2023全球化MES建设标准&世运MES建设.pdf

全球化MES建设标准&世运MES建设西门子数字化工厂集团Realize innovation.Restricted Siemens AG 2017Wilson.ChenRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 2Siemens PLM Software西门子数字化企业架构设计工程设计工程制造运营管理制造运营管理(MOM)(MOM)自动化自动化Teamcenter仿真和测试仿真和测试制造工程制造工程产品生命周期管理产品生命周期管理运行时制造运营服务总线运行时制造运营服务总线生命周期分析生命周期分析数据采集数据采集与监视控与监视控制系统制系统制造执行系统制造执行系统 质量执行系统质量执行系统高级计划排程高级计划排程Teamcenter服务生命周期管理服务生命周期管理企业制造智能企业制造智能可视化/图形总线(JT+Atlas+增强现实)生产执行生产执行IOT/TIARestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 3Siemens PLM Software全球化MES建设标准：“建立中央数据中心”实现“标准化主数据管理，差异化本地配置”本地调整标准化需要有一个中央数据中心，提供唯一正确信息来源，并集中提供所有标准化定义，使得统一数据分析成为可能标准化 Camstar主数据管理互联性 全球一致的研发，制造数据控制 生产过程监控与记录完善 流程改进同步加速 统一的系统加速供应链整合简化 用户驱动系统生产模型变更123456Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 4Siemens PLM Software世运MES建设：创建基于3PR的MES数据模型制造事务工厂模型产品模型工艺模型资源模型 以工厂，产品，工艺，资源模型的标准化建模，实现对制造业务的标准化管理。以灵活可编排的制造事务，实现高度柔性化的制造业务。PLMCamstar MESRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 5Siemens PLM Software世运MES建设：制造主数据管理MDM集团是中央数据中心，提供唯一正确信息来源，并集中提供所有标准定义集团主数据(Design Data)工厂主数据(Design Data)工厂运行数据（Run Time Data）集团层面物理模型逻辑模型车间/线别/设备工单数据产品BOM工艺路径工厂定义质量主数据缺陷定义缺陷分组工艺点与物理点关联物理逻辑车间/线别/设备工单数据工艺点与物理点关联物理逻辑序列号物料批次生产操作事务工厂1工厂2序列号物料批次生产操作事务集团主数据：标准的，通用的，强制的工厂主数据：差异化的，可配置的，部分受限的Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 6Siemens PLM Software工厂主数据集团主数据世运MES建设：灵活的工艺路径应对复杂制造用户工艺路径差异化调整，条件化配置高度可配置化的工艺建模WorkflowProcess SpecificationMatrix configurations通用模型P-Family细化模型Product条件模型Special Product产品家族复杂制造下的条件模型具体产品Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 7Siemens PLM Software世运MES建设：电子图文档/集标准化管理功能说明：文档/文档集文本、PFD、网页文档PCB Graphic、Image文档转配3D模型，装配动画。Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 8Siemens PLM Software世运MES建设：标准化用户代码，术语一套标准数据集能够实现对集团内部进行比较和趋势分析功能说明：支持用户代码的灵活添加和用户代码的开发扩展支持变量参数的维护和扩展；支持用户常量参数维护与拓展；支持用户标签维护与拓展；支持建模数据的导入导出，实现建模数据的快速复用维护返修原因、报废原因、设备故障原因、质量原因代码、订单优先级、订单类型、BOM类型等业务代码；Product TypeOrder TypeOrder StatusBill Type建模用户代码Qty Adjust ReasonLoss ReasonBuy ReasonBonus Reason事务用户代码Removal ReasonIssue ReasonRelease ReasonChange Status Reason.Resource Status CodeSubstitution ReasonIssue Difference用户代码组Rework Reason GroupLoss Reason GroupBuy Reason GroupBonus Reason GroupLocal Rework GroupContainer