工业4.0智能制造工厂珠海方正科技高密电子有限公司【MES和EAP】项目技术文档v1.1.pdf

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1、 珠海方正科技高密电子有限公司【MES和EAP】系统 技术文档 上海明匠智能系统有限公司 二O一五年八月 目 录 1 引言 1.1 项目介绍 珠海方正科技高密电子有限公司成立于 2004 年 12 月，公司位于广东省珠海市斗门区富山工业区方正科 PCB 产业园，是方正 PCB“一站式服务”市场战略的重要组成部分。公司专注于为核心客户提供样板快速供应服务。首期集中在系统板领域，月产 3000 款快板订单，并逐渐发展成为多层板、HDI、IC 载板、软硬结合板等全方位的快板供应商。公司拥有强大的工程制作能力，工程团队占全体人数的 1/5。拥有业内一流的制作能力，多项指标居于行业前列。为进一步打造 P

2、CB 行业快板细分市场的核心竞争力，公司除了引进业内先进的生产设备，还创 PCB 快板领域先进的生产与交付模式。珠海方正科技高密电子有限公司将矢志成为中国极具竞争力的快板厂，为客户快速占领市场创造极大价值。随着电子行业的发展，电子产品生产周期变短，订单变化加快，装配过程变更频繁，产品需要实施有效召回。珠海方正科技高密电子有限公司迫切需要采取先进的生产管理与信息化手段，对生产现场进行实时动态的管理与控制。新增电子行业信息化管理关键环节 MES 系统，实现实时的生产过程可视化、动态生产排程、实时的生产过程跟踪、设备管理、品质管理等功能。实现 1.2 上海明匠智能系统有限公司介绍 1.2.1 公司及

3、业务背景 上海明匠智能系统有限公司成立于 2010 年，总部坐落在上海汽车城嘉定工业园区胜辛北路 3555 号，软件研发中心位于杨浦区创智天地软件园。上海市高新技术企业，国内最早专业从事工业4.0 智能工厂研发以及项目实施的企业；600172 黄河旋风 全资子公司 中国智能制造 2025 标准体系三项标准起草单位，荣获上海市张江国家自主创新示范区 2014-2015 年重点项目国家专项资金；上海市经信委重点培育企业；对接宝钢金属，中建钢构，美的电器，美菱电器，格力电器，骆驼股份，三一精机、光明乳业等相关智能制造项目；立足于智能制造行业，有多年非标设备设计制造经验，拥有较多智能工厂，智能产线与物

4、流系统的项目经验，涵盖产品全周期的数字化、智能化制造全过程，拥有工厂级设备监控、分析、可视化远程推送等多种前沿技术。引领工业智能制造业产业升级，国家工信部给与明匠智能中国工业 4.0智能制造 领军企业的评价！1.2.2 公司概况 明匠智能致力于推动中国智能制造 2025，为企业客户提供制造及试验环节中的生产、物流、质量、设备维护管理、大数据分析和预警提供全系列的整体解决方案。利用现有业务积累的资源向车间运营管理、试验室运营管理等业务和服务领域扩张，从而实现中国最具竞争力的专注于智能制造的系统集成商和服务商，打造开放价值链。全国分公司情况：1.2.3 企业文化：企业目标：产业开拓者，创业先行者。

5、经营理念：诚信敬业,追求完善，精益求精，追求卓越，广纳俊才。企业精神：技术，创新，独特，客户，价值。公司愿景：合作共赢 开创未来 1.2.4 合作研究机构与政府科技部门：工信部电子标准化研究院 上海市经信委，重庆两江新区，广东中山经信委，浙江宁波经信委，武汉经信委，湖南经信委 中国工业设计研究院 中国机械研究总院 中科院高研院智慧城市研究中心 中关村软件园 1.2.5 已有行业的方案：1）离散制造领域 汽车零部件信息化工厂以及柔性产线方案(Faurecia,Magna,JCI，五菱工业集团）汽车动力系统，电子系统柔性信息化生产线方案(VW,Delphi,莱恩动力)机械装备行业智能仓库 IQC系

