機加工企業(yè)MES系統(tǒng)解決方案投標技術文件

機加工企業(yè)MES系統(tǒng)解決方案投標技術文件

目錄

1投標人概況.....................................................................3

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2.2生產(chǎn)管理主要問題及分析..................................................7

2.3系統(tǒng)功能需求............................................................10

3項目總體設原則與思路13

3.1基于ISA-95的框架體系...................................................13

3.2MES核心業(yè)務設計思路..................................................14

3.3軟件體系設計思想.......................................................15

4目點....16

4.1項目實施范圍............................................................16

4.2項目總體設計目標.......................................................17

4.4系統(tǒng)總體業(yè)務框架.......................................................20

4.5系統(tǒng)集成方案............................................................22

4.6系統(tǒng)物理網(wǎng)絡結(jié)構.......................................................23

5項目詳細業(yè)務解決方案..............................................24

5.1生產(chǎn)建模...............................................................24

5.2計劃編制與調(diào)度.........................................................27

5.3現(xiàn)場作業(yè)過程...........................................................31

5.4物料管理...............................................................34

5.5質(zhì)量管理與追溯.........................................................36

5.6設備管控與分析.........................................................46

5.7刀具管控...............................................................62

5.8工裝管控...............................................................66

5.9生產(chǎn)監(jiān)控...............................................................68

5.10車間成本..............................................................71

5.11系統(tǒng)集成..............................................................72

6.1系統(tǒng)架構...............................................................76

6.2系統(tǒng)管理...............................................................77

6.3系統(tǒng)定制化開發(fā).........................................................79

7.1項目實施組織............................................................87

7.2項目實施方法...........................................................90

7.3項目實施計劃...........................................................96

7.4項目培訓計劃...........................................................97

7.5項目交付件.............................................................98

8.1.1項目咨詢服務..........................................................100

8.1.2項目實施服務.........................................................100

8.1.3質(zhì)保期內(nèi)服務.........................................................100

8.L4質(zhì)保期后服務........................................................100

8.1.5產(chǎn)品升級服務..........................................................101

9遵守保密條例的承諾...........................................................102

10有關知識產(chǎn)權的聲明..........................................................102

附錄一、硬件清單參考...........................................................103

1）MES應用服務器端最低配置要求...........................................103

2）MES數(shù)據(jù)采集服務器端最低配置要求.......................................103

3）硬件需求清單（關鍵設備）................................................104

附件二.軟件供應商狀況...........................................................105

附件三.MES與信息化集成項目成功案例.............................................106

附件四.項目主要成員簡歷........................................................107

附件五軟件樣本說明.............................................................109

附錄六.案例清單.................................................................112

附件七.技術規(guī)格偏離表...........................................................116

附件八.技術規(guī)格響應表...........................................................117

1投標人概況

北京XX科技有限公司是由清華大學產(chǎn)業(yè)集團控股的專業(yè)從事企業(yè)信息化

軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成及咨詢服務的高新技術企業(yè)，總部位于北京市海淀區(qū)清華科

技園區(qū)，在全國各地擁有14家分公司和辦事處。

公司的創(chuàng)業(yè)團隊和核心技術及管理人員主要來自于清華大學，大多擁有工程

和MBA雙碩士或博士學位。公司擁有近300多名高素質(zhì)的員工，研發(fā)和實施人

員占70%以上，其中開發(fā)團隊40%以上擁有碩士和博士學位，公司1\3以上的

技術骨干來自于清華大學。

公司自成立以來，秉承“自強不息，厚德載物”的校訓，依托清華大學人才

和技術開發(fā)優(yōu)勢，形成了強大的核心技術開發(fā)和科技成果商品化能力。公司開發(fā)

的CAD\CAPP\PDM\ERP\MES產(chǎn)品在航空航天、軌道交通、重型裝備制造、船

舶、兵器、汽車汽配、石油化工、建筑等行業(yè)擁有等一大批國內(nèi)外知名企業(yè)。并

與Microsoft、HP、PTC、UGS>AUTODESK等世界知名公司建立了長期穩(wěn)定的

合作關系。

公司發(fā)展戰(zhàn)略是為全面提高國家制造業(yè)效益提供設計、生產(chǎn)、銷售、服務等

一整套、高效、智能的軟件產(chǎn)品。公司產(chǎn)品定位是成為國內(nèi)最大的制造業(yè)信息化

解決方案開發(fā)和服務商，為企業(yè)的設計、管理、創(chuàng)新和電子商務提供核心的支撐

平臺，并發(fā)展為世界級的軟件公司。

2005年以來業(yè)績和經(jīng)營發(fā)展狀況

北京XX公司歷年被銀行評為A級企業(yè)，對自主開發(fā)軟件CAD\CAPP\PDM\

ERP\MES\PLM等擁有完全的知識產(chǎn)權，根據(jù)中天信會計師事務所對本公司的資

產(chǎn)整體評估結(jié)果，公司擁有的商譽等無形資產(chǎn)約2000萬元。公司自成立以來，

有商業(yè)往來的用戶6000多家，95%以上的用戶認可公司產(chǎn)品，對公司的產(chǎn)品質(zhì)

