramework與MaterialManager之間的交互作用，可以模擬物料在生產(chǎn)流程中發(fā)生的情況。例如：在實例中的到貨區(qū)，在完成所有質(zhì)量檢查后，MaterialManager就為其創(chuàng)建了包括物料數(shù)量和特征的新物料批。在實際運(yùn)行過程中，生產(chǎn)作業(yè)是通過調(diào)用MaterialManager方法來執(zhí)行的。這些方法的參數(shù)可以來自操作員輸入、現(xiàn)場設(shè)備自動獲取的數(shù)據(jù)或者其他數(shù)據(jù)采集操作而推導(dǎo)出來的數(shù)據(jù)。SIMATICITMaterialManager對所有與物料相關(guān)的操作，都保存了相關(guān)的數(shù)據(jù)并且跟蹤每個變換，從而建立起物料族系圖。物料管理小結(jié)利用SIMATICITFramework與M人員管理概述人員是制造系統(tǒng)中一個基本的資源。MES當(dāng)然要對人員進(jìn)行管理，包括人員的特征，比如每人的技能或者一組人的技能等。系統(tǒng)必須允許給人員分配班次，并在工作班次中掌握和記錄每個人的詳細(xì)活動。此外，MES系統(tǒng)必須允許將人員數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)加以集成，例如，檢查對某任務(wù)所需要的人力，或者記錄每人所工作的設(shè)備、物料批、批號或訂單等。能夠回答這些問題將大大優(yōu)化生產(chǎn)。SIMATICITPersonnelManager在SIMA