6、统与智能物流系统方案(BHS，三一精机，川岛车库，军霞跑步机)白色家电行业智能生产线与设备数字化网络化改造方案(美的，长虹美菱，格力）黑色家电行业智能生产线与设备数字化网络化改造方案（康佳）PCB 行业机器人应用与信息化系统方案（方正线路板，上海微电子研究院）钢结构（下料，焊接，抛丸，表面处理工艺）智能制造方案（中建钢构）新能源汽车电池行业智能产线以及工厂信息化方案（知豆电动车，新大洋电动车电池）电线电缆行业智能制造方案（广日电缆，德国缆普）摩托车发动机智能生产线与MES 系统方案（宗申动力）无人机智能生产线与信息化系统方案（宗申动力）家用市政管道制造行业信息化与自动化方案（金牛管业）现代农机

7、自动化产线与工厂信息化方案（宗申动力，莱恩动力，新光农机）高低压电气装备与产品行业自动化与信息化方案（广特电气，宁波德力西）模塑行业无人注塑平台以及信息化方案 (骆驼蓄电池,平伟集团，方盛集团，成都航天模塑集团）高铁装备（南车电机）2）流程式制造领域 金属制品行业设备网络化方案（宝钢金属）纺织行业制作过程智能化方案（浙江博尼，方案筹划）食品，酒业等行业信息化自动化解决方案(光明乳业，劲牌酒业)1.3 术语及缩略语 项目 说明 CV 计算机视觉（Computer Vision）JSON JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级数据交换语言 OPC UA OPC

8、 统一架构 TSDB 时间序列数据库（A time series database），用于处理时间序列数据 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 7 2 业务需求 为实现企业设计、工艺、制造、管理、监测、物流等环节的集成优化，采用网络化技术、大数据技术实现企业智能管理与决策，全面提升企业的资源配置优化、操作自动化、实时在线优化、生产管理精细化和智能决策科学化水平。一、生产部分平台功能，包括：MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 8 二、品质部分平台功能，包括：MJIS 2015年珠海方正【MES

9、+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 9 三、设备部分平台功能，包括：四、管理部分平台功能，包括：MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 10 五、共同部分功能，包括：六、ERP 和周边系统对接部分，包括：MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 11 七、报表部分功能，包括：八、设备自动化功能，包括：MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 12 3 MES 和 EAP 系统目的 利用条码采集的时实数据实现生产管理系统对车间生产情况的实时监

10、控和调整，可实现柔性化生产；利用条码系统保障在有效的时间内，零件通过物流过程，保质、保量的从源地的到达目的地点，对整个过程可跟踪；打造车间生产管理系统数据采集基础平台、具备良好的扩展性；对设备进行集中控制和设备运行管理；利用条码系统自动采集岗位数据（操作工艺、技通、状态识别、质量事故提醒等信息），可实现在生产过程中简化岗位，降低岗位对员工的依赖；全面完整的产品追踪追溯能力；通过系统对流转过程的产品质量状态进行自动识别，确保不合格品不流入下工序 个性化的信息车间，通过浏览器，随时随地都能掌握生产现场实时信息；通过系统 PAD，能够实现班组长随时随地录入相应的记录信息。4 实现目标及技术路线 构建

11、基于统一基础数据、统一系统框架的 MES 指挥调度平台。提供可柔性组合定制的用户界面、业务模块和二次开发接口。开发面向精益生产管理模式要求的，以生产过程动态质量控制为目标的MES 系统。通过建立 PCB 流水线生产过程的管理控制模型。实现关键工序与设备的生产和质量数据的实时采集、监控与调度。实现从产品生产任务分派、设备管理及现场动态调度的集成信息化管理。提供动态质量分析手段，实时质量问题报警,促进管理水平提高,使质量管理模式由手工检验逐步过渡到自动处理、实时控制的方式。建立质量知识库，促进质量标准的优化。通过采集、分析、处理、积累的循环过程，实现质量的持续改善。生产过程可视化 关键零部件实现批

12、次管理 过程质量可追溯性 自动化设备前后工序联动-质量防错 员工作业信息可视化 完成与企业已有信息化系统的集成。根据 PCB 板组装行业特征,本方案功能模块划分主要包括数据采集、监控及报警、动态质量过程控制、工序计划调度、设备管理、辅助生产现场管理等。各模块业务关系如图 1 所示：MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 13 5 总体技术方案 系统开发遵循以下建设原则：5.1 建设原则 5.1.1 标准化和规范化 在软件设计上，实现系统数据模型、业务功能模块、接口的扩展和标准化，为功能组建化、业务整合和规划化管理奠定可持续发展的基础。5.1.2