量和服務感到滿意。

北京XX公司近幾年來在科研及產(chǎn)品發(fā)展方面獲得的主要榮譽和成果有：

與本項目相關的技術儲備情況：

公司成功開發(fā)的具有完全自主版權的軟件產(chǎn)品覆蓋了從CAD、CAM、CAE、

CAPP、PDM到ERP、MES、PLM等制造'也全生命周期領域的信息化需求，并

形成了完整的一體化集成解決方案，相關軟件系列產(chǎn)品在軍工、電子、船舶、汽

車、機床、機車、機電成套設備、醫(yī)療設備、家用電器、礦山/工程設備等裝備

制造業(yè)擁有大量集成應用項目客戶。

公司培養(yǎng)擁有一支具備企業(yè)管理經(jīng)驗和長期從事客戶服務的咨詢顧問隊伍,

在近15年的制造業(yè)信息化項目實施和服務中積累了豐富的行業(yè)應用經(jīng)驗。

公司利用清華大學的學術、人才和技術優(yōu)勢，不斷跟蹤國際先進的軟件技術、

新的相關理念和算法，并通過與清華大學合作就新的技術和理論的應用展開項目

預研、原型系統(tǒng)的開發(fā)等，為新產(chǎn)品的開發(fā)打下扎實的基礎，使公司的產(chǎn)品和應

用技術始終能夠瞄準國際水平，保持國內(nèi)領先位置。

2項目需求分析

2.1公司現(xiàn)狀描述

AA集團隸屬于中國兵器工業(yè)集團，屬于離散型企業(yè)，生產(chǎn)有零件加工和裝

配，在我國國防建設和國民經(jīng)濟中發(fā)揮著基礎性、前沿性的重要作用。

目前公司已實施了PDM、CAPP、ERP、0A系統(tǒng)?，F(xiàn)有54臺數(shù)控機床通

過NC702智能轉(zhuǎn)換終端進行了聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了加工代碼的上傳下載，但裝配自動

化和數(shù)控化程度非常低，基本采用手工方式。車間的作業(yè)計劃排程、實時進度跟

蹤反饋、、現(xiàn)場物料消耗、質(zhì)量問題追蹤、數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計等幾乎采用手工方式，

這和建立“行業(yè)領先國際知名”的目標有非常大的差距。因此，企業(yè)下決心用先

進的技術管理手段變革現(xiàn)有的生產(chǎn)組織和管理模式，實現(xiàn)機加和裝配生產(chǎn)過程管

控的數(shù)字化，不斷挖掘生產(chǎn)制造過程的潛力，做到生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)及時準確，為公

司組織生產(chǎn)提供可靠的依據(jù)。

信息化建設狀態(tài)：

表格1DFG信息化系統(tǒng)狀況表

信息化系統(tǒng)用途備注

集團ERP主要管理集團的財務、物流（采目前生產(chǎn)部分基本沒有怎么用

購、銷售、庫存）、生產(chǎn)管理起來，主要原因是由于排產(chǎn)存在

上線時間:2002年嚴重問題。

未來希望通過MES系統(tǒng)建設來

深化應用ERP的系統(tǒng)；

CAPP系統(tǒng)質(zhì)控部使用，用來編制工藝卡片希望CAPP的工藝數(shù)據(jù)能夠和

和質(zhì)檢卡片。MES系統(tǒng)很好的集成起來；

PDM系統(tǒng)

0A系統(tǒng)

信息化愿景:

希望制定一套完整的MES實施方案，包括軟硬件。功能包括：作業(yè)計劃排

產(chǎn)、作業(yè)調(diào)度、制造過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量追溯管理、成本管理、刀具工裝

物料管理、DNC管理、在線測量、決策支持（交互看板）、系統(tǒng)集成、軟硬件

及費用概算。

實施的目標：

通過MES系統(tǒng)軟硬件實施，使MES系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)實現(xiàn)雙向的

信息集成，接收ERP下達的車間生產(chǎn)計劃，并進行詳細作業(yè)/劃和任務分配，向

ERP系統(tǒng)反饋生產(chǎn)、質(zhì)量等信息，同時通過MES系統(tǒng)實現(xiàn)對生產(chǎn)制造過程信息的

實時采集、管理和反饋，進行批次跟蹤，實現(xiàn)質(zhì)量追溯，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率,

改進產(chǎn)品質(zhì)量，對物料進行管理，對關鍵設備進行有效監(jiān)控，并實現(xiàn)生產(chǎn)過程與

管理決策的高效集成。

另外：希望兼顧AA集團的實際需求和現(xiàn)有條件給出具體的實施建議，以及

實施方法和步驟；實施以后友指導生產(chǎn)達到什么樣效果。特別是要實施MES,充

分利用現(xiàn)有條件的同時,還需增減和完善的硬件基礎、數(shù)據(jù)基礎、標準規(guī)范制定、

管理制度等，最大程度的發(fā)揮軟件功能，達到最好的應用和展示效果，為決策者

和高層決策提供全面及時準確的數(shù)據(jù)支持。

MES信息化實施步驟建議：

＞首先解決如何讓這個生產(chǎn)過程透明化，使得各個環(huán)節(jié)和層次都能夠通過

這個系統(tǒng)獲取想要的數(shù)據(jù)，來監(jiān)視透明整個生產(chǎn)活動；

＞在第一步的基礎上，開始從局部改善生產(chǎn)管理環(huán)境，包括優(yōu)化排產(chǎn)，優(yōu)

化質(zhì)量管理并利用SPC過程統(tǒng)計分析方法改善產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化設備管理和關鍵

資源管理，

＞在第二部的基礎上，從全局的角度，如何優(yōu)化生產(chǎn)流程，進行流程再造，

達到真正意義上的精益生產(chǎn)；

＞通過DFG公司MES的成功應用，開始推廣到整個集團的不同分公司，

實現(xiàn)整個集團的精益化生產(chǎn)管理

2.2生產(chǎn)管理主要問題及分析

根據(jù)對DFG的現(xiàn)狀的初步調(diào)研，目前企業(yè)突出的問題反映如下：

2X1總體面上缺乏決策信息進行持續(xù)改善

生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)目前缺乏信息化系統(tǒng)支撐，缺乏一個信息共享平臺來發(fā)布并監(jiān)

