mes系统基础介绍5934
MES基础介绍
MES起源于20世纪90年代初，经历了 从专用系统向可配置系统的转变，从 单一功能向集成功能的转变，从信息 孤岛向协同应用的转变。
MES在智能制造中地位
承上启下
MES在智能制造中处于承上启下的关键地位，向上承接 ERP等上层管理系统下达的生产计划，向下与PLC、数控 机床等工业控制设备进行数据交互。
制药行业
制药行业对生产过程的可控性和追溯性要求很高，MES系统可以帮助 企业实现生产过程的透明化和精细化管理，确保药品质量和安全。
混合型制造业案例
汽车零部件制造
汽车零部件制造既包含离散制造的特点，如多品种、小批量生产，又包含流程制造的特点，如连续化 生产。通过MES系统可以实现生产计划的灵活调整和生产过程的实时监控，提高生产效率和产品质量 。
库存管理与采购
监控库存状况，根据物料需求计划进行采购申请 ，确保所需物料及时供应。
车间作业调度
01
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作业计划制定
根据生产计划和设备状况 ，制定车间作业计划，明 确每台设备的生产任务和 时间安排。
作业调度与优化
根据实际生产情况，对车 间作业计划进行调度和优 化，确保生产高效进行。
作业执行与监控
智能调度与优化
通过AI算法对历史数据进行分析和学习，可以实现生产调度的智能 化和优化，减少等待时间和浪费。
质量检测与控制
AI技术可以用于质量检测和控制，通过图像识别、深度学习等方法 对产品质量进行实时监测和预测，提高产品质量水平。
边缘计算助力MES性能提升
实时数据处理与分析
边缘计算可以将数据处理和分析任务放在离数据源更近的边缘设备上执行，减少数据传输 延迟和带宽占用，提高MES系统的实时性。
智能制造MES系统基础介绍
PDB OPC Server
OPC Server DA &AE
OPC Client
OPC C l i e n t
监控软件系统结构原理图
打印机 报警汇总
VBA
历史文件
历史窗口
报警队列
报警ODBC
图形对象
控件 图形界面 Workspace
调度器
Chart 对 象
文件
历史数据采集
数据库存取 配方
Scan, Alarm & Control
生产 质量
批
次
运营管理解决方案
计划 调度
Historian
自动化软件解决方案
Shop Floor SPC
HMI/SCAD A
工厂运营
工厂系统和应 用
Change Managemen t
CAUSE+ Troubleshooter
远程控制 WebSpace
MES 总体业务流程
计划层
需求 计划生成 3
ERP
纸卷号，产品，生 产时间，状态等
生产效率计算
现场生产管理 – 生产详细信息
纸卷详细物 理信息
纸卷订单信息
©2010 GE Intelligent Platforms
… “信息监控”
智能显示
实时流程图
在一个画面上显示每个机器 的仪表盘 层层深入的细节显示： · 库存 · 停机时间 · 消耗 · 质量 · 订单 · 报警… 以此监视生产来自状态… 自动加载设定值
产品规格 产品规格和配方的管理 从 MES 获取 发送到 HMI 帮助操作员生产产品而 不仅是提供信息
跟踪原材料的使用与消耗，实现物料平衡
·确定原材料，公用设施， 能源等的成本消耗
MES基本知识介绍
制造执行系统 (manufacturing execution system，简称MES）是美国AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc．)在90年代初提出的，旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划同车间作业现场控制，通过执行系统联系起来。
这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。
MES系统设臵了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。
MESMES即制造执行系统，能通过信息传递，对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。
当工厂中有实时事件发生时，MES能对此及时作出反应、报告，并用当前准确的数据对它们进行约束和处理。
这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少企业内部那些没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作，同时提高了工厂及时交货的能力、改善了物料的流通性能，提高生产回报率。