13、开放性 平台拥有良好的系统功能集成度，即平台是门户管理、接口管理、业务展示、数据共享、统计分析、角色管理等系统功能的完整集成。对和接口系统的数据同步、管理做到统一集成。各集成的软件模块均采用标准协议，具备良好的开放性。MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 14 5.1.3 先进性 系统采用三层（多层）应用设计模式，对象组件开发技术，支持高性能、结构标准、易于扩展等。支持多种事务管理方式，缓冲池、连接池等技术，在通讯、服务调度、均衡负载等方面提供完全支持。5.1.4 扩展性 软件可扩展性，并利用 Web Service(HTTP API)功能，功

14、能划分模块化，服务组件化。各平台和服务之间采用无状态会话，支持分布式部署。便于应用的扩展与同步。硬件网络可扩展性可实现通过简单的硬件扩容达到系统扩容的目的，无需进行软件升级。系统采用对象组件及三层结构开发，可根据需求灵活扩展新功能，数据接口采用 Web Service，可灵活配置。系统功能可随着业务的发展平滑升级和扩展。5.1.5 安全性 传输层安全控制 该层次主要解决在通信过程中的传输层安全，并在传输层上提供实现保密、认证和完整性的方法。关键交易的数据传输，可采用 HTTPS 传输来保证消息不被窃取。数据层安全控制 该层次主要解决在通信过程中数据的加解密、身份认证、抗否认性和唯一性等安全通信

15、问题，根据业务的特点，可采用线下机制颁布 KEY 密钥，接口消息中设定用户名和密码并用 key 进行加密来确保身份的正确性。MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 15 访问控制层安全控制 本层次主要解决外部系统访问服务的安全问题。一般可以用CA 认证、数字证书、访问控制、口令认证等技术来解决上述安全问题，本项目可采用用户口令方式，保障消息的传输安全。网络级安全控制 在网络架构层面，采用如下解决方案：业务数据专网与公网的完全隔离。网络设备的冗余备份，实现互为备份和负载均衡。对于网络和通讯线路，采用双线路/路由的备份方式，当某一线路或路由设备发生故

16、障时，自动切换到备份的路由设备。5.1.6 可靠性 在软件体系结构上，平台采用分布式设计方案实施，可部署在多个服务器上同时提供服务。一个节点出现问题（宕机或故障），不会影响其他节点的服务。采用主从结构部署，由固定的单节点提供服务。若主节点故障，则切换到备节点。在硬件方面，所有节点均非单点。任何一个服务器故障，均不会影响整体服务的运行。另外，采用虚拟化技术，将物理机虚拟成多个独立主机，在服务的冗余部署上不会浪费硬件资源。即确保了服务的可靠性，同时也避免了浪费，达到了节约成本的目标。数据库方面，采用主从架构，由主节点提供服务，一旦主库宕机，可通过自动化方式切换到从库。MJIS 2015年珠海方正【

17、MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 16 5.2 系统总体架构 系统采用混合架构，既数据分析和展现采用B/S架构，数据采集为C/S架构。当需要跨越多个网络域（如办公网络、车间工业以太网络）进行数据采集和访问时，可通过增加数据管道来延展网络拓扑结构。系统支持 Windows，Linux 等多种操作系统，本系统采用 Linux 系统。支持 OPC UA/DA Server。5.2.1 总体网络拓扑图 集团公司中心机房通过虚拟私有网络（VPN）连接各个分子公司的 MES 系统，形成一个虚拟的企业局域网。由于 VPN 对所有通讯进行加密，信息传输是安全可靠的。借助 VPN 形成的

18、虚拟局域网，各分子公司 MES 系统可以通过企业服务总线与企业内其他应用系统进行集成。明匠 MES 遵守 ISA-95 的设备分 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 17 层模型，适用“集团分子公司工厂车间”的企业组织架构。完美解决了现行制造企业信息：1.各 DCS 之间无链接 2.信息系统和 DCS 之间无链接 3.各信息系统之间无链接的信息孤岛的问题。5.2.2 总体软件架构图 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 18 5.2.3 总体数据流程图 5.2.4 全集成的数字化工厂拓扑图 M

19、JIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 19 5.2.5 展现层 展现层采用单页应用方式的仪表板(Dahboard)。可通过配置定义图表输出。5.2.6 数据存储 该系统采用关系型数据库和实时数据库相结合的形成分别存储生产管理数据和生产过程中的实时采集到的工艺数据。实时数据库系统是开发实时数据采集和控制系统、CIMS 系统等的支撑软件。在离散制造行业中，大量使用实时数据库系统进行控制系统监控，系统先进控制和优化控制，并为企业的生产管理和调度、数据分析、决策支持及远程在线浏览提供实时数据服务和多种数据管理功能。实时数据库已经成为企业信息化的基础数据平