控企業(yè)生產(chǎn)運作過程中的各種生產(chǎn)活動和相關數(shù)據(jù)信息，使得從總體上能夠?qū)崟r、

有效、全面監(jiān)控生產(chǎn)各項活動的狀態(tài)和預警，使得很難有據(jù)可依來持續(xù)改善工廠

生產(chǎn)過程。

MES精益生產(chǎn)改善措施，分三步走：

?暴露問題，解密黑箱：通過MES系統(tǒng)使得生產(chǎn)計劃進度和生產(chǎn)資源情況

透明化，使得生產(chǎn)部甚至整個企業(yè)可以實時查看到合同訂單的執(zhí)行情況，包括進

度（是否完工、完工數(shù)量、完工進度情況、備料情況、生產(chǎn)資源情況），資源使

用情況（刀具、設備、工裝），生產(chǎn)報警信息（進度報警、質(zhì)量報警、設備報警）；

識別問題，找出改善點：根據(jù)MES的透明化數(shù)據(jù)平臺，根據(jù)通過采用

MES的分析決策工具，提取決策分析數(shù)據(jù)，通過以圖表、報表、儀表盤、SPC

過程統(tǒng)計圖、設備OEE的分析的方式提供決策依據(jù)，找出問題的原因點，從而

提供改善的依據(jù)；

精益化持續(xù)改善（PDCA循環(huán)改善）：找到問題后，可以通過MES系統(tǒng)進

行優(yōu)化生產(chǎn)模型和組織方式（包括BOM結(jié)構、工藝過程、質(zhì)量檢驗模型、JIT

局部應用），并改善生產(chǎn)計劃流程，從而達到事前的優(yōu)化控制，另外在生產(chǎn)執(zhí)行

過程中，通過MES系統(tǒng)可以重點對關鍵問題點進行檢查控制，盡量及時盡早的

發(fā)現(xiàn)問題，從而防止問題的蔓延和不必要的浪費。最后再對一階段的生產(chǎn)執(zhí)行情

況進行統(tǒng)計分析和KPI分析，從而到達真正意義上的持續(xù)改進；

3UMM.

一方面，目前ERP排產(chǎn)不能解決工序級別損耗問題，導致排產(chǎn)結(jié)果基本不

可用；

另一方面，工廠的生產(chǎn)環(huán)境經(jīng)常無條件變更，包括設備、原材料供應、上游

瓶頸工序，由于缺乏有效實時的監(jiān)控，導致排產(chǎn)調(diào)度困難、生產(chǎn)過程難事中甚至

事前監(jiān)控和優(yōu)化，等到發(fā)現(xiàn)問題時候已經(jīng)處于后期階段，造成局部在制品和原材

料積壓嚴重，工件的返工等不必要的浪費行為，從而降低了產(chǎn)能，最終無法保證

交貨期或者延長交貨期；

MES精益生產(chǎn)改善措施：

生產(chǎn)模型標準化：通過MES進行生產(chǎn)建模，包括車間生產(chǎn)資源模型，

BOM模型，工藝路線模型（解決工序損耗問題），檢驗模型，以此來事前優(yōu)化生

產(chǎn)過程；

調(diào)度可視化：通過MES系統(tǒng)工具，幫助計劃員制定計劃，檢查計劃的可

行性，計劃變更時可以快捷的獲取影響面，快捷的調(diào)整計劃或改派工作；

3ras.

機加工車間生產(chǎn)過程基本不透明，缺乏過程管理和過程控制，使得生產(chǎn)跟蹤

很困難,

＞目前很難實時有效監(jiān)控生產(chǎn)進度和發(fā)現(xiàn)進度拖期，不能關聯(lián)得到問題的

原因，是否是人工的？設備的？材料的？在這種情況下，即使發(fā)現(xiàn)問題也是相互

扯皮；根本原因缺乏事實監(jiān)控的數(shù)據(jù)和手段，因此也就無法做到事前和事中的有

效控制

＞另外，這個監(jiān)控也是靠過程檢驗人員的每天時候統(tǒng)計手工處理，這樣一

方面導致不實時，另外也很難配證數(shù)據(jù)的完整性和準確性。這樣往往是事后行為。

MES精益生產(chǎn)改善措施：

生產(chǎn)過程透明:通過MES的實施，及時有效準確的采集作業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù),

包括人、機、料、法、質(zhì)量等數(shù)據(jù)，使得整個生產(chǎn)過程透明化，包括在制品狀況，

各個工位的產(chǎn)能和負荷狀況，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的各種預警信息；

?可視化監(jiān)控：通過MES系統(tǒng)監(jiān)控機制和工具，可以及時的以多種視角來

檢查工單的進度和相關的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。多種視角包括：從工單的角度、從設備（工

作中心）的角度、人員的角度、刀具的角度來監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場；另外，MES提供預

警器的方式，可以提前防范問題發(fā)生的可能性；

所有這些都將很好提到生產(chǎn)管理效率，也可以很好的達到事前事中防錯監(jiān)

控能力；

目前各設備利用率存在很大的浪費，有的設備浪費率達到25%,造成這個原

因的主要因素是缺乏有力的監(jiān)控手段，很多問題都是時候查出來；所以要最大化

的減少人為因素，并加快設備問題的處理的響應速度、已經(jīng)對故障發(fā)生后生產(chǎn)調(diào)

整能力。從而最大化的提升產(chǎn)能。

MES精益生產(chǎn)改善措施：

設備實時數(shù)據(jù)采集：通過MES的采集服務，可有效準確的采集設備的運

行的相關數(shù)據(jù)，包括機床狀態(tài)（開、關機、運行、報警）、加工程序名稱、加工

開始時間、結(jié)束時間、當前刀具號、主軸負載、機床操作履歷、倍率、報警開始

時間、結(jié)束時間、報警號、機床坐標系等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將為監(jiān)控、OEE性能