MES还能通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关生产行为的关键任务信息。
MES概述MES是在40年代由美国先进制造研究机构AMR （AdvancedManufacturingResearch）通过对大量企业的调查提出的，认为制造业应该用三层模型（3rd-layer-model）表示信息化（如图1所示），将位于计划层和控制层的中间位臵的执行层叫做MES，MES 处于企业计划系统（ERP/SCM）和过程控制系统（PCS）的中间位臵。
ERP作为业务管理系统，DCS/PLC作为控制系统，而MES则作为生产执行系统与上层ERP等业务系统和底层DCS等生产设备控制系统一起构成企业的神经系统，把业务计划的指令传达到生产现场，将生产现场的信息及时收集、上传和处理。
MES作为上、下两个层次之间双方信息的传递系统，是连结现场层和经营层，改善生产经营效益的前沿系统。
图1AMR1992年提出的三层模型MES是在公司的整个资源按其经营目标进行管理时，为公司提供实现执行目标的执行手段。
MES系统基础介绍
MES系统基础介绍Ø数据采集与过程控制Ø排产调度Ø生产、物料平衡与看板Ø效率模块与OEEØ质量模块与SPCØ批次分析Ø追踪与反追踪系统ØMES系统简介Ø排产调度Ø生产、物料平衡与看板Ø效率模块与OEEØ质量模块与SPCØ批次分析Ø追踪与反追踪系统ØSOP介绍Ø应用演示1.设备是由各个设备厂商提供，由于这样那样的原因，他们都有自己的操作画面，但一个个都是控制和信息孤岛，有什么好办法能把他们整合起来？2.企业里控制设备品牌多，型号多，系统结构零散，怎么办？3.不要老跟我谈数据监控，我考虑的是工厂的生产和管理，除了PLC的数据，我还想整合其他诸如管理信息、视频监控等内容，我可不想弄一堆的系统？4.我的预算不够一下子把整个工厂信息化，我有什么办法能让我每次的投资都是我整个规划中有机的一分子，而又没有过多的拘束？5.我们的领导很关心生产，不可能每次去现场，怎么样让它们在自己电脑甚至出差时也能随时了解生产信息？iFIX的连接能力-I/O通讯Ø业界最多的DLL形式驱动程序Ø2200种主流驱动程序Ø通讯速度和可靠的数据传输Ø简单的配置Ø新的支持OPC模式的驱动程序Ø既可读取数据，同时可作为OPC Server 供别的OPC客户端读取Ø通用的OPC驱动程序Ø支持COM/DCOM技术，远程控制组态Ø同样兼容传统DDE等其它交换数据的方式• –OPC 国际基金会创始成员–OPC 标准验证平台–DA/HDA/AE/UA 标准–拥有丰富OPC 驱动程序–通用OPC Develop Toolkit 标准OPC Server 开发工具包WorkspacePDB Fix 内部网络PDB OPC ServerWorkspace OPC ClientOPC ClientDriver OPC ServerOPC ClientOPCServer DA & AEOPC Client本 地远 程iFIXØ监控软件包 = 数据库 + 监控画面ØiFIX 软件包 = iFIX PDB + iFIX Workspace ØiFIX数据库和监控的画面可以分开Ø一个数据库可供多个iClient连接Ø一个iClient可连接多个数据库过程硬件可以是各种形式的网络iFIX PDBiClientTCP/IP 或NetBios过程硬件PDB1TCP/IP或NetBiosPDB2PDB3iClient•支持第三方的安全容器技术Ø高可靠性Ø视频整合Manage with real dataImprove analytical and planning abilities Improve time to decision1.WEB监视生产流程2.实现对生产程序、关键流程的实时监视1.对每一个生产过程进行详细监视2.生产程序批次记录3.每一过程的源，目标4.每一程序执行的模式、产量、步骤、状态及出现的报警信息5.每一过程参数的监视6.参数的历史趋势分析7.