全自动生产线MES需求
智能制造生产线MES系统的设计与开发
一、需求分析
在进行MES系统设计之前，首先要明确系统的需求。通过对制造企业的生产流 程、工艺特点、管理模式的深入了解，确定MES系统需要实现的功能，如生产 计划、物料管理、质量控制、人员管理等。同时，要明确系统的技术要求，如 数据采集、信息交互、数据分析等方面的要求。
二、系统设计
1、架构设计
一、智能制造车间云MES系统的 设计
1、系统架构设计
智能制造车间云MES系统采用云计算架构，以实现数据和资源的集中管理和共 享。系统包括基础设施层、平台层和应用层三个层次。基础设施层负责计算、 存储和网络资源的提供；平台层提供开发环境、数据库和中间件等支撑服务； 应用层针对生产现场的实际需求，提供一系列智能化应用。
2、功能模块设计
智能制造车间云MES系统主要包括以下几个功能模块：
（1）生产计划模块：根据客户订单、产品BOM和生产资源等情况，制定详细的 生产计划，包括产品型号、数量、交货期等。
（2）生产调度模块：根据实际生产情况，对生产计划进行调整和优化，确保 生产过程的顺利进行。
（3）数据采集模块：通过传感器、RFID等技术手段，实时采集生产现场的数 据，如设备状态、物料信息、质量检测等。
2、大数据技术的应用
智能制造车间云MES系统引入大数据技术，对生产过程中产生的海量数据进行 实时采集、分析和存储。通过对这些数据的挖掘和分析，可以深入了解生产过 程的规律和特点，为优化生产流程、提高生产效率提供数据支持。同时，大数 据技术还可以帮助企业发现新的市场机会和商业模式。
3、人工智能技术的应用
智能制造生产线MES系统的 设计与开发
01 一、需求分析
目录
02 二、系统设计
03 三、系统开发
04 四、持续改进
徐州智慧工厂mes系统设计方案
徐州智慧工厂mes系统设计方案智慧工厂MES系统设计方案一、项目背景随着智能制造的不断发展，徐州某公司计划建设智慧工厂。
该工厂拥有多个生产线和设备，并且需要对生产过程进行集中管理和控制。
为此，公司希望引入MES系统来实现生产过程的监控、计划、调度和优化，提高生产效率和质量。
二、设计目标1. 提高生产计划的准确性和灵活性，以适应市场需求的快速变化。
2. 实现对生产过程的实时监控和控制，以提高生产线的稳定性和效率。
3. 提供数据分析和决策支持功能，以优化生产过程和资源利用。
4. 实现与其他系统（如ERP、PLM等）的集成，以实现全面的企业信息化管理。
三、系统模块设计1. 集中监控模块：通过传感器和数据采集设备，实时收集设备运行状态数据和生产过程数据，以便进行实时监控和分析，如设备开机率、产量、质量等。
2. 生产计划模块：根据市场需求和资源情况，编制生产计划，并进行动态调整。
计划可以包括订单管理、物料需求计划、生产调度等。
3. 质量管理模块：对产品的质量进行严格控制和检测，包括原料质量、生产过程质量和成品质量。
可以通过质量反馈和问题追溯功能，提供质量改进和追溯的支持。
4. 维护管理模块：实现设备的维护计划制定和执行，对设备进行故障预警和维修记录管理。
同时，通过实时监测设备状态，提供预防性维护和优化设备使用寿命的支持。
5. 数据分析模块：对采集到的数据进行分析和统计，提供生产效率、质量分析、设备利用率等报表和图表。
同时，可以进行数据挖掘和机器学习算法的应用，以发现潜在的生产优化和质量改进的机会。
6. 决策支持模块：根据数据分析的结果，提供决策支持的功能，如生产排程优化、设备调度决策等。
可以集成智能算法和优化模型，以提高决策的准确性和效果。
四、系统实施流程1. 系统需求分析和规划：明确系统功能需求和实施目标，进行系统规划和架构设计。
2. 系统开发和集成：根据需求，进行系统开发和集成。
需要与现有的生产设备和其他管理系统进行集成，确保数据的流通和共享。
MES系统需求规划概要