Defect GroupRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 9Siemens PLM Software全球化MES建设标准：“建立全球协调一致的工厂互联网络”数据来源的一致性与同步性消除组织内的各种孤岛，打造出一个在从流程设计到生产、质量工程再到售后环节等各个方面协同力强而且联系日益紧密的全球企业标准化 Camstar主数据管理互联性 全球一致的研发，制造数据控制 生产过程监控与记录完善 流程改进同步加速 统一的系统加速供应链整合简化 用户驱动系统生产模型变更123456Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 10Siemens PLM Software世运MES建设：通过西门子MOM/MES 平台消除制造鸿沟 工厂模型 BOM、BOP NPI(新产品)订单/供应链数据 实做数据 制造执行 数据采集全球化趋势驱使企业搭建用来管理供应和PLM流程的业务平台西门子MOM 平台用于填补PLM、ERP、自动化间的缺口，消除信息孤岛 西门子MOM提供了一种将PLM、ERP、自动化整合到一个企业应用实现的平台Automation西门子西门子制制造运营管理造运营管理MOM以西门子MES/MOM为核心，链接ERP、PLM（Incam/Inplan)、自动化，建立一个制造运营管理平台来组织、管理日常生产运营Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 11Siemens PLM Software世运MES建设：实现企业横向价值链业务集成IT系统贯通数字化企业平台市场规划产品设计制造规划生产制造运营维护供应商生产规划生产工程生产执行服务产品设计业务价值链S1S2S8S3S5S7S4S9S10S13S11S12智能创新技术应用数字产品设计、测试、数字化制造规划MOMTIA企业内部IT系统的数据打通，实现从设计推向制造的一体化数据流Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 12Siemens PLM Software世运MES建设：实现纵向信息集成MES与产线设备贯通企业层现场层控制层操作层管理层PLMERP工厂工程组态MESDCSSCADAPLCHMIControlLevelPLMSCADA/HMIS7 MC MESS1S2S8S3S5S7S4S9S10S13S11S12Common Plant Model(Business Process Modeling)Value FrameworkMy Proposal Facet s CatalogProposal Eq.TypesPlant ModelMixerHeaterGrinderMySitePrimary AreaCell 01Unit 01Unit 02Unit 03Unit 04MixersGrindersHeatersUnit 02Unit 03Unit 04Unit 01HeaterHeaterMixerMixerMixerMixerGrinderGrinderGrinderGrinderMixerHeaterGrinderExecutable Workflows(Equipment Catalog)My Proposal Facet s CatalogProposal Eq.TypesPlant ModelMixerHeaterGrinderMySitePrimary AreaCell 01Unit 01Unit 02Unit 03Unit 04MixersGrindersHeatersUnit 02Unit 03Unit 04Unit 01HeaterHeaterMixerMixerMixerMixerGrinderGrinderGrinderGrinderMixerHeaterGrinderAssembly StationNC MachineInspection StationAssembly StationNC MachineInspection Station数字产品设计Transfer Path Analysis Project-SectionTPA ModelTPA LoadsTPA ModelTPA ResultsContributionPath SpecificTargets5/7TargetsPaths:Point/DirectionDriverEars:Left:SDriverEars:Right:SSeat:1:+ZPathUnitMethodEngineMnts:1-BS:+XNMatrixEngineMnts:1-BS:+YNMatrixEngineMnts:1-BS:+ZNMatrixEngineMnts:2-BS:+XNMatrixEngineMnts:2-BS:+YNMatrixEngineMnts:2-BS:+ZNMatrixEngineMnts:3-BS:+XNMatrixEngineMnts:3-BS:+YNMatrixEngineMnts:3-BS:+ZNMatrixMnt:4-BS:+XNDirectMnt:4-BS:+YNDirectMnt:4-BS:+ZNDirectMnt:5-BS:+XNDirectMnt:5-BS:+YNDirectMnt:5-BS:+ZNDirectExhaust:Sm3/s2IndirectCase