可实现多参数比较分析ØMES系统简介Ø数据采集与过程控制Ø生产、物料平衡与看板Ø效率模块与OEEØ质量模块与SPCØ批次分析Ø追踪与反追踪系统MESROB-EX scheduler ERP – e.g. SAP R/3HMI/SCADA – iFIXØ企业连接器提供了MES与企业外部商业系统之间的双向连接，如与 SAP 连接ØMES企业连接器采用微软的 BizTalk，BizTalk技术架构，可以用于 P2B (plant-to-business) 解决方案, workflows 工作流和 EAI (Enterprise ApplicationIntegration) 企业应用集成Ø通过专用的适配器与商业系统进行整合Ø基础数据维护（工厂数据，主数据，代码）Ø生产计划Ø库存信息Ø原料及生产资料消耗信息Ø工艺标准信息Ø生产计划执行状况/可能的重新排程（APS）Ø原材料、生产资料消耗信息Ø生产统计信息，实时/在线的生产报表Ø相关质量，关键绩效指标的发布Ø关键产品批次、生产过程的追踪信息•生产数据–自动检测的生产统计数据–相关计算的生产数据–Barcode数据–手动数据录入–文件数据•现场生产操作数据–操作指导数据–生产偏差指示–实时告警–批次数据–缺陷数据输入–班次人员信息纸卷号，产品，生产时间，状态等生产班次，运行批次等信息生产效率计算干燥部，流浆箱等实时过程数据Ø智能显示Ø实时流程图Ø在一个画面上显示每个机器的仪表盘Ø层层深入的细节显示：Ø库存Ø停机时间Ø消耗Ø质量Ø订单Ø报警Ø产品规格Ø产品规格和配方的管理Ø从 MES 获取Ø发送到 HMIØ帮助操作员生产产品而不仅是提供信息Ø确定原材料，公用设施，能源等的成本消耗Ø自动精确的测量资源的消耗Ø根据产品，订单，客户，人员等测量资源消耗Ø自动更新到 ERPØ电子签名Ø21CFR11 标准符合Ø跟踪改变Ø责任说明Ø安全性Ø谁在何时做的Ø审计跟踪Ø存档Ø时间标记Ø自动从ERP 系统获得生产计划Ø自动关联计划订单到好的生产Ø实时的生产计划适应Ø自动在 ERP 系统中更新订单信息Ø设备管理Ø设备运行报告与分析Ø原因追溯、应对措施、分析与改进Ø原因追溯、分析与改进Ø原因树的管理，根本原因分析Ø统计分析与改进决策支持ESES ES ES1、开始日期/时间，结束日期/时间，正常运转时间，停机时间，停机位置，停机类型，停机原因（层级）2、显示列自主定义3、不同颜色代表停机处理不同状态4、多种原因综合处理时的原因分解5、原因按层次逐级分析与处理。
MES基础知识讲解(定义_发展历史_功能)
MES基础知识讲解（定义_发展历史_功能）MES 的定义MES(Manufacturing Execution System), 制造执行系统，是面向车间生产的管理系统。
MESA 对MES 的定义为：在产品从工单发出到成品完工的过程中，制造执行系统起到传递信息以优化生产活动的作用。
在生产过程中，借助实时精确的信息、MES引导、发起、响应，报告生产活动。
作出快速的响应以应对变化, 减少无附加价值的生产活动，提高操作及流程的效率。
MES提升投资回报、净利润水平、改善现金流和库存周转速度、保证按时出货。
MES保证了整个企业内部及供应商间生产活动关键任务信息的双向流动。
MESA 提出了MES 的功能组件和集成模型，定义了11个模块，包括：资源管理、工序管理、单元管理、生产跟踪、性能分析、文档管理、人力资源管理、设备维护管理、过程管理、质量管理和数据采集。
MES是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间、面向车间层的管理信息系统。
它为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态信息。
MES 的产生背景当前许多企业已经做了很多信息化项目，包括CRM , ERP, PLM, SCM, OA等。
这些系统为企业的管理带来了不少收益。
但是这些系统都未能支持到车间生产层面。
企业上游管理与车间生产之间没有数据的传递。
多数企业车间执行过程是依靠纸质的报表、手工操作实现上下游的沟通。
这种方式非常低效，并且产生的数据不准确、不完整。
使企业在生产方面无法准确进行各项分析，做到精细化管理。
为企业的效益打了折扣。
同时，在ERP 应用过程中，无法将计划实时，准确下达到车间，也无法实时准确获得车间生产的反馈，缺失了对生产的监控。
要把ERP 的计划与生产实时关联起来。
MES 作为一个桥梁就应运而生，弥补了企业信息化架构断层的问题。
MES系统详细说明
一、MES系统目标：·实现生产管理者从接收生产任务开始到产品交付的全过程管控。
·有效的组织管理生产计划、生产调度、生产统计、制造资源、质量追溯等，·将生产信息通过采集、传递，并加工处理后呈给经营管理者。
·通过与ERP等系统的业务协同，实现企业生产运行管理的信息化与智能化。
二、MES系统功能要求1、生产订单与主计划·按订单生产、备货生产方式：销售订单自动转化为生产计划，同时支持水泵备货生产的方式；·以系统集成的计划交付日期为基准采用拉动式排产，形成水泵组装计划。
·根据水泵生产计划和生产工艺路线生成部件加工计划；2、工序计划管理根据系统集成计划和水泵生产计划的最迟完工日和工艺路线（考虑固定和变动的提前量）的批量数据，进行加工计划的产能分析，排定合理的生产计划。
工序计划根据人员和设备资源进行排程后，系统给出能力消耗情况，对生产负荷进行分析。
