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    学习VDI 5600标准专栏(二)

    发布时间:2021-03-12 10:47          作者:鼎格工业软件
     

     

    ​(二) 

    从两个矩阵中了解MES

     

     

    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。

    01  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。

      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。对于控制层标准用下图做了表达:

    图(1)

    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。

     

    02  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(参见下表)。

    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。

    03  “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:

    • 生产数据(PDA,订单数据意义上的生产数据采集)

    • 机器数据(MDA)

    • 处理数据

    • 质量数据

    • 人力资源数据(人员工作时间记录)

    • 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"。

    下图显示了 MES任务"数据采集"的主要结构和运作模式。

    图(2)

    输入信息和功能(从略)

    任务的结果和效益

    • 提供当前在线实时状态(流程透明度)

    • 确保对流程状态的实时响应

    • 确保所有 MES任务的数据一致性

    • 实现与来源相关的成本数据获取

    • 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。

       

    04 几点想法

    1

    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;

    2

    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;

    3

    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。