NameRangeOrder 11000-6000 rpmOrder 21000-6000 rpmOrder 3Order 4Order 5Orders:Save Path Specifi data 分析和试验BOP规划及虚拟制造生产排程、在制品跟踪、质量记录及过程追溯、数据采集等数字化精益产线-智能混线、防差错控制、质量互锁、设备状态等BOP+MOM+TIA实现纵向信息集成Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 13Siemens PLM Software全球化MES建设标准：“严格按照设计记录实现可靠生产”人，机，料，法，环，测 生产管控质量要求对整个生产流程实施控制，以确保最终产品按设计进行生产。制造流程的控制是质量控制的基础，可确保产品按设计生产，支持跟踪和追溯和对追查控制和监管要求的审计标准化 Camstar主数据管理互联性 全球一致的研发，制造数据控制 生产过程监控与记录完善 流程改进同步加速 统一的系统加速供应链整合简化 用户驱动系统生产模型变更123456Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 14Siemens PLM Software 人员技能履历，培训记录，考核记录，作业岗位资格。技能超期不用的重新培训上岗管理 员工作业关联产品品质，实现员工与产品品质，设备为一体的关联追溯，可作为员工绩效考核依据 员工作业绩效,产出报表，员工作业工位屏幕图标直接显示自己的作业品质与产出图表 Daily Throughput（生产能力）Daily Cycle Time(生产周期）Daily Yield（良率）结合先进管理理念，为企业提供关键指标的实时制造过程监控，同时也提醒产线作业人员时刻保持最优的工作状态，保持最佳的作业效率；关键指标必须符合SMART原则世运MES建设：人员作业资质与绩效管控-落实岗位责任制：调动员工积极性与作业效率Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 15Siemens PLM Software世运MES建设：员工作业方法指导与管控功能说明：完整的作业任务列表。作业提示，作业指导，完整的文档集，提供文本，2D，3D产品，装配EWI,eSOP 集成 作业所需步骤，工作夹具，程式版本，作业参数，数据采集需求等管控 作业步骤分参考与必须执行，必须执行作业强制执行，否则无法继续Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 16Siemens PLM Software世运MES建设：设备管控有效的设备管理需透过自动化数据采集和MES的结合应用,其涉及范围主要包括：设备档案、设备监控、预防维护、设备数据采集、设备状态管理、产出量采集等。MES提供以下关键功能：设备档案：建立设备档案，记录设备基本信息；设备维护：提供设备维护计划生成、维护提示&预警、维护执行、维护完成等操作；设备数据采集：采集设备运行参数数据设备状态管理：设置设备运行状态，如与自动化设备集成，该状态通过集成接口实现实时更新；产出量采集：按照设备采集设备本身的完工数量Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 17Siemens PLM Software世运MES建设：设备数采管控功能说明：将生产设备及支持数采的设备连接到MES进行数据采集，从而实现监控设备状态，获得设备运行参数，统计设备运行效率等操作。设备运行状态：设备运行、停止、故障等状态，系统需取得每个状态切换时间点及持续时间；设备运行参数：设备处于运行状态时的工作参数，如运行程式、药水浓度、温度等；制程参数：实时抓取，实时绑定制程参数到批次；设备数采前提：进行设备状态信息采集的前提是生产设备配备了供数据采集使用的对外接口，并且原始设备提供商提供了接口规范，和进行数据通信的技术方式；制造数据采集主要是针对PCB流程设置，实际参数数值。AOI、ICT等测试失败信息，测试项结果Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 18Siemens PLM Software世运MES建设：物料验证防呆管控授权验证只有通过授权验证后，才可以执行某岗位的操作，并可以限定可操作的产品或设备条码规则验证对企业的条码规则进行防错。流程验证保证产品按照事先设计好的流程流转，减少跳站、漏测等行为。FIFO验证保证产品在岗位操作上使用规定的物料，遵循FIFO规则。完整性验证保证每一岗位的操作动作都完整执行。可用性验证对物料的有效期，ECN的变更生效时间进行验证。半成品暴露时间管控存在性验证验证产品序号是否是存在的，防止非法的产品序号被抽检或入库冲突性验证防止多个产品实物使用同一产品序号，确保实物与产品序号对应的唯一性状态验证防止产线上产品误流转，如尚在抽检过程中的产品被误入库。