VDI 5600 第一部分 制造执行系统(MES)(以下称“标准”)是这套标准的主体,主要由三部分组成:一是MES系统的概述;二是定义了MES系统功能模块的任务目标,结构模型,以及任务带来的结果和效益;三是描述了MES系统功能模块和企业流程的关系,分析了MES任务对于流程的重要性。标准以两个矩阵作为引导,把上述第二、第三部分的内容,清晰而简洁地做了展现和阐述。
一 控制层与业务对象矩阵
标准通过企业不同控制层和业务对象关系来描述MES系统的基本任务。参见表(1)。
其中横向表示公司不同控制层,纵向表示不同业务对象。对于控制层标准用图(1)做了表达:
标准将订单、资源和材料三个业务对象和三个控制层组成矩阵,把MES系统的基本任务做了简洁明了的阐述,为后续的定义和阐述定了基调。通过这一矩阵,也清楚地告诉企业,MES的定位和总体上是做什么的。
二 MES任务与管理流程矩阵
这个矩阵是这标准的核心体现和表达,也是最具特色的部分,参见表(2)
其中横向是MES系统的十大任务(或功能模块,可参考图(1)),纵向是企业的十大主流程和41个子流程,用黑点表示子流程与MES任务的相关性。
标准的第五章详细定义了十大功能模块的任务目标、结构和运作模型,第六章将这些定义赋给流程,就形成了这个矩阵。标准将十大功能和企业41个业务子流程的关系, 形成251个交叉点业务,并逐一进行定义和描述。通过此矩阵,可以索引标准的主要内容,也可以明确 MES功能的边界,了解它能干什么,不能干什么。
便于读者了解和感受标准风格,用“数据采集”模块做实例。
三 “数据采集”实例
1、“数据采集”模块定义
任务目标
任务的目的是从生产设施中以事件控制获取所有相关数据:
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生产数据(PDA,订单数据意义上的生产数据采集)
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机器数据(MDA)
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处理数据
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质量数据
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人力资源数据(人员工作时间记录)
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其他
结构和运作模式
"数据采集"为所有其他 MES 任务提供生产过程的数据。此外,生产过程中当前的变化也得到及时的信号。从技术实施的角度来看,接口的处理由 MES 任务"数据采集"涵盖。在这里,数据可以从最多样化的系统接收,通过 MES任务的功能进行解释或预处理,并传递给其他 MES 任务,特别是"信息管理"。
图(2)显示了 MES任务"数据采集"的主要结构和运作模式。
输入信息和功能(从略)
任务的结果和效益
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提供当前在线实时状态(流程透明度)
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确保对流程状态的实时响应
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确保所有 MES任务的数据一致性
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实现与来源相关的成本数据获取
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减少数据采集支出,减少手动数据录入和更正支出
从矩阵中可以看到,“数据采集”和九个主流程中21个子流程相关,标准对其一一定义和描述,就以“材料管理”流程为例,从表(2)红色框出部分看出,“数据采集”任务与3个子流程相关。
2、流程定义和分析
“材料管理”流程涉及库存的规划和管理,以及储存设施(仓库、生产供应区)内的库存变化。
子流程
与“数据采集”模块相关的3个子流程:
1 库存管理
此子流程可确保ERP或 MES 系统中单个材料的库存信息反映实际库存。
2 库存
无论库存管理多么好,都不会使常规库存管理变得多余。要为其他过程(材料分析,库存管理等)收集必要的信息。
3 材料分析
材料相关数据可提供给生产控制系统进行评估。
相关重要性分析
1 "数据获取"
预计针对特定订单的材料进出准确时间,及时防止关键流程中出现的库存差异和错误。
2 "性能分析"
材料分析显示损耗,便于改进 。
3 "质量管理"
收集材料的质量相关信息,进行实时信息处理,如释放或隔离,保证库存管理的及时、精确和有效。
四 几点想法
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矩阵的表达方式很有特点,此矩阵也可用于对MES系统开发、实施结果的评估,很实用,故推荐给读者;
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从标准的内容安排,以及实例中的体现,专门对任务效益和流程相关重要性分析,反映出标准偏重于业务层面的特点;
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MES系统和ERP等应用系统集成运行,其中功能会有重合,产生ERP和MES业务边界分不清的问题,借助“MES任务与管理流程矩阵”可以帮助厘清关系。