将水泵和系统集成计划的计划时间由最迟开工和完工调整为具体的开工日和完工日。
将排定到天的生产订单细化分解到工序。
·可依据生产订单的详细生产情况调整用料清单、修改加工工艺路线。
·生产开工时，可以根据时序计划自动计算现场的时序物料配送计划。
·支持人工对生产订单进行灵活的录入、复制、修改和删除，应对异常情况。
·支持滚动排产，以实际生产进度为基础，自动调整后续计划的排产。
·能够提供生产负荷分析，供计划员调整计划，达到均衡生成。
·根据现场原料、在制品等库存变化情况，在计划缺料、订单延误时进行相应预警。
·可实现按订单/计划检查物料齐套情况。
3、生产调度管理生产调度管理是指对生产调度的计划、实施、检查、总结(PDCA)循环活动的管理，是企业生产经营管理的中心环节。
生产调度管理的具体内容是对生产经营动态的了解、掌握、预防、处理、以及对关键部位的控制和部门间的协调配合。
MES系统基础介绍
MES系统基础介绍MES系统（Manufacturing Execution System，制造执行系统）是一种针对制造业的信息管理系统，通过集成生产过程、生产计划、设备管理、质量管理、仓储管理、人力资源管理等功能模块，实现生产过程的监控、调度、管理和优化，以提高生产效率、降低成本、提升产品质量。
1.生产计划管理：MES系统可以根据市场需求和客户订单，制定合理的生产计划，包括生产任务的分配、排程、跟踪和监控，以实现生产能力的合理利用，避免生产过程中的闲置和过载。
2.生产过程控制：MES系统可以实时监控生产过程中的各个环节，包括设备状态、生产进度、物料消耗等，通过对数据的采集和分析，及时发现和解决生产过程中的异常和问题，提高生产效率和产品质量。
3.质量管理：MES系统可以对生产过程中的质量数据进行采集和分析，包括原材料、半成品和成品的质量检测，及时发现质量问题，追踪和溯源产品质量，在生产过程中实现质量的控制和提升。
4.设备管理：MES系统可以对生产设备进行全面管理，包括设备台账管理、维修保养计划、设备故障检测和预警等功能，有效提高设备利用率和维修效率，降低设备故障率，保证生产的顺利进行。
5.仓储管理：MES系统可以对生产过程中的原材料、半成品和成品进行入库和出库的管理，包括库存监控、仓储位置管理、物料追踪等功能，以实现物料的准确投放和及时补给，保障生产进度和客户需求。
6.人力资源管理：MES系统可以对生产线上的人员进行计划和调度，实现人员的合理配置和工作任务的分配，提高人员的工作效率和工作满意度。
总之，MES系统通过对制造过程的全面监控和管理，能够提高生产效率、降低成本、提升质量，帮助企业在市场竞争中获得竞争优势。
但是需要注意的是，MES系统的实施需要充分考虑企业的实际情况和需求，并结合合适的技术和管理手段，进行定制化或者定制化开发，以确保系统与企业的业务流程和管理模式相适应，达到预期的效果。
MES管理系统基础知识
MES管理系统基础知识MES（Manufacturing Execution System）管理系统是一种用于生产计划和操作管理的信息系统，它通过集成企业内外的数据，实时监控生产过程，并提供数据分析和决策支持，以实现生产过程的优化和效率提升。
本文将介绍MES管理系统的基础知识，包括其定义、特点和功能等。
一、MES管理系统的定义与特点MES管理系统是一种以生产过程为中心的信息系统，它与企业的ERP（Enterprise Resource Planning）系统和PLM（Product Lifecycle Management）系统相互衔接，形成企业信息化管理的“三位一体”。
MES管理系统通过数据采集、处理和分析，将生产过程中的实时数据与企业决策相连接，实现对生产过程的精细化管理和控制。
MES管理系统具有以下特点：1. 实时性：MES管理系统能够及时获取生产过程中生成的数据，并通过数据采集设备进行实时监控和反馈，保证生产信息的及时性和准确性。
2. 集成性：MES管理系统能够集成各个生产环节的数据和信息，形成全面的生产数据管理系统，实现生产过程的端到端可视化管理。
3. 可扩展性：MES管理系统具有良好的扩展性，能够根据企业的需求和变化进行定制和扩展，以适应不同规模和复杂度的生产环境。
4. 决策支持：MES管理系统通过数据分析和决策支持功能，提供生产管理人员对生产过程的实时监控和分析报告，帮助其进行决策和优化生产过程。
二、MES管理系统的功能与应用1. 生产调度与计划：MES管理系统通过对订单、工艺路线和物料资源等进行管理，实现生产计划的编制和调度，并通过与ERP系统的集成，将计划数据与物料需求进行匹配，确保生产的顺利进行。