XX公司MES系统规划需求概要一、概要目前，以ERP为核心的管理系统（强调企业的计划性，以客户订单和市场需求为计划源头，力求充分利用企业内的各种资源、降低库存、提高企业的整体运作效率），以及以数控加工、DNC单元和柔性制造为代表的自动化技术（强调设备的控制——通过控制优化，减少人为因素的影响，提高产品的质量与系统的运行效率）在集团公司已经广泛应用，为把XX 公司建设成为现代化的制造企业，实现产业升级，产业基地整体规划中在工厂自动化FA （Factory Automation）方面，将更加强调物流自动化，如自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流运输存储设备(配套应用WMS系统)等等。
为加强两类系统的有效配合，避免不能充分发挥其功效而形成所谓的“信息孤岛”，拟引入MES（制造执行系统），作为承上启下的“信息枢纽”，使“计划”与“生产”密切“配合”。
MES系统收集生产过程中大量的实时数据，并对实时事件进行及时的反应和处理，进行生产过程的优化管理。
它既接收生产实绩数据为上层计划提供有效的实时信息支持，又同时为下层控制环节提供优化的调度和协调，形成计划层与车间层的双向信息互动，从而保障指挥调度中心可以对外部市场变化和内部生产扰动(异常)做出快速反映。
MES系统的成功应用强调了以下三点：1.MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一解决某个生产瓶颈。
2.MES必须提供实时收集生产过程数据的功能，并做出相应的分析和处理。
3.MES需要与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流来实现企业信息集成。
二、系统范围定义1、业务范围定义从订单下达到产品落成的整个物流配送、生产加工、组装、调试的整车制造过程以及机车返厂修理过程。
2、实施组织范围定义具有加工、装配职能的制造单元以及具有计划调度职能的计划单元将纳入实施范围，具体而言可能包括：1）计划指挥调度中心2）物流配送中心加工单元3）机加工单元4）结构单元5）总装单元6）修理公司相关职能单元7）其他拟建分子公司相关职能单元（支持多组织多工厂，分布式应用，协同制造/同步生产）3、功能范围定义为保障MES系统的可集成性，同时降低与ERP、底层控制系统的接口成本，要求产品解决方案的应用架构从设计到应用模块均参照ISA-SP95、IEC&ISA等国际标准。
生产线MES设备数据采集技术要求
生产线MES设备数据采集技术要求生产线MES（制造执行系统）设备数据采集是指通过采集设备的相关数据，包括设备运行状态、生产数据、工艺参数等，以实时监控和控制生产过程，提高生产线的效率和质量。
为了满足生产线MES设备数据采集的要求，以下是一些技术方面的要求：1.设备接口标准化：生产线中通常存在多种类型的设备，如机器、传感器、PLC等，需要制定通用的接口标准，支持不同设备的数据采集和通信。
常见的标准包括OPC（开放式生产控制）和MODBUS（现场总线）等。
2.设备数据采集方式：数据采集可以通过各种方式进行，如传感器、监控仪表、无线通信等。
选取合适的采集方式，考虑到设备的特性、成本和数据采集的精度要求。
3.设备数据实时性：生产线MES需要实时监控和控制设备的运行状态和生产数据，因此数据采集的实时性十分重要。
采用高速的数据采集技术，如高速传感器、高频采样等，确保数据的准确性和实时性。
4.数据采集的精度和准确性：生产线MES设备数据采集需要确保数据的精度和准确性，以保证后续的数据分析和决策的可靠性。
对于一些关键的生产参数，如温度、压力等，需要采用高精度的传感器和仪表进行数据采集。
5.数据传输和存储安全性：生产线MES设备数据采集需要确保数据的安全性，避免数据丢失或被恶意篡改。
采用安全的数据传输协议，如SSL （安全套接层）、VPN（虚拟私人网络）等，同时将数据进行加密和备份，确保数据的安全存储。
6.数据采集与生产线管理系统的集成：生产线MES设备数据采集需要与生产线管理系统实现无缝集成，实现数据的实时采集、分析和可视化展示。
通过与生产线管理系统的集成，可以实现对生产过程的全面控制和优化。