兼容性验证根据产品配置来保证是否允许产品的混单，混箱，混料等情况Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 19Siemens PLM Software世运MES建设：批次序列号编码规则管控功能说明：可以针对Panel，Set，PCS创建不同的SN 规则对于Panel产品会自动计算拼版所包含子板数目，SN Rule 可附加前缀，后缀，表达式变量生成符合要求的SNSN Rule=Prefix+表达式+SuffixRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 20Siemens PLM Software世运MES建设：车间作业管控功能说明：管控车间工艺流程，作业作业规范允许在某一设定时段内对生产变更进行适用具有时效性变更内容包含文档，技术指标等其发起的原因可能有客户要求工程原因生产原因Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 21Siemens PLM Software世运MES建设：审批管控电子签名功能说明：针对某一工序的具体事务进行操作权限限定，并完成电子签名验证；针对不合格品审理、事件处理等通过电子签名进行权限认证；强制性技能验证：按工厂、工艺、设备、产品等进行配置可在建模或WIP管理批次流转时使用多个用户名、角色和用途定义Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 22Siemens PLM Software世运MES建设：EC change 适用条件、范围管控功能说明：EC变更如果是BOP发起，将遵循BOP发包生产接受并Enrich返回BOP批准EC执行部分变更可能是生产现场发起，在没有BOP的情况下走审批流程，确认后执行EC变更有作用范围管理：新工单升级：当前工单产品保持旧版本，新工单产品执行最新的版本 强制升级：工单产品BOM和工艺流程直接升级为新的版本；人工切换版本：人工通过一定的条件查询选择需要升级的对应产品批次以及计划Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 23Siemens PLM Software世运MES建设：质量控制功能说明：物料冻结/放行管控物料耗用验证和防错返工追踪防止不合格产品流转防止使用不合格物料作业批次返工返修批次报废工艺验证物料防错Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 24Siemens PLM Software世运MES建设：自适应的AQL管控功能说明：可以实时查看产品和批次的检验细节，有利于快速做出明智决策呈现最新的检验细节，以便确认哪些批次 需要关注，哪些批次符合产品标准可将抽样计划设置为符合ANSI Z1.4、ISO 2859 或 C=0 标准，也可以设置为自己定制的抽样计划主要特点：抽样计划确定样品大小、特定批次大小允许 的不合格产品数属性抽样如果超过预定义的不合格品数目，自动判定批次不合格变量抽样切换规则 设置在正常、严格、宽松检验等级之间进行切换的标准 可自动切换或手动切换检验等级 可在切换检验等级时通知用户正常抽样加严抽样放宽抽样按设定自适应抽样标准Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 25Siemens PLM Software世运MES建设：SPC品质预警与管控使用控制规则，支持并允许客制化允许操作员针对数据采集点在线记录质量信息控制规则及上下限目标质规格上下限过程失控自动处理告警停产Email 通知自动Lot Hold自动产生合格记录自动改设备状态过程失控自动处理数据信息知识价值Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 26Siemens PLM Software世运MES建设：生产异常事件管理功能说明：对非物料问题进行生产事件记录，详细记录生产作业异常事件；对生产事件进行持续跟踪、追根溯源直至问题得到根本解决；检测和捕获初始观察到的故障及其相关的事件特征调查和查明偏差的来源确定并执行关闭事件的最终操作Create EventTriage Event(optional)Manage EventResolve EventRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 27Siemens PLM Software全球化MES建设标准：“全球同步的持续流程改进循环”持续流程改进通过快速全球变更管理获得支持，同时控制并对所发现问题采取行动。