分析、改善決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐；

?：?設備生產(chǎn)可視化監(jiān)控：通過MES組態(tài)畫面監(jiān)控工具，可以模擬實際的工

廠設備布局，通過圖形化的監(jiān)控一目了然的監(jiān)控到各設備的狀態(tài)（加工、停機、

維修），并可以點擊對應的設備，查看當前設備的具體參數(shù)，達到實時統(tǒng)籌監(jiān)控；

設備OEE性能分析：根據(jù)對設備數(shù)據(jù)的采集，對設備的各種性能進行

綜合分析，包括負荷波動取消、設備利用率，最后綜合分析出OEE性能曲線圖，

為精益化改善提供最直接的決策依據(jù)。

3.皿nMutn

對于精加工企業(yè)，刀具成本占用很大的生產(chǎn)的成本，刀具的浪費非常嚴重,

基本上是報廢了就以舊換新，無法監(jiān)控刀具的使用情況和使月壽命，另外也缺乏

道具的重復利用機制。

MES精益生產(chǎn)改善措施：

刀具生命周期管理：通過MES系統(tǒng)，將刀具從第一次領用到最后報廢進

行生命周期管理，包括刀具領用、刀具上到、刀具裝刀、刀具修磨、刀具報廢等

事件的管理，建立刀具的檔案；

?刀具的使用數(shù)據(jù)采集：通過對刀具加工件數(shù)的采集和統(tǒng)計，分析出每把

（關鍵）刀具的當前加工次數(shù)、累計加工次數(shù)、修磨次數(shù)；

刀具的壽命監(jiān)控：根據(jù)刀具的使用數(shù)據(jù)的采集，以及刀具額定壽命的設

定，就可以進行刀具壽命監(jiān)控，到接近刀具額定壽命時候，進行刀具預警觸發(fā)相

關人員的進行處理邏輯，包括換刀、修磨、報廢等處理；

刀具的使用分析，可以對某一類刀具進行分析，也可以對某一機床適用

的刀具分析，還可以對刀具領用人進行分析，不斷修訂刀具的額定壽命，使得刀

具的使用壽命最大化，從而節(jié)約刀具的成本；

WMBA、

通過和質(zhì)管部門和企業(yè)領導的溝通，質(zhì)量這塊的問題也很多，包括：

＞目前設置過程檢驗基本沒有起到什么作用，而且浪費了大量的人力；

＞在原材料緊急放行環(huán)節(jié)，沒有做到有力控制，導致問題到成品時候才發(fā)

現(xiàn)，甚至到總裝時候才發(fā)現(xiàn)，這樣造成了很大浪費行為，也很大程度上打亂生產(chǎn)

節(jié)拍；

＞目前的檢驗數(shù)據(jù)沒有管理起來，基本是紙質(zhì)的檢驗單數(shù)據(jù)，這樣造成無

法事后進行過程統(tǒng)計分析和質(zhì)量追溯。導致很難進行持續(xù)質(zhì)量改善工作；

MES精益生產(chǎn)改善措施：

檢驗模型（失效模型）的標準化：通過MES系統(tǒng)，建立各種規(guī)格型號的零

部件檢驗模型（關鍵質(zhì)量控制點），當然這個檢驗模型可以隨著企業(yè)的生產(chǎn)穩(wěn)定

程度而改變，這個檢驗模型將在實際的生產(chǎn)過程檢驗里面用來作為判定合格的標

準，也作業(yè)過程質(zhì)量控制和報警的依據(jù)，同時也作業(yè)SPC過程統(tǒng)計分析的判定

依據(jù)；

過程檢驗的數(shù)據(jù)采集：通過布置現(xiàn)場終端的方式，由操作人員進行檢驗

數(shù)據(jù)的錄入，并由MES系統(tǒng)根據(jù)檢驗的數(shù)據(jù)來控制是否可以轉(zhuǎn)序，如果缺少首

檢、或者未達到控制要求，將會觸發(fā)異常事件通知質(zhì)量部門相關人員；從而達到

事中控制，同時這樣也減少了過程檢驗人員的崗位要求；

SPC過程統(tǒng)計分析：通過對過程檢驗數(shù)據(jù)的采集，MES系統(tǒng)就可以對某

產(chǎn)品的某工序的某檢驗項目進行SPC分析，提早發(fā)現(xiàn)當前加工狀態(tài)是否處于穩(wěn)

態(tài)？從而也可以起到事前預防控制，另外根據(jù)對缺陷率等分析，可以找出質(zhì)量改

善點，完善質(zhì)量檢驗模型，達到質(zhì)量持續(xù)改善的精益化生產(chǎn)要求；

質(zhì)量追溯：MES提供正向和反向2中追溯方式進行質(zhì)量追溯，完成從產(chǎn)

品反向追溯生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，和從某一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)正向追溯到和這個環(huán)節(jié)相

關產(chǎn)品；從而有效的提高企業(yè)的質(zhì)量持續(xù)改進方針，提高顧客滿意度。

所有問題歸結(jié)起來，都會造成成本的最佳，如何能夠準確分析各個環(huán)節(jié)的成

本因素，找出可可改善點，是作為企業(yè)決策者急需要解決的問題；

MES精益生產(chǎn)改善措施：

MES提供準確、細致的成本要素:通過MES的精細化的生產(chǎn)過程管理，

對每個作業(yè)點進行了管理，通過對人員、設備、料的管理，對每個成本發(fā)生點提

供料、工、費的明細數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將有力支持企業(yè)作業(yè)成本法的成本歸集；

*成本分析:通過對生產(chǎn)某一產(chǎn)品的關鍵成本要素進行分析，包括刀具費用、

原材料費用、人工費用、設備費用的分析，可以為企業(yè)成本最小化提供決策依據(jù)。

2.3系統(tǒng)功能需求

為了保證車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的實用性、完整性、先進性、可擴充性、

可維護性和安全性。軟件為軟加密方式，并支持在虛擬化環(huán)境下運行。本次系統(tǒng)

