生产执行系统MES架构设计及应用架构

生产执行系统(MES)是企业信息化集成的纽带，为各级生产管理人员提供所需实时生产数据。实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段，生产执行系统MES通过对生产信息的智能化分析和跟踪，可以为用户提供一个快速反应、 有弹性、精细化的制造业环境。帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高生产效率，持续改善管理目标，实现精益化生产。

 

生产执行系统的建设目标

一、打破信息盲区

1、采用条码作为载体，全程实时采集物流、生产与品质信息 。

2、正向追溯：回溯追踪产品生产时的用料、加工生产线与设备、操作员工、品质等记录分析并作出处理。

3、反向追溯：根据物料批次、生产时间等追溯使用该物料的产品及在库、出货信息。

二、解决信息滞后 

1、实时掌握物料的收货、IQC、入库、发料及在制品、半成品库存信息 。

2、实时了解良率、直通率、缺陷分布以及品质管制图，分析与改善品质状况。

3、实时监控，即时掌握计划及实际的差异。 

4、实时了解生产订单的加工进度，生产线的产出与在制品状况。 

5、制程防错：跳站、漏站、不良出货、包装错误、出货错误等的防止。

6、包装防错：包装清单及附件检查。

7、建立企业集成的制造管理平台，优化企业的制造与品质流程。

生产执行系统的架构设计

一、生产执行系统的总体架构

系统设计采用微服务分布式架构。微服务，关键其实不仅仅是微服务本身，而是系统要提供一套基础的架构，这种架构使得微服务可以独立的部署、运行、升级，不仅如此，这个系统架构还让微服务与微服务之间在结构上“松耦合”，而在功能上则表现为一个统一的整体。这种所谓的“统一的整体”表现出来的是统一风格的界面，统一的权限管理，统一的安全策略，统一的上线过程，统一的日志和审计方法，统一的调度方式，统一的访问入口等等。 微服务的目的是有效的拆分应用，实现敏捷开发和部署。

 

二、微服务通信流程

1、描述:

什么是微服务?将Me s系统按功能拆分为多个进程，如安灯微服务，生产计划微服务，Sop微服务等，每个服务为独立进程，实现模块化，可以理解为一个人负责一个模块的数据处理。

什么是分布式?将每个微服务部署多次，如安灯微服务部署3个，可以理解为3个人一起处理安灯数据，实现集群。

2、优点:

①自动部署， 持续交付。

②故障保护，如安灯模块出现小问题，只有安灯模块自身受到影响，不波及到其他功能，甚至安灯1号微服务崩溃，还有安灯2, 3号微服务依旧存活，生产不受影响。

③更新简单不影响生产，如安灯功能需要上线新功能，只需要停止安灯1号微服务，进行更新，不波及其他功能。

④性能强劲， 各自模块的数据由各自的微服务处理，可以理解为一个企业，岗位众多，各司其职，齐心协力达成目标。

⑤便于横向纵向拓展， 松耦合。

3、缺点:

①对开发者技术要求高。

三、生产执行系统的应用架构

 

MES的功能构成如下：

1、生产计划体系

生产计划体系功能是MES的核心所在，包括生产订单管理、作业排序与作业计划管理、生产监控与执行管理。MES接受ERP的生产订单，进行产线和机组的作业排序，将作业计划下达到二级系统，监控生产执行过程，实时调整作业计划；MES从二级系统、质量系统获得生产实绩，进行质量分析和订单匹配；MES向ERP反馈作业计划、订单完成和生产实绩等信息。生产计划体系功能需要与ERP的生产计划体系实现集成，同时也需要与产线的二级控制系统实现集成。

2、质量管理

MES从过程控制系统以及质检系统中获取相关的质量数据。与过程控制系统相结合，在质量数据分析的基础上，将生产控制指令传递给本工序或下一工序的二级系统，对质量偏离进行矫正。对于偏离生产订单的产成品或半成品，基于质量分析的结果进行订单的重新匹配建议，并提示系统重新编制生产作业计划。

3、物料跟踪

实现面向时候生产线，基于件次的物料跟踪，记录产品在各工序点的流转过程以及各工序当前物料处理状态，形成两维物料跟踪体系，形成生产中完整的物料生命周期档案。

4、仓库管理

MES提供对于原料、半成品和成品的仓库管理，完成基本的出入库、库位、库位调度、库存状态等功能，同时还要根据库存容量等信息影响到作业计划的编制。

5、报表查询

提供各种面向工厂的统计查询和报表功能。

 

四、生产执行系统的技术优势

1、微服务分布式架构

2、全操作记录

3、无需安装

4、可高度自定义的物联网行为链

5、全数据库支持

6、读写分离

7、跨系统数据最终一致性

8、物联网时序数据库

9、即时无感备份

10、内置Saas化，支持多分厂

【LCY】