2. 生产执行与监控：MES管理系统通过数据采集设备和传感器等，实时监控生产过程中的关键参数和指标，例如温度、湿度、压力等，以及设备的状态和工艺的执行情况，提供实时报警和异常处理功能。
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车间执行层
工单执行 生产控制
数据采集 12 11
生产监控一
控制层
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生产报表
17 15 生产管理 13 监控信息发布
OPC-Server
解决方案架构图
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4. 我的预算不够一下子把整个工厂信息化，我有什么办法能让我 每次的投资都是我整个规划中有机的一分子，而又没有过多的 拘束？
5. 我们的领导很关心生产，不可能每次去现场，怎么样让它们在 自己电脑甚至出差时也能随时了解生产信息？
iFIX的连接能力-I/O通讯
业界最多的DLL形式驱动程序 2200种主流驱动程序 通讯速度和可靠的数据传输 简单的配置
效率 生产 质量 批次
计划 调度
运营管理解决方案
Historian
自动化软件解决方案
Shop Floor SPC
HMI/SCADA
工厂运营
工厂系统和应用
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Change Management
CAUSE+ Troubleshooter
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监控信息的WEB发布-- Web SCADA（1）
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监控信息的WEB发布-- Web SCADA（2）
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构建透明的数字工厂（工厂建模）
生产设备
库存设备
可行路径
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企业应用集成解决方案-企业连接器
企业连接器提供了MES与企业外部商业系 统之间的双向连接， 如与 SAP 连接
1. 设备是由各个设备厂商提供，由于这样那样的原因，他们都有 自己的操作画面，但一个个都是控制和信息孤岛，有什么好办 法能把他们整合起来？
2. 企业里控制设备品牌多，型号多，系统结构零散，怎么办？
3. 不要老跟我谈数据监控，我考虑的是工厂的生产和管理，除了 PLC的数据，我还想整合其他诸如管理信息、视频监控等内容， 我可不想弄一堆的系统？
Manage with real data Improve analytical and planning abilities
Improve time to decision
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生产过程信息收集(1)
1. WEB监视生产流程 2. 实现对生产程序、关键
内容安排
MES系统简介 数据采集与过程控制 排产调度 生产、物料平衡与看板 效率模块与OEE 质量模块与SPC 批次分析 追踪与反追踪系统 SOP介绍 应用演示
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数据采集与过程监控关注点
流程的实时监视
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生产过程信息收集(2)
1. 对每一个生产过程进行 详细监视
2. 生产程序批次记录 3. 每一过程的源，目标 4. 每一程序执行的模式、
产量、步骤、状态及出 现的报警信息 5. 每一过程参数的监视 6. 参数的历史趋势分析 7. 可实现多参数比较分析
MES系统基础介绍
Tony Tong（童正军） GE Intelligent Platform
数字化企业 微信发布 2016.6.24
内容安排
MES系统简介 数据采集与过程控制 排产调度 生产、物料平衡与看板 效率模块与OEE 质量模块与SPC 批次分析 追踪与反追踪系统 SOP介绍 应用演示
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监控系统的制作－－动态，立体图符集
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开放、安全的嵌入式环境
支持第三方的安全容器技术 高可靠性 视频整合