7.数据采集的灵活性和扩展性：生产线MES设备数据采集需要具备一定的灵活性和扩展性，能够适应不同生产线的需求和变化。
采用模块化设计思想，可以方便地进行功能的扩展和升级。
8.数据采集的可视化展示：生产线MES设备数据采集需要将采集到的数据进行可视化展示，提供生产过程的实时监控和数据分析。
MES系统需求明细书
MES系统需求明细书1. 引言此文档旨在明确MES（制造执行系统）的需求明细，以便确保系统的开发和实施能够满足用户的期望和要求。
2. 功能需求2.1 生产计划管理- 系统应能够接收和处理生产计划，包括订单信息、生产线安排和交货日期等。
- 系统应能够生成生产计划报表，以便生产部门能够及时了解计划情况。
2.2 生产过程控制- 系统应能够监控生产线上的设备状态和生产进度。
- 系统应能够实时采集生产数据，如产量、良品率和故障记录等。
2.3 质量管理- 系统应能够记录和管理产品的质量检测数据。
- 系统应能够生成质量报告和统计分析，以便质检部门能够监控产品质量并及时采取改进措施。
2.4 库存管理- 系统应能够实时追踪原材料和成品库存情况。
- 系统应能够生成库存报表，以便采购部门能够及时补充原材料和调配成品。
2.5 追溯管理- 系统应能够追溯产品的生产过程和原材料来源。
- 系统应能够提供追溯报告，以便质检部门能够处理客户投诉和召回问题。
3. 非功能性需求3.1 安全性- 系统应具备严格的访问控制和权限管理机制，确保只有授权人员能够访问和修改系统数据。
- 系统应能够对敏感数据进行加密和保护，以防止数据泄露和不当使用。
3.2 可靠性- 系统应具备高可用性和容错性，能够在设备故障或网络中断的情况下保持正常运行。
- 系统应能够自动备份数据，并具备灾难恢复能力，以防止数据丢失和损坏。
3.3 性能- 系统应能够处理大量的实时数据，并能够实时响应用户的请求。
- 系统的响应时间应在可接受的范围内，以满足用户的工作需求。
4. 系统界面- 系统应具备直观友好的用户界面，以便用户能够轻松操作和使用系统。
- 系统界面应支持多语言和多平台，以适应不同用户和设备的需求。
5. 部署和维护- 系统应能够方便地部署在现有的IT基础设施上，并能够与其他系统进行集成。
- 系统应具备易于维护和升级的特性，以降低运维成本和风险。
6. 总结本文档对MES系统的需求进行了详细描述，包括功能需求、非功能性需求和系统界面等方面。
MES系统需求规范
MES系统需求规范1. 引言本文档旨在明确制造执行系统（MES）的需求规范。
MES是一种用于监控和控制制造过程的软件系统，它能够帮助企业提高效率、降低成本和优化资源利用。
本文档将详细阐述MES系统的功能和性能要求，以便于开发团队明确开发目标并实现系统的最佳设计。
2. 功能需求2.1 数据采集和处理- MES系统应能够实时采集生产线上各个设备的数据，并能够对数据进行处理和分析。
- MES系统应具备数据存储和管理功能，确保数据的安全性和完整性。
- MES系统应能够生成各种生产报表和数据分析结果，以便于企业管理层做出决策。
2.2 生产计划和调度- MES系统应能够根据订单需求和生产能力，生成合理的生产计划，并实时调整计划以适应变化。
- MES系统应能够对生产任务进行分配和调度，保证生产线上的工作流畅进行。
2.3 质量管理- MES系统应能够监控产品质量，检测不良品并及时报警。
- MES系统应能够追溯产品的生产过程和质量信息，以便于质量管理和问题解决。
2.4 实时监控和控制- MES系统应能够实时监控生产线上各个设备的状态和运行情况。
- MES系统应能够远程控制设备，进行故障排查和维修。
3. 性能需求3.1 响应时间- MES系统应具备快速的响应时间，保证用户能够及时获取所需信息。
3.2 可用性- MES系统应具备高可用性，保证24小时不间断运行。
3.3 扩展性- MES系统应具备良好的扩展性，能够适应企业业务的发展和变化。
3.4 安全性- MES系统应具备严格的权限控制和数据保护机制，保证数据的安全和机密性。