做出改进后，在一个地方进行经批准的变更，可以同步至全球工厂网络中标准化 Camstar主数据管理互联性 全球一致的研发，制造数据控制 生产过程监控与记录完善 流程改进同步加速 统一的系统加速供应链整合简化 用户驱动系统生产模型变更123456Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 28Siemens PLM Software世运MES建设：针对不合格品进行分析、处理，制定改善预防计划设备监控 系统可进行不合格品处理效率分析，为改善审批时间、提高工作效率、优化工作流程，提供数字依据；处理预警：系统记录单据在每个部门（或人员)的处理时长，对于超过标准处理时长的，系统预警，并提醒相关人员；发现：NCM将显示不合格产品相关事件、认可活动和流程；记录：记录一个或多个工厂中发生的不同类型的不合格事件，记录内容包括产品、工艺、批次/单元、流程、位置、操作员、设备和报告者等重要信息；评估：NCM提供全面的风险评估，评估结果可以记录下来并为所需的解决方案指明方向；分析根本原因：NCM使不同部门的员工能够协同工作，进行根本原因分析；追查控制：可通过MES记录并执行和批次相关的追查控制活动，可确保对不合格物料进行控制并防止其被不当使用；短期改善计划：制订短期改善计划处置：可以建议采用不同的处置类型处理可能影响多个场地或工厂的不合格品，如报废、维修和照常使用等；长期改善计划：拟订产品，工艺改善方案集团推广：集团内学习提升，预防Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 29Siemens PLM Software世运MES建设：标准化客退品处理流程品质下达返工通知计划下达返工工单产线返工工艺下达返工指引品质不良判定SN扫描不合格召回MES系统外ERP客户退货质保期内保修不良品返工工单下载成品出货后，出现不合格品召回、客户退货、质保期内保修时，由品质人员通过MES进行产品序列号接收扫描，系统自动进行品质不良判定（集成CRM），根据不良原因下达返工通知；工艺部门根据不良通知分析不良原因，制定返工指引计划部门根据生产排程及物料情况在ERP下达返工工单MES通过ERP接口下载返工工单，并下达到生产线，进行返工生产基于MES，实现大批量品质事件原因追溯与分析，提供改善依据Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 30Siemens PLM Software世运MES建设：建立全流程追溯体系人，机，料，法，环，测通过逐级条码，建立以PNL/PCS为单位的全流程追溯体系产品生产过程影响因子的数据采集、汇总与管理，是生产过程追溯的数据依据和保证 MES产品模型中定义结构(Lot-Panel-PCS)产品和关重物料追溯 各批次的投入物料明细和履历查询 产品工序的LOT履历查询 产品维修记录查询 正向（产品SN追溯）/逆向追溯（物料追溯产品）各生产指示的状态查询 与设备及品质信息连接显示数据实现PCS生产全流程的材料，人员，设备，品质，工艺的追溯查询和报表条码追溯物料追溯工艺追溯设备追溯生产追溯Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 31Siemens PLM Software世运MES建设：建立全流程追溯体系人，机，料，法，环，测反向追溯Back-tracing*查询条件Enquiry terms*查询结果Enquiry result正向追溯Fore-tracing*查询条件Enquiry Terms*过站记录Passing station information*测试数据Test Data*产品基本信息Product basic info*设备参数Equipment parameters*物料清单Material check list*工装信息Equipment information综合追溯Combined tracing*制程确认追溯 Mfgconfirmation tracing*工单流水号查询Work order sequence enquiry*WIP查询WIP EnquiryRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 32Siemens PLM Software全球化MES建设标准：“优化制造模型，减少错误发生的机会”简化意味着减少错误的机会，并允许用户驱动生产模型变更以加速部署和改进标准化 Camstar主数据管理互联性 全球一致的研发，制造数据控制 生产过程监控与记录完善 流程改进同步加速 统一的系统加速供应链整合简化 用户驱动系统生产模型变更123456Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 33Siemens PLM Software世运MES建设：作业界面的化繁为简作业界面的优化，杜绝错误的机会直观的界面，在适当的时机获得适当的信息，通过一个门户即可浏览整个系统，这些都需要从模型上实现调整：简单的Pass or Fail简单的扫码校验简洁的数据录入显著的作业提醒统一的查询界面Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 34Siemens PLM Software全球化MES建设标准：统一的平台整合企业制造资源标准化 Camstar主数据管理互联性 全球一致的研发，制造数据控制 生产过程监控与记录完善 流程改进同步加速 统一的系统加速供应链整合简化 用户驱动系统生产模型变更123456加速意味着必须使用一个在所有业务水平均非常快速的整体式全球化系统。