MES技术及其应用-5西门子MES_74页_11mb

MES技术及应用总结

核心内容概述

MES（制造执行系统）是一种用于连接企业资源计划（ERP）与车间控制系统的中间层系统。SIMATIC IT 是西门子提供的 MES 解决方案，其功能和系统架构基于 ISA-95 国际标准，旨在实现制造流程的标准化与灵活配置。该系统通过图形化建模工具 SIMATIC IT Framework 和多个功能组件 SIMATIC IT Components，支持生产订单管理、物料管理、人员管理、报告管理以及消息管理等核心制造业务功能。

主要观点

• 标准化与灵活性并存：SIMATIC IT 系统在保证制造流程标准化的同时，也提供了高度的灵活性，允许根据不同的制造需求进行配置，而不必编写大量程序代码。
• 基于 ISA-95 标准：系统架构与功能设计遵循 ISA-95 标准，确保了与企业级系统（如 ERP）和控制系统之间的高效集成。
• 模块化与可重用性：系统采用面向对象的建模方式，通过定义类（Class）和实例（Instance），实现了组件、模型、生产作业逻辑等的模块化和可重用性，从而降低了项目开发的复杂性和成本。
• 图形化建模：SIMATIC IT Framework 提供图形化建模环境，支持对物理工厂、逻辑对象、属性、事件和方法进行建模，从而实现生产流程的可视化与逻辑化。
• 系统集成能力：SIMATIC IT 可以轻松集成第三方组件和传统应用程序，通过 COM 技术或封装器（Com-wrapper）实现无缝连接。

关键信息

SIMATIC IT Framework

• 功能：作为图形化建模工具，支持生产流程、设备、设施等资源的建模，实现流程的标准化与工厂级的灵活性。
• 对象模型：
  • 物理对象：用于描述工厂的物理组成，如设备、区域、单元等。
  • 逻辑对象：表示软件功能，如排程调度、物料管理、报告生成等。
  • 属性、事件和方法：用于描述对象的特性、触发的作业活动和执行的系统功能。
• 生产作业逻辑：通过图形方式定义生产作业流程，支持执行、监控、分派、分解、排序等功能，确保生产活动的有序进行。
• 库结构：
  • 框架库：包含基本的物理和逻辑对象类。
  • 客户库：包含客户定制的 ActiveX 控件，用于简化 GUI 开发。
  • 报告库：提供报告模板和实例，支持生产数据的可视化分析。

SIMATIC IT Components

• 功能模块：
  • 生产订单管理：支持订单的导入、分解、分派、执行、监控和归档。
  • 物料管理：提供物料清单（BOM）定义、物料属性跟踪、物料位置管理、族系图分析等功能。
  • 人员管理：支持人员分组、排程规则配置、人员作业时间记录以及与生产流程的联动。
  • 报告管理：提供多种预定义报告，支持数据分组与展示。
  • 消息管理：支持手动操作，通过消息机制实现与系统其他部分的同步。
• 集成能力：支持与 ERP 系统、第三方组件及传统应用程序的集成，通过灵活的配置实现数据交换和功能协同。

系统实施步骤

1. 工厂建模：通过 SIMATIC IT Framework 对物理和逻辑对象进行建模，定义其属性、事件和方法。
2. MES 系统建置：根据建模结果，使用 SIMATIC IT 组件、第三方组件或传统应用程序实现具体功能。
3. 系统执行：执行生产作业，并通过图形界面实时监控作业状态，确保生产流程的顺利进行。

ISA-95 标准

• 标准内容：包含六个部分，涉及模型与术语、对象模型与属性、制造运作管理行为模型、制造运作管理对象模型及属性、B2M 事务、制造运作管理事务。
• 目的：统一制造系统与企业级系统的集成术语、信息模型和数据结构，促进系统间的互操作性。

4类资源与信息

4类资源

• 人员：生产过程中涉及的人力资源。
• 设备：用于生产的物理设备。
• 物料：生产过程中所需的物料资源。
• 流程：涉及的业务流程。

4类信息

• 制造能力：可用于生产的设备信息。
• 产品定义：生产某产品所需的物料和工艺。
• 生产调度：计划生产的物料、设备及人力资源。
• 生产性能：实际生产的产出及消耗的数据。

系统优势

• 可配置用户界面：支持根据用户权限动态启用或禁用功能，提升用户体验。
• 历史数据归档：所有生产数据、物料信息和订单状态都会被归档，便于追溯与分析。
• 高效集成：支持与 ERP、第三方组件及传统系统的无缝集成，提升整体制造效率。
• 降低项目风险与成本：通过模块化设计和可重用库，减少重复开发，缩短项目周期。

总结

SIMATIC IT 是一个高度标准化、灵活可配置的 MES 解决方案，能够有效支持制造执行流程的建模、执行与监控。通过图形化建模工具 SIMATIC IT Framework 和丰富的功能组件 SIMATIC IT Components，该系统实现了对生产订单、物料、人员及报告的全面管理。其基于 ISA-95 标准的架构确保了与企业级系统的良好集成，同时通过可重用库和灵活配置机制，显著降低了 MES 项目的开发成本和实施风险。