20、台，可直接实时采集、获取企业运行过程中的各种数据，并将其转化为对各类业务有效的公共信息，满足企业生产管理、企业过程监控、企业经营管理之间对实时信息完整性、一致性、安全共享的需求，可为企业自动化系统与管理信息系统间建立起信息沟通的桥梁。帮助企业的各专业管理部门利用这些关键的实 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 20 时信息，提高生产销售的营运效率。5.3 系统接口 5.3.1 应用系统接口 明匠智能企业服务总线（MJ-ESB）在传统 ESB 的基础上，扩展了符合ISA-95 标准的 B2MML 接口，使得企业级软件诸如 ERP、MES 等，可

21、以在统一接口的基础上进行对接，同时保持各自独立性、无耦合性。在此基础上，企业进行信息化升级改造的过程中，可以在延用过往投入的同时，积极升级和上线更先进的软件和系统，而不用担心兼容不同系统所带来的复杂性和成本、风险上的增加。明匠智能企业服务总线（MJ-ESB），作为中间件，非常适合异构系统间的集成和整合。企业在实现信息化的过程中，不同作用的软件系统并不是同时上线的，同时还存在对已有系统的升级和替换。为了减少系统上线和升级带来的影响，必须解耦系统之间的关联，这也是明匠智能企业服务总线（MJ-ESB）的最重要的作用。同时，明匠智能企业服务总线（MJ-ESB）通过 B2MML 统一系统之间的语言，使得

22、异构系统可以在相同的业务语言之上进行交互，减少了由于语义理解上的偏差带来的对接问题。明匠智能企业服务总线（MJ-ESB）主要采用了以下技术：基于负载均衡的高可靠性 热部署，配置以后无需重启 基于浏览器的管理界面和命令行工具 定时任务调度 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 21 丰富的协议、工业标准和数据格式，例如：B2MML，HTTP,REST,JSON,SOAP,AMQP,JMS WebSphere MQ,ZeroMQ,Redis,SQL,Cassandra,Amazon S3,OpenStack Swift,Odoo/OpenERP,S

23、MTP,IMAP,FTP,Solr,ElasticSearch,publish/subscribe,integration patterns,RBAC,security 等 5.3.2 设备接口 明匠智能实时多业务数据采集板卡（MJ-MultiDAQ）可以采集多种现场设备的实时工艺参数和控制自动化设备，可应用于以下场合：为实现工厂级的设备信息化，对工厂全部设备组网监控的情况；为实现单工位或部分工位设备生产工艺参数实时采集，对单台或多台设备组网监控的情况。技术内容：该数据采集板卡将工业现场的各种总线协议传输的数据统一映射到Modbus TCP 协议。被映射的协议包含：Modbus TCP/ASC

24、II/RTU，PPI，MPI，Profibus DP，ProfiNet，TCP 自定义协议，串口自定义协议，三菱编程口通信协议，三菱 485 通信协议等 该数据采集板卡支持电源管理，总线故障管理等诊断功能。该数据采集板卡后台运行有控制台程序，该程序支持数据采集的功能配置，收到配置指令后以设定的频率到对应的总线接口去采集对应的参数。该数据采集板卡后台运行有控制台程序，该程序会存储用户的偏好设置。MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 22 5.4 数据库方案及数据安全 5.4.1 数据库方案 本项目采用 InfluxDB 和 PostgreSQL。

25、5.4.2 数据安全 业务数据是平台系统的重要数据，平台应具备有良好的安全机制保障业务数据的安全性，并必须定期对业务数据进行内部备份或备份到外部存储器等。数据库采用集群安全：数据采用高可用或集群架构，防止单点故障，防止因为数据文件的损坏而导致数据库无法正常运行。数据库的备份策略：初期数据量比较少，存储于备份时间可以支持每天一次的全备份，数据的恢复也能够支持在较短时间内进行恢复。中后期数据量较大时，采用分区的全备份和增量备份相结合的方式进行备份，每 3 天形成一个完整备份集，每天进行增量备份，这种方式在处理较大数据量时是非常有效地的方式，既兼顾了备份的时间由可以能在较短时间内对数据库进行恢复。数