4. 系统部署和维护4.1 硬件要求- MES系统的硬件要求应明确，以保证系统能够正常运行。
4.2 软件要求- MES系统的软件要求应明确，包括操作系统、数据库等方面的要求。
4.3 系统维护- MES系统的维护要求应明确，包括备份和恢复机制、系统更新等方面的要求。
5. 参考文献在本文档编写过程中，参考了以下相关文献：- [文献1]- [文献2]- [文献3]。
MES系统规格要求书
MES系统规格要求书1. 引言在本文档中，将提出MES系统的规格要求。
MES系统是制造业企业管理的关键工具，它可以帮助企业实现生产过程的监控、调度和优化。
本文档旨在明确MES系统的功能和性能要求，以满足企业的生产管理需求。
2. 功能要求2.1 生产监控- 实时监控生产线的生产状态和效率。
- 显示生产过程中的关键指标和数据，如产量、质量等。
- 提供实时报警和异常处理功能，确保生产过程的稳定性和可靠性。
2.2 生产调度- 根据订单需求和资源情况，生成生产计划，并进行排程和优化。
- 自动调整生产计划和排程，以适应生产线的变化和故障。
- 提供可视化的生产调度界面，方便管理人员对生产进度进行监控和调整。
2.3 质量管理- 支持质量检测和检验过程的管理和追溯。
- 提供质量数据的统计和分析功能，帮助企业发现和解决质量问题。
- 实现质量控制策略的自动化执行，减少人为因素对质量的影响。
2.4 物料管理- 实时监控物料的库存和使用情况。
- 自动进行物料的需求计划和采购管理。
- 支持物料追溯和批次管理，确保物料的可追溯性和质量可控性。
2.5 设备管理- 实时监控设备的状态和运行情况。
- 提供设备维护和保养的计划和执行管理。
- 支持设备故障和异常的报警和处理。
3. 性能要求3.1 系统响应时间- 系统应具备快速响应的能力，对用户的操作请求进行实时处理。
- 系统响应时间应控制在毫秒级别，以确保用户体验和操作效率。
3.2 系统可扩展性- 系统应具备良好的可扩展性，能够适应企业生产规模的变化。
- 当生产规模增加时，系统应能够自动扩展，保证性能和稳定性。
3.3 数据安全性- 系统应具备强大的数据安全性能，确保生产数据的保密性和完整性。
- 对敏感数据进行加密和权限控制，防止未授权访问和篡改。
3.4 系统稳定性- 系统应具备高可用性和稳定性，能够持续运行和服务于企业的生产管理。
- 对系统故障和异常情况进行监控和处理，保证系统的稳定性和可靠性。
MES系统业务需求清单
MES系统业务需求清单1. 引言1.1 编写目的本文档旨在详细阐述MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）系统的业务需求，为项目团队提供清晰的需求指导和开发方向。
1.2 背景随着制造行业的快速发展，对生产过程的实时监控、控制和优化需求日益增长。
MES系统作为连接企业资源计划（ERP）和实际生产现场的桥梁，能够有效提高生产效率、降低成本、提升产品质量。
1.3 定义和缩略词- MES：Manufacturing Execution System，制造执行系统- ERP：Enterprise Resource Planning，企业资源计划2. 业务需求2.1 生产管理2.1.1 生产调度- 实时获取生产资源状态，如设备、人员、物料等。
- 根据订单需求、资源状况等因素，自动或手动生成最优生产计划。
- 支持生产计划的动态调整和紧急变更处理。
2.1.2 工艺管理- 存储和管理产品生产工艺信息，包括工艺路线、工艺参数等。
- 确保生产过程遵循既定工艺要求，进行实时工艺监控和调整。
2.1.3 生产数据采集- 自动采集生产设备数据，如生产速度、不良品数量等。
- 支持手工数据录入及异常情况报告。
2.2 质量管理2.2.1 质量控制- 对生产过程中的质量问题进行实时监控和反馈。
- 支持质量异常处理流程，包括隔离、纠正、预防措施等。
2.2.2 质量追溯- 记录产品从原材料到成品的所有生产相关信息。
- 一旦发生质量问题，能够快速追溯到问题发生的环节及责任单元。