實施的范圍為數(shù)控加工分廠、普通加工分廠、部件裝配分廠、總體裝配分廠共四

個分廠。具體需求描述如下：

①作業(yè)計劃編制與分派：系統(tǒng)能提供先進的生產(chǎn)作業(yè)排產(chǎn)、優(yōu)化方法，

能夠?qū)碜訣RP系統(tǒng)的生產(chǎn)任務快速的進行排產(chǎn)或分解到班組或工位。同時具

備進行車間級任務預測計劃追加、調(diào)整功能。對于生產(chǎn)作業(yè)計劃中出現(xiàn)的排產(chǎn)沖

突、作業(yè)優(yōu)先權的改變、緊急插單、科研件加工都能有相應的解決方案。根據(jù)資

源和工藝進行能力平衡，進行整條生產(chǎn)線和單元內(nèi)的資源配置和布局優(yōu)化仿真。

②生產(chǎn)過程控制與調(diào)度：具備東方集團公司生產(chǎn)部門從下料開始到成品

入庫的整個車間生產(chǎn)過程控制、調(diào)度、決策手段。能夠以圖表的方式體現(xiàn)實際與

目標之間的比對結(jié)果，滿足車間管理人員實現(xiàn)生產(chǎn)管理的需要。

③圖文檔管理：操作人在執(zhí)行相關作業(yè)時通過系統(tǒng)能及時得到對應的圖

文檔（如圖紙、工藝）。

④數(shù)據(jù)采集：同時具備自動采集和手工采集（包括條碼和終端等錄入，

以下簡稱手工采集）的能力，能為數(shù)控機床、普通機床、手工裝配、手工檢驗、

檢測設備等不同采集點提供多種不同的數(shù)據(jù)采集方式，根據(jù)數(shù)控機床的差異能夠

提出實用、有效的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控方法，其中提供不少于35臺數(shù)控機床自動數(shù)

據(jù)采集，滿足東方集團數(shù)據(jù)采集的需要。

⑤設備狀態(tài)監(jiān)控及利用率分析：通過多種靈活的采集方法獲取生產(chǎn)現(xiàn)場

數(shù)控機床的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，使管理人員及時了解到當前哪些設備是在加工中、維

修中、空閑中以及每臺機床的當前加工任務、效率、工時和操作人員。具備目前

國際上通用的標準OEE數(shù)據(jù)計算分析功能，經(jīng)過歸納、匯總、分析等手段以報

告或圖表的方式提供給用戶和管理者用戶，并且投標的軟件系統(tǒng)能具備對以上數(shù)

據(jù)信息進行關聯(lián)性深度分析。

⑥質(zhì)量管理：系統(tǒng)可幫助質(zhì)量人員完成從毛胚到成品全部過程的整個質(zhì)

量監(jiān)控，包括質(zhì)量控制、質(zhì)量報警及異常處理、統(tǒng)計分析報表。提供質(zhì)量追溯功

能（包括正向追溯、反向追溯）。能夠以圖表的方式體現(xiàn)實際質(zhì)量與目標要求之

間的比對結(jié)果。通過設定指定工位的控制圖參數(shù)，包括樣本數(shù)量、樣本容量以及

不同的判異規(guī)則，對控制圖的觀察和分析用來判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)異常

及時通知相關責任部門進行處理，并對異常的原因和處理情況進行跟蹤，從而對

生產(chǎn)過程中影響質(zhì)量的因素進行管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

⑦工裝管理:提供與生產(chǎn)流程管理有關的工裝使用、庫存跟蹤管理功能。

以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的工裝的跟蹤和可追溯管理。對于關重刀具、進口刀具提供

使用過程跟蹤、領用數(shù)量限制、限期歸還等功能。滿足車間對重要刀具的使用控

制，并能通過數(shù)據(jù)采集形成工裝的壽命管理等。

⑧車間成本核算：系統(tǒng)能夠提供成本核算解決方案，輕松實現(xiàn)工時、原

材料統(tǒng)計核算、工序成本核算以及零件加工成本核算。能根據(jù)產(chǎn)品、部件、零件、

工序的各種定額參數(shù)自動生成各種成本報告，如原材料消耗、生產(chǎn)時間、制造成

本、工裝成本等。內(nèi)容及格式均可方便地自行定義。

⑨外協(xié)管理：系統(tǒng)提供外協(xié)件過程全面管理。包含廠內(nèi)外協(xié)和廠外外協(xié)、。

內(nèi)容涉及帶料外協(xié)、不帶料外協(xié)、數(shù)量和單價、金額、到貨、檢驗、入庫、廠外

外協(xié)的訂單管理、廠內(nèi)外協(xié)的結(jié)算方式等內(nèi)容。

⑩庫房管理：具備車間內(nèi)部成品、半成品、原材料、工裝周轉(zhuǎn)庫的管理

功能。

?DNC系統(tǒng)：具備生產(chǎn)車間數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)功能。完成數(shù)控機床DNC聯(lián)

網(wǎng)數(shù)據(jù)通信功能，并能把對刀儀的對刀數(shù)據(jù)傳送給加工機床實現(xiàn)刀具補償?shù)臄?shù)據(jù)

傳遞。支持在線加工操作，同時DNC系統(tǒng)能與MES系統(tǒng)集成，實現(xiàn)NC代碼程

序的有效管理和審計功能。

?NC代碼驗證：根據(jù)機床、刀具、毛胚和夾具信息來對NC加工代碼程

序加工過程進行三維實體模擬，并能鑒定加工過程中存在的錯誤，以實現(xiàn)數(shù)控程

序上機床前，檢查出所有會導致數(shù)控加工錯誤發(fā)生。減少或避免零件報廢、刀具

或機器損壞、編程中的錯誤和時間浪費，提高工作效率。

?決策支持：系統(tǒng)能夠根據(jù)現(xiàn)場采集的各類數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)用后，按

照用戶選取的各種特定的過濾選項要求自動生成各類報表，為廠級決策層、車間

計劃員、調(diào)度員、統(tǒng)計員以及其他與生產(chǎn)管理有關的人員提供各種數(shù)據(jù)。系統(tǒng)能

夠提供用戶自定義的報表模版或方法。

?基礎數(shù)據(jù)管理（包含人員設備）：通過與其他系統(tǒng)集成的方式可提取基

礎數(shù)據(jù)，如不能滿足要求時，本系統(tǒng)應具備基礎數(shù)據(jù)維護功能。

3項目總體設計原則與思路

3.1基于ISA-95的框架體系

S95企業(yè)控制集成標準的產(chǎn)生是來源于實際應用集成的需要。在實際應用

集成中，不管是最終用戶還是集成商都面臨著一些問題，如集成沒有公共模型、

集成不同廠商的產(chǎn)品十分困難、與最終用戶的需求之間溝通有問題，人們將時間

化在統(tǒng)一技術術語上而不是解決問題上、集成的系統(tǒng)難于維護等。

為了解決相應的問題，國際上前幾年不同的組織和用戶一起做了大量的工作,

80年代末期，一些用戶、廠商和學術機構的團體在Purdue大學開發(fā)了計算機

集成制造即著名的CIM標準，它包括了幾個描述制造業(yè)公司的模型，它的一

部分內(nèi)容被包括在ANSI/ISA-95.00.01標準中。1992年由領先的MES軟件

供貨商組成的MESAInternational則是非盈利性組織，旨在提供一個制造業(yè)技

術的論壇，關注于現(xiàn)代制造業(yè)的MES和相應產(chǎn)品及服務。而1988年發(fā)起的

SP88委員會則負責批次控制部分的標準建立。

S95標準定義了企業(yè)商業(yè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間的集成，主要可以分成三個層