26、据库中关键数据加密存储：对数据库中的关键字段，比如密码、涉及安全的业务信息进行加密，由应用系统对数据进行加密，加密后的数据保存在数据库中，通过命令行直接查询数据也无法或许明文信息，解密时由应用系统读取加密的数据，在应用端进行解密，保障了数据在数据库中存储的安全性。MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 23 通讯鉴权与加密：业务系统与外围系统进行通信时，采用源地址的鉴权方式来保障通信的请求是来之合法的授权访问端，对来之外围设备的请求，可以通过用户名、密码的方式加强安全性，并对通信的敏感数据进行通信加密。数据的存储安全：本方案采用存储设备对数据进行

27、存储，存储设备的安全性要优于本地存储，对系统部件的故障引起的安全大大降低。应用的数据安全：应用数据保留在本地，项目中设置日志集中存储的服务功能，除了本地保留业务数据外，在业务文件数据集中存储地集中备份业务数据。5.4.3 系统安全 组成平台的设备安全性满足设备的网络安全、主机安全、操作系统安全、数据库安全、应用安全等，并保证数据的一致性。系统具备访问权限的识别和控制功能，根据不同的应用需求提供多级密码口令，对系统管理员、数据库管理员及其他管理员必须授予不同级别的管理权限。当有非法访问或系统安全性受到破坏时提出告警。任何远程登录用户的口令均必须具有有效期配置功能，具体如下：设备有访问控制的功能，

28、平台中各主机具备分级访问控制功能，根据不同级别的管理员提供相应密码口令，同时对管理员的操作需要有详细的轨迹记录，当有非法访问或系统安全性受到破坏时发出告警，任何远程登录用户的口令均必须具有有效期配置功能，主机账号、口令、授权、加密、日志等具体要求都应符合 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 24 安全规范；设备支持 AAAA 系统的管理（包括：帐号口令管理、认证、授权、审计）；设备具有日志功能并可以审计用户的操作。设备支持防止自身受到的拒绝服务攻击。设备支持对流经其自身的流量进行控制的能力。当对设备操作系统或应用系统的安全漏洞进行补丁加载时，

29、应不影响设备正常的工作。当有非法访问或系统安全性受到破坏时必须告警。5.4.4 设备、系统配置清单 根据此项目的实际情况，预估计算硬件设备清单。硬件服务器采用高性能高配置服务器，保障了设备的可靠性和低故障率。硬件设备说明：序号 设 备 名称 设备型号 数量（台）设 备 高度（U/台）设备功耗(W/台)功 耗 合计 处 理 能 力(tpmc/台)1 服务器 IBM X3755M3 4 2 724W 2896W 73 万 2 存 储 盘阵 IBM DS3512 1 2 800W 800W-3 交换机 华为S5700-28C-EI 2 1 60W 120W-MJIS 2015年珠海方正【MES+EA

30、P】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 25 总计 7 12U 3816W 设备配置清单：序号 设备名称 配置信息 数量（台）1 服务器 IBM X3755M3 服务器，2 颗 12 核 CPU,32G 内存，4 块内置千兆网口，600G 硬盘 2 块 4 2 存储盘阵 IBM DS3512，双控 1.5T 磁盘 1 3 交换机 2 软件配置清单 软件 数量 说明 RHEL/CentOS 4 操作系统，用于部署监控程序、WebServer 和数据库 5.4.5 InfluxDB InfluxDB 是一个分布式、时间序列/事件/度量数据库，采用 Go 语言开发。其设计目标是实现分布式和水平

31、伸缩扩展。主要用于互联网运维监控系统的测量数据、工业生产的传感器数据的存储和实时分析等。可作为传统动态数据库或者实时历史数据库的替代。InfluxDB 特性：Time Series（时间序列）：可用于记录固定时间间隔的数据，可使用与时间有关的相关函数（如最大，最小，求和等）MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 26 Metrics（度量）：可以实时对大量数据进行计算 Eevents（事件）：支持任意的事件数据 InfluxDB主要特点 无结构(schemaless)，可以是任意数量的列 以任意时间间隔收集数据并完成计算汇总，它可以跟踪上百万个指