2.3 设备管理2.3.1 设备维护- 记录设备运行状态、维修历史等信息。
- 基于设备运行数据，预测设备维护时间，提醒维护工作。
2.3.2 设备效率- 计算设备综合效率（OEE），分析设备停机原因。
- 提供设备改进方向和建议。
2.4 物料管理2.4.1 物料追踪- 追踪物料从入库到成品的整个流动过程。
- 确保物料状态信息的准确性和实时性。
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维护、维修设备 要求
设备部
5、数据库功能。
5.1、故障维修数据库。
维护、维修设备 要求
5.2、设备调试、检修、二保、保养、点检数据库。 6、设备管理功能。 6.1、生产线设备信息的管理，它从数据采集系统中获取设备的实时运行信息。通过对这些信息的
统计分析，得出设备的利用情况（OEE）。同时，设备信息可供工序计划调度系统派工时调用。主
理。
1、设备运行连续性实时监控，对应设备超出一定时限未运转实施呼叫监控直至原因解决，对设备
故障起始时间、响应时间、问题解决完成时间进行监控。
2、实施刀具寿命监控，对刀具磨损消耗情况进行监控显示，提前预警更换时间。
生产车间 总体要求 3、设备润滑报警。
4、生产线实施物流状态监控，对投入在制、成品产出，工序标准手持、不合格品离线均有监控，
部门 质管部
设备部
5号线MES需求
类别 质量保证要求 质量基础配置 质量分析管理
总体要求
具体需求及效果要求 1、可显示每支加工件的毛坯供应商、炉号、加工流水号或标识码、生产线，以及在每道工序的加 工时间、操作者、生产班次、检测记录（按规定的频次记录）、设备型号、设备编号。 2、当曲轴有装配件时，要包括装配件的信息，如编号、厂家等。 3、输入加工件标识码，可自动搜索出该工件所有工序加工信息和质量信息。 4、可统计每支曲轴加工过程是否正常，若出现异常，需记录详细信息（如精磨时半精磨3连阶段报 警停机，则应记录何种原因，加工余量为多少等）、质量状态及处置如何：报废或可返工返修。 5、可返工返修件修复后何时在该机床继续加工、操作者姓名、质量状态 6、依据工艺文件规定加工流程，基于每工序机床记录加工件标识码，系统可自动识别加工件是否 存在跳跃工作流，若是则自动停止加工、报警，包括完工检验工序。 7、如一个工件同时出现2个以上的原因需要返工返修时，必须保证全部被返工返修完成后，才能继 续加工，如果只返修了其中1处，可以被识别。 8、返工返修后，要保证被复检并合格，产品才能继续流转。 9、可以识别所加工产品的状态，如样件、小批量、批量等。 10、记录机床换砂轮、按刀信息。 1、系统可详细记录每道工序加工过程中，产品特性所对应加工时的机床参数如转速、进给量、进 给速度、参数坐标等。特性主要包括产品的特殊特性。 2、系统可自动记录机床各参数调整信息，如：何时调整、谁调整、参数调整前、后数值。并按调 整后参数自动记录相应加工件。 3、系统可自动记录产品加工前机床针对各基准所测量的加工前数据。 4、可以识别操作者是否具有资质 1、系统可自动对测量结果进行工程能力计算，并形成统计报表。 2、系统可对各加工参数进行统计，并对参数调整进行趋势统计。 3、系统可自动对任意加工加工周期内的产品质量状态进行统计，形成分析图表如一等品率、废品 率、一次效验准确率、返修率等，并依据故障类别进行统计形成排列图。 4、可以进行测量系统分析。 5、可实现同类产品，在不同生产线生产时，对同一参数质量分析结果的对比、综合分析等。 6、同一生产线，生产不同产品时，要按产品进行分析。 7、可以实现同一产品或所有产品，不同时期（如不同年度）的质量数据的对比分析。 8、可以统计每支产品的返工返修周期、在线周转天数、生产计划达成情况、设备停机率、设备开 动率、设备综合效率OEE等。 9、系统需可实现相关人员对以上要求进行即时监控、查询功能，并可导出、打印。 10、要能与现有数据库进行对接，相关统计分析结果直接入现有数据库。 1、主要画面动态显示，各显示画面可以自由切换。 1.1、主画面包括，比例缩小后生产线整线设备布局，物流线状态、设备状态。 