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过程数据采集
生产数据
• 自动检测的生产统计数据 • 相关计算的生产数据 • Barcode数据 • 手动数据录入 • 文件数据
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计划排产与信息管理系统的定位
ERP – e.g. SAP R/3
ROB-EX scheduler
MES HMI/SCADA – iFIX
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工单执行的图形化调整与滚动调度
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生产计划执行监控
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内容安排
MES系统简介 数据采集与过程控制 排产调度 生产、物料平衡与看板 效率模块与OEE 质量模块与SPC 批次分析 追踪与反追踪系统 SOP介绍 应用演示
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与ERP/商业系统交换的的数据均可实现与ERP的交换 2. 送ERPMES
基础数据维护（工厂数据，主数据，代码） 生产计划 库存信息 原料及生产资料消耗信息 工艺标准信息 3. 送MESERP 生产计划执行状况/可能的重新排程（APS） 原材料、生产资料消耗信息 生产统计信息，实时/在线的生产报表 相关质量，关键绩效指标的发布 关键产品批次、生产过程的追踪信息
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客户端/服务器结构的过程数据库
监控软件包 = 数据库 + 监控画面 iFIX 软件包 = iFIX PDB + iFIX Workspace iFIX数据库和监控的画面可以分开 一个数据库可供多个iClient连接 一个iClient可连接多个数据库
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MES企业连接器采用微软的 BizTalk， BizTalk技术架构，可以用于 P2B (plant-tobusiness) 解决方案, workflows 工作流和 EAI (Enterprise Application Integration) 企 业应用集成
通过专用的适配器与商业系统进行整合
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MES系统软件模块功能架构—透明数字工厂
企业应用 业务运营
SOA Workflow Portal Datamart
Maintenance Enterprise Gateway Connector
Plant Applications
监控软件系统结构原理图
打印机 报警汇总
历史文件
历史窗口
图形对象
调度器
文件
VBA
控件
Chart 对象
图形界面Workspace
历史数据采集
报警队列
报警ODBC
数据库存取
配方
Scan, Alarm & Control
实时数据库
Driver Image Table
I/O Driver(s)
I/O 硬件
生产过程 ©2010 GE Intelligent Platforms
远程控制 WebSpace
MES 总体业务流程
计划层
需求 计划生成 3
ERP
计划协调
1
2 计划下达 4
处理并存贮
19
生产实绩
18
MES层 执行层
TCP / IP Local network
6
5 企业连接器
生产调度
工单下达 7
MES
8
工单协调
5
16
质量过程控制
14
设备管理
TCP / IP
9
Local network
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什么是MES系统
财务
维护
人事
ERP 集成和全厂报表系统
管理层
工厂层
MES (制造执行系统)
实时历史数据库
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ERP 财务 人事 采购
订单
计划
消耗
生产
MES
配方
产品
生产消耗
busines标s 准规格
质pla量nt
效率
计划
效率
质量
原因
环境 设备
历史数据库
生产
实验室数据
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