次，即企業(yè)功能部分，信息流部分和控制功能部分。企業(yè)功能基于Purdue大

學當初建立的CIM功能模型；信息流部分基于Purdue大學的數(shù)據(jù)流模型圖和

S88批次標準，包括產(chǎn)品定義、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)性能4種信息流；

而其控制功能則基于Purdue和MESA的功能模型。

圖表1ISA-95業(yè)務框架圖

SP95的不同部分對不同的層次的功能分別定義，第一層企業(yè)級的控制域

定義在S95的第一部分，第二層次信息交換方面，4種信息流交換的分類和

對象模型也定義在第一部分，而對象模型的屬性定義在第二部分，而底層的生產(chǎn)

制造和控制層的域也定義在第一部分。而S95的第三部分則對相應的生產(chǎn)活動

做出定義。S95的第三部分定義了企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)和維護方面的常規(guī)活動,

從高度上指出了各活動之間的數(shù)據(jù)流，同時定義了8種基本生產(chǎn)活動：定義管理,

資源管理，生產(chǎn)詳細計劃，生產(chǎn)部署，生產(chǎn)執(zhí)行，跟蹤，分析和數(shù)據(jù)采集。

XTMES基本遵從ISA-95標準進行設計，滿足企業(yè)一體化應用要求；

3.2MES核心業(yè)務設計思路

MES系統(tǒng)設計的核心思想，盡可能的提高生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，提高

生產(chǎn)質(zhì)量；為此MES主要從五個方面展開設計：

一體化的解決方案：從信息化整體考慮MES系統(tǒng)建設；

?數(shù)字化建模和生產(chǎn)指示：將工廠數(shù)字化建模；

數(shù)字化生產(chǎn)調(diào)度：提供數(shù)字化生產(chǎn)調(diào)度平臺；

?數(shù)字化生產(chǎn)分析：根君現(xiàn)場的實時采集數(shù)據(jù)，提供數(shù)字化的分析；

可視化生產(chǎn)監(jiān)控：通過組態(tài)畫面定制，和實時數(shù)據(jù)采集，提供可視化的

生產(chǎn)監(jiān)控；

ERP/SCM/CRM/PLM2

DynamicsMES

lllll生產(chǎn)建整\車間高級；

產(chǎn)出分析工廠門戶效率分析

二排程計劃

質(zhì)量分析

設備管理預警管理

IIIIIIIII

產(chǎn)品跟限

工廠門戶

物料管理

數(shù)據(jù)采集、設備監(jiān)控

(PLC/DCS/Scanner/RFID/FILE)

圖表2XTMES業(yè)務設計理念

核心業(yè)務思想：提供從生產(chǎn)訂單到產(chǎn)品完工的全部生產(chǎn)活動的優(yōu)化管理，運

用及時、準確的采集信息，指導、啟動、響應并記錄管理工廠的生產(chǎn)活動，從而

能夠?qū)l件的變化做出迅速的響應、減少非增值活動、提高工廠運作過程的透明

度和執(zhí)行效率。MES不但可以改善設備投資回報率，而且有助于及時交貨、加

快庫存周轉(zhuǎn)、提高收益和現(xiàn)金流的績效，更重要有助于企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提高和持

續(xù)改進，以便最大限度的提高客戶滿意度，提升企業(yè)品牌形象和核心競爭力。

3.3軟件體系設計思想

*平臺化：基于平臺化體系架構的增量迭代系統(tǒng)，從而適應MES項目快速

定制和快速開發(fā)特性；

持續(xù)化：軟件的穩(wěn)定性和低維護成本，以及可持續(xù)化發(fā)展，滿足企業(yè)長

期使用，輕松升級的要求，是長遠化建設合作考慮；

開放性：軟件的擴展性和集成性；支持基于軟件組裝的開發(fā)模式，滿足

企業(yè)的不斷增長的業(yè)務需求；

擴展性：提供高級二次開發(fā)擴展到能力，使得企業(yè)經(jīng)過培訓自己有能力

來配置、開發(fā)一些客戶化需求，使得系統(tǒng)具有靈活適應性；

一體化：ERP/MES的一體化解決方窠，XTMES遵從ISA-95標準，可

以輕松實現(xiàn)ERP/MES的一體化應用；

集成性：XTMES提供一個數(shù)據(jù)集成服務，可以輕松實現(xiàn)和第三方系統(tǒng)，

包括ERP/SCM等系統(tǒng)進行互動集成，滿足企業(yè)不斷擴展到業(yè)務要求。

XTMES系統(tǒng)充分采用了先進的設計理念，系統(tǒng)內(nèi)核采用面向?qū)ο?、組件化

設計、多層分布式架構等多項領先的技術，保證了軟件的安全性、穩(wěn)定性、擴展

性、可維護性、設計傳承性和資源重復利用性。依托先進的SOA技術架構，

XTMES可以方便的同微軟AX/OFFICE套件/SharePoint、PDM、ERP等外圍進

行高度集成。

4項目總體業(yè)務解決方案

XTMES(XXMES系統(tǒng))基于先進管理模式(JIT/LP/AM/TQM-)和先進

計算機軟件技術而構建的面向制造業(yè)的精益制造規(guī)劃執(zhí)行系統(tǒng)。

XTMES符合MESA國際聯(lián)合會的MES定義，并結(jié)合中國企業(yè)的特點進行

了擴展。

核心業(yè)務思想：提供從生產(chǎn)訂單到產(chǎn)品完工的全部生產(chǎn)活動的優(yōu)化管理，運

用及時、準確的采集信息，指導、啟動、響應并記錄管理工廠的生產(chǎn)活動，從而

能夠?qū)l件的變化做出迅速的響應、減少非增值活動、提高工廠運作過程的透明

度和執(zhí)行效率。MES不但可以改善設備投資回報率，而且有助于及時交貨、加

快庫存周轉(zhuǎn)、提高收益和現(xiàn)金流的績效，更重要有助于企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提高和持