1.2、分画面包括维修数据库、维修人员、预防性维修、维修呼叫及应答、设备联机、设备管理等 。 2、有权限限制，最少3级（1级最高、3级最小）。 3、留有扩展功能，可以自由添加常用项目及信息。 4、完善的网络联接功能，并可以进行远程控制。 5、同西门子、FANUC等主流数控系统进行联机通讯。 1、通过RS232、总线、以太网等接口联机数控系统，完成如下主要功能。 1.1、获取数据功能：数据类型，包括参数、程序、补偿、报警信息、PLC程序、PLC I/O状态。 1.2、数据备份功能包括：参数、程序、补偿、PLC程序。 1.3、数据修改功能包括：参数、程序、补偿、PLC程序。 2、增加维修呼叫及应答功能。 2.1、维修呼叫功能：维修呼叫不做限制，只要有需求马上可以呼叫，维修呼叫后开始记录时间。 通过网络显示呼叫，增加短信、Email等呼叫提醒。 2.2、修应答功能：维修应答做限制，机床无报警—维修应答后—故障时间停止—应答确定时间开 始—4小时内2级以上权限进行确认，否则超时后呼叫累计故障时间；8小时内有呼叫同样累计故障 时间。 3、预防性维护功能。 3.1、每台机床有定时显示文本信息功能，时间设定要求是年、月、日、时、分；可以选择日提醒 、周提醒、月提醒、年提醒。 3.2、定时显示文本信息内容：液压油更换时间，润滑油更换时间，滤芯更换时间，轴承、皮带、 油封检查时间，导轨、丝杠检查时间，精度检查时间，开关检查时间，冷却装置检查时间，电柜清 理时间。 3.3、定时信息在时间节点上提前5天绿色提示，提前2天黄色提示，时间到达红色、黄色交替闪烁 提示；超期2天红色提示，此时无法切换画面。 3.4、提醒确认方式，必须是达到权限人员在主控计算机上进行确认是否完成；只有确认后才可以 进行下一个周期计时。是否需要增加确认按钮进行二次确认。 4、维修人员信息管理功能：包括人员简历信息、照片，各班次值班等。
要包括基础信息数据的维护、业务信息数据和状态信息数据的维护。根据功能需求，设备管理模块
主要包括以下几部分：设备档案管理、设备变动管理、设备检查管理、设备保养管理、设备维修管
理、设备润滑管理、设备运行管理、设备状态统计和分析、设备查询等。
6.2、车间设备档案管理，每一个车间的所有设备的编号、名称、规格、型号、设备的原值、转资
每一台设备的操作人员等。
6.4、车间设备故障填报 ，车间的设备维修人员或者车间的其他管理人员控制工程网版权所有，发
现车间的设备出现故障，立即对设备的状态进行修改。使该设备的图形状态显示为红色。为其他生
产管理人员提供警示信息。同时以及时信息处理的方式,迅速地通知设备管理部。结合维修呼叫和
应答功能及时准确的了解设备状态及故障处理情况。
6.6、车间设备状态查询，车间生产管理人员，可以以图形的方式显示每一类设备目前的状态。这
些状态包括：设备的总加工工时、已经完成工时、待加工能力、每一日加工能力的排程图、已加工
零件的清单、未加工零件的清单等数据。
6.7、车间设备能力核算，根据生产设备的额定工时，与订单工时的比较和运算，完成车间加工工
时的核算。对超车间工时能力的工序、设备进行警告，提示车间的调度人员，进行工序和工艺的处
反映各工序生产状态。
5、对工艺流程实施监控，凡违反工序流产品不能发生流转。
时间、制造厂商、购进日期、保险等信息。设备的额定加工时间、每一个工时设备消耗费用率等信
息。同时定义每一个设备的计提折旧的年限，剩余的原值等信息。
6.3、车间设备安装示意图 ，以图形化的方式，定义每一个车间的设备分布情况。设备的分布情况
主要按工作中心来表示。同时需要定义每一个工作中心的额定工时、每一台设备的额定工时、以及
6.5、车间故障设备处理，车间的设备管理员，接到设备故障的信息以后，接受该信息状态显示为
黄色。同时填写相关的处理意见。并着手对设备进行维修，当设备修理完成以后，修改设备状态为
正常状态。同时以及时通信的方式通知车间的管理人员。如果处于维修状态的设备，生产管理排程
系统会自动排除这些设备，不参与整个系统的工时核算。