这样便能快速定制、改进、推出和量产新产品。这也意味着快速改进和高质量，借此可在快速发展的未来实现创新Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 35Siemens PLM Software世运MES建设：沟通内部与外部资源实现高效运行合同制造商供应商供应商OrderConfirmationsEngineering ChangeRequests/ApprovalSupplierStock ProjectionWith Min/MaxSupplierStock,Receipts&RequirementsASNsKANBAN Signals第三方调达供应商工厂ASNsASNsCustomerStock UpdatesRe-order PointTriggers销售商MOM与ERP配合，把制造环境融入供应链，进行供应链协同完成交互模式的多样化Restricted Siemens AG 20172017.03.31Page 36Siemens PLM Software 多工厂数据收集与合并 实时性能，效率，质量，OEE KPIs 可定制警报（弹出式，email，移动端）完整的材料与工艺全程可追溯EMI 企业制造智能-驱动改善Enterprise Manufacturing IntelligenceWhat happened?Descriptive AnalyticsHINDSIGHTRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 37Siemens PLM Software 具备Drill-don能力的企业级别的报表 开箱即用以及自定义所收集数据的drill-down 找出OEE、产量、利用率、质量和性能问题的根源EMI 企业制造智能-驱动改善Enterprise Manufacturing IntelligenceWhy did it happen?Diagnostic AnalyticsAnalytics EngineWhat happened?Descriptive AnalyticsINSIGHTHINDSIGHTMultiple issues affecting few AssembliesFew issues affecting multiple AssembliesRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 38Siemens PLM Software 趋势分析-Trend analysis 驱动供应链改善（供应商选择，零件选择等)驱动质量提高(SPC,etc.)EMI 企业制造智能-驱动改善Enterprise Manufacturing IntelligenceExample:Provide yield/quality/cost feedback to designWhat will happen?Predictive AnalyticsWhy did it happen?Diagnostic AnalyticsAnalytics EngineWhat happened?Descriptive AnalyticsINSIGHTFORESIGHTHINDSIGHTRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 39Siemens PLM Software 数据分析作为一种竞争优势 产量/质量/成本反馈给设计和工程，驱动产品和过程改进 深度学习和回归技术识别数据相关性Example:Closed-loop feedback to Design,Engineering and Supply ChainHow can we make it happen?Prescriptive AnalyticsEMI 企业制造智能-驱动改善Enterprise Manufacturing Intelligence Example:Provide yield/quality/cost feedback to designWhat will happen?Predictive AnalyticsWhy did it happen?Diagnostic AnalyticsAnalytics EngineWhat happened?Descriptive AnalyticsINSIGHTFORESIGHTHINDSIGHTRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 40Siemens PLM Software将质量和成本数据结合起来推动供应链决策EMI 企业制造智能-驱动改善Improve material/vendor selectionRestricted Siemens AG 20172017.03.31Page 41Siemens PLM SoftwareMflex EMI 效果