續(xù)改進，以便最大限度的提高客戶滿意度，提升企業(yè)品牌形象和核心競爭力。

4.1項目實施范圍

實

施

生

計

物

產(chǎn)

生

生

現(xiàn)

質(zhì)

設

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實

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物

總裝分廠部裝分廠普即工數(shù)熟工

理

范

圍

圖表3項目實施范圍

項目實施功能范圍：包括生產(chǎn)建模、計劃調(diào)度、生產(chǎn)過程、質(zhì)量管理、物料

管理、設備管理等12個業(yè)務管理模塊；

項目實施物理范圍：本次系統(tǒng)實施的范圍為數(shù)控加工分廠、普通加工分廠、

部件裝配分廠、總體裝配分廠共四個分廠

4.2項目總體設計目標

項目目標；在預計一年的項FI周期里完成XTMES制造執(zhí)行系統(tǒng)的規(guī)劃、設

計、實施上線工作，完成企業(yè)生產(chǎn)管理信息化解決方案的總體目標，實現(xiàn)生產(chǎn)部

和各生產(chǎn)分廠的生產(chǎn)調(diào)度、、生產(chǎn)過程、設備、物料、質(zhì)量和人員的全面管理與

控制，為企業(yè)搭建一個可擴展的生產(chǎn)管理信息化平臺，使得生產(chǎn)過程透明化、高

效化、柔性化、可追溯化、事中控制、高客戶滿意度、低成本運行，從而充分提

高企業(yè)的核心競爭力；

針對上述主要需求，確定本解決方案的總體工作目標如下：

1）建立DFG生產(chǎn)制造過程實時數(shù)據(jù)采集和可視化監(jiān)控的軟硬件平臺；實

現(xiàn)對生產(chǎn)設備運行參數(shù)、工況、物流和質(zhì)量等信息的實時采集、集中監(jiān)控與閉環(huán)

反饋，并支持企業(yè)的擴展應用。

2）建立基于實時數(shù)據(jù)的生產(chǎn)調(diào)度模型，以及對制造資源（設備、人員、工具、

生產(chǎn)物料）的統(tǒng)一管理與合理配置,實現(xiàn)車間作業(yè)計劃與調(diào)度的優(yōu)化和動態(tài)管理.

提高產(chǎn)品制造過程的透明化、均衡化和設備利用率，保證產(chǎn)品的制造周期。

3）建立制造過程的產(chǎn)品檢驗模型,實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)（包括加工過程中自動采

集的實時數(shù)據(jù)、常規(guī)質(zhì)量檢驗的現(xiàn)場數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)等多數(shù)據(jù)源）的統(tǒng)計過程控

制（3PC）,實時監(jiān)控關鍵生產(chǎn)質(zhì)量環(huán)節(jié)，分析制造過程的質(zhì)量穩(wěn)定性和工序能

力，為產(chǎn)品質(zhì)量改進并及時采取相應的措施提供重要依據(jù)。

4）完成CAPP/ERP/MES等主要信息化系統(tǒng)的一體化信息流規(guī)劃與全面

動態(tài)集成,在此基礎上：

a）實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)制造及管理數(shù)據(jù)的完整閉環(huán)和基于

業(yè)務流程的動態(tài)共享，以及基于制造規(guī)劃、作業(yè)調(diào)度與資源運控一體化流程中相

關制造數(shù)據(jù)的聯(lián)動;當產(chǎn)品和工藝數(shù)據(jù)發(fā)生變更時，支持制造流程的動態(tài)響

應和更新。

b）通過與ERP系統(tǒng)的集成與協(xié)同，形成支持中長期與現(xiàn)場實時級生產(chǎn)

作業(yè)計劃的推拉結(jié)合計劃體系，支持對客戶訂單的快速響應和對生產(chǎn)異常的有效

處理，支持JIT管理模式的應用。

c）支持在制造作業(yè)現(xiàn)場（車間）對產(chǎn)品、工藝、質(zhì)量、作業(yè)等相

關圖紙、文檔和技術文件的在線實時瀏覽與全關聯(lián)查詢。

d）支持實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的生產(chǎn)和質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯和多視圖查詢，并可

通過報表中心靈活定制各類分析統(tǒng)計報表，為企業(yè)管理者提供決策信息

支持。

5）配合企業(yè)制定XTMES系統(tǒng)規(guī)范化管理流程和信息化崗位職責，形成

DFG信息化環(huán)境下生產(chǎn)管理與制造執(zhí)行過程的規(guī)范化管理機制。

4.3系統(tǒng)總體業(yè)務流程

根據(jù)對DFG的業(yè)務初步分析，以及MES的領域設計思路，重新梳理了基于

MES精益制造的管理思路的DFG的生產(chǎn)管理業(yè)務流程，如圖所示，整個DFG

的業(yè)務流程跨越9大職能部門，并由ERP和MES系統(tǒng)協(xié)同完成整個生產(chǎn)運作。

熱于MESlittM遣的切

打蝌制蝌切分口噌渺1ttl）物蝴品質(zhì)部設備、刀n備注

生產(chǎn)命令單

4計劃怎收卜

ji.本流程是“

于ERP/MES

生產(chǎn)建模|費案斷?理卜

?I排IT化的方

（MitBOM）………匚..…案的考慮；

生產(chǎn)工位|~?序?理~|2在沒有ERP

日作業(yè)計系蹺的情況

劃下,MESB

可以獨立運

|關■工位■理|行的，主要

關注的問數(shù)

域是生產(chǎn)過

生產(chǎn)工位日I...O.P.X.X.......:

。量完工情程的執(zhí)行控

及|莉;3卜制；

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靖.女在

?....I....；及到多個器

■I針kg卜門的業(yè)務.

包括計劃、

制泊部.各

|7.生產(chǎn)報袤|生產(chǎn)故工

程部門、品

質(zhì)部門.設

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!t4備動力部

0.刀具工

fls|質(zhì)混|裝管理部

a門；

轎生產(chǎn)報表■辱

3

2

圖表4基于MES精益制造的生產(chǎn)管理流程

圖1描述了DFG的主體生產(chǎn)業(yè)務流程，從營銷部的營銷計劃開始，由9個職能

部門協(xié)同完成，其中主流程是：生產(chǎn)訂單,生產(chǎn)作業(yè)任務＞現(xiàn)場作業(yè)管理,材料管

理〉過程檢驗和成品檢驗〉產(chǎn)品入庫，形成一個閉環(huán)的生產(chǎn)過程，另外有刀具管

理、設備管理作為輔助流程對生產(chǎn)資源進行管控，使得真?zhèn)€生產(chǎn)協(xié)同并透明化精

益運作；

1）一體化的思路，通過集成接口，實現(xiàn)企業(yè)基礎數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和跨系統(tǒng)共

享。例如：企業(yè)主物料數(shù)據(jù)、BOM、工藝流程的全程共享，使得ERP系統(tǒng)、MES

生產(chǎn)執(zhí)行階段，保證物料等各類信息同出一源，保證企業(yè)生產(chǎn)物料數(shù)據(jù)模型的完

全一致性，同時也提高了企業(yè)工作效率、降低成本、提高質(zhì)量。

2）XTMES接受ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)訂單（生產(chǎn)什么物料、時間要求、數(shù)量要

求等），通過分解進行生產(chǎn)各分廠的工序作業(yè)任務；

3）各分廠根據(jù)工序任務要求（包括數(shù)量、品種、工藝流程、工作中心）和

工廠資源狀況（設備、人員、材料）組織生產(chǎn)，調(diào)度到具體的工作中心，形成可

以有班組執(zhí)行的工作中心作業(yè)任務隊列（主要信息、：順序號、工作中心、任務號、

條碼號、數(shù)量、工藝名稱、定額工時、毛坯、任務狀態(tài)等主要信息）；

4）各工作中心登錄各自的作業(yè)平臺，查看分配給本工作中心、當前班次的

任務隊列、并查看相應任務的上游工序的加工狀況和質(zhì)量信息，并通過條碼掃描

的方式進行任務受理，并進行加工作業(yè)，在加工過程中，根據(jù)工件的檢驗模型要

求，進入過程檢驗界面進行檢驗，系統(tǒng)根據(jù)檢驗結(jié)果進行轉(zhuǎn)序控制，如果有生產(chǎn)

異常則觸發(fā)相關報警（包括質(zhì)量報警、設備報警、缺料報警），與此同時，MES

采集服務器采集相關設備運行數(shù)據(jù)，供設備管理進行設備監(jiān)控和設備性能分析;

總之，通過作業(yè)平臺，MES系統(tǒng)可以采集各項生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括進度信息、

物料信息、人員信息、質(zhì)量信息、設備狀態(tài)信息，供管理人員進行生產(chǎn)監(jiān)控、調(diào)

優(yōu)化度、異常處理、質(zhì)量分析、綜合分析。

5）由圖可見，通過MES系統(tǒng)的電子看板，可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的推拉結(jié)合的

生產(chǎn)模式，事前有調(diào)度計劃進行推動，而在生產(chǎn)過程中，各工位可以通過任務電

子看板查看個工序任務的生產(chǎn)進度，以拉動的方式進行生產(chǎn)作業(yè)，一定程度上優(yōu)

化了生產(chǎn)過程。

6）生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場可在權限控制下直接實時方便地瀏覽、查閱技術數(shù)據(jù)，包

括工藝簡圖、檢驗模型等，能夠直觀指導作業(yè)過程，可以有效防錯控制，同時提

高工作效率。

7）另外，MES提供了設備管理的輔助業(yè)務流程，對設備進行生命周期管理,

同時通過對維修過程和報警處理流程的管理，為工廠的產(chǎn)能監(jiān)控和產(chǎn)能分析提供

了準確可靠的數(shù)據(jù)，同時也提供了重要的考核依據(jù)。

8）刀具管理輔助流程，對控制刀具的生命周期起到了重要的作用，通過刀

具管理，可以有效的監(jiān)控在作業(yè)過程中的各刀具的使用壽命，最大程度上控制刀

具的浪費，節(jié)約生產(chǎn)資源成本。

9）MES系統(tǒng)將車間制造成本相關數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總提交給ERP系統(tǒng)進行成本

核算管理，使得企業(yè)的生產(chǎn)成本透明化，為優(yōu)化企業(yè)流程提供決策依據(jù)。

10）MES系統(tǒng)根據(jù)統(tǒng)一基礎數(shù)據(jù)庫和生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫,可實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周

期的生產(chǎn)與質(zhì)量數(shù)據(jù)回溯管理；也可根據(jù)需要生成各類生產(chǎn)或質(zhì)量統(tǒng)計報表，供

管理者決策。

上述基于整體規(guī)劃和一體化信息流管理方案，能夠保證企業(yè)信息流的完整、

一致、閉環(huán)和基于流程的聯(lián)動?？捎行е蜠FG公司對計劃、供應、制造、質(zhì)

量、財務、銷售等核心業(yè)務的一體化高效協(xié)同運作。

4.4系統(tǒng)總體業(yè)務框架

為了解決東方集團的生產(chǎn)管理問題，設計了一整套的MES套件來為精益化

生產(chǎn)管控提供IT支持；

在系統(tǒng)總體業(yè)務框架中，MES系統(tǒng)分成4個功能層次，前端系統(tǒng)是ERP系

統(tǒng)

系