32、标 易于扩展(Scalable)min,max,sum,count,mean,median 等一系列函数，方便统计 内置 HTTP API，可使用 HTTP/JavaScript 读写数据库 类似 SQL 的查询语言 自带管理工具，用户可以以可视化的方式管理数据库、用户和权限等。管理界面 InfluxDB 支持多种客户端，包括：Java、C#、Go、Python、Node.js、R等。MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 27 5.4.6 Dashboard Grafana 是一个仪表板组件，可用于访问 InfluxDB，生成自定义的Dashb

33、oard 和报表。特性包括：支持多种绘图选项和绘图样式 可编辑 InfluxDB 查询，或者直接写查询语句 支持在图表中加入事件标注(Annotations)支持 HTML，markdown 定义的面板(Panel)支持亮色或者暗色界面主题 支持多数据源 5.4.7 Node.js Node.js 是一个事件驱动 I/O 服务端 JavaScript 环境，基于 Google 的 V8 引擎。目的是为了提供撰写可扩充网络程序，如Web服务、分布式设备上的数据密集型实时应用等。Google V8 引擎使用了最新编译技术，包括隐藏类、内联缓存、两次编译与反优化、高效垃圾收集等，使得用 Javasc

34、ript 这类脚本语言编写的代码的运行速度获得极大提升。在 V8 引擎之上运行的 JavaScript 是脚本语言中运行速度最快的。根据 benchmarksgame 的性能测试，V8 的运行速度中位数是 Java 的 2 倍，而代码量要比 Java 开发少很多。详见下图：MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 28 5.4.8 R 计算环境(可选)R 语言主要用于统计分析、绘图、数据挖掘，可在多种平台下运行，包括UNIX（含 FreeBSD、Linux）、Windows 和 MacOS。R 内置多种统计学及数字分析功能，且绘图功能强大。本项目中

35、 R 可用于统计计算 KPI 和绘制各种报告图表，或与 Dashboard 配合使用。R 绘图示例：MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 29 6 MES 和 EAP 系统功能 6.1 计划管理 通过明匠智能企业服务总线：从 ERP 系统同步生成的日维度生产计划订单；从 ERP 系统同步 BOM 信息；从 ERP 通过接口同步原辅料信息；从 ERP 通过接口同步外协加工的采购订单信息 SPC、APS 等周边系统 计划调度人员根据日维度生产计划和实际入库情况在 MES 系统中调整实际生产计划，MES 系统把调整后的实际生产计划反馈到 ERP 和

36、WMS 系统。6.1.1 日维度作业计划 根据物料约束、生产资源有限能力约束等条件，实现系统自动排程形成生产作业计划，有效提高资源利用率，实现快速插单，减少计划排程工作量，实现生产计划可视化和跟踪调度管理。MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 30 高级计划排程与调度 1）订单排期查询功能：根据流水号或者订单号，可以查询每批次 PCB的生产情况。2）预排计划查询 3）可以查询到每条产线每天的待完成订单情况。4）生产实施计划查询 5）查询每天各生产线具体的生产装配情况。6）生产装配调整计划查询 7）实时更新计划调整信息，关键计划岗位、车间和线首工

37、位电子看板指示实时提醒。8）临时计划查询 9）将产品状态码变更信息、编码自动导入系统，与生产实施计划查询系统数据共享 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 31 6.1.2 生产进度监控 1)生产计划执行过程的动态监控，可管理到关键工序，实时的进度，通过控制自动化设备实现柔性生产，信息化对人工实现电子化作业指导和防错装配；2)监控到生产异常，及时报警提示，并记录异常时间、设备、原因等因素；3)生产线效率分析，明细到单班每小时实际产出、生产节拍及人均小时产能，显示柱状图、折线图、饼状图等可视化分析样式；4)生产过程产品动态监控，对各批次产品在生产

38、上下线、抽检、送检、成品入库等几个环节过程实时进度监控，电子化记录产品各个环节的状态、工艺参数、检测结果等信息；5)计划完成，统一查询到各单计划的完成情况，并显示当前班次或当天的计划完成率；6)计划入库情况查询。6.1.3 计划入库管理 1)产品调拨管理 根据实时生产到的，可对入库后的产品动态进行监控与管理 2)成品系统查询 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 32 6.2 生产过程控制 6.2.1 车间或办公室整体看板 6.2.2 人员资质管理 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 33 工

39、人资质矩阵管理：通过用户标签二维码实现自动扫描登陆；同时系统根据用户资质矩阵判断用户是否有本机操作权限 验证通过后设备可以正常启动，获取生产排成信息，开始生产。6.2.3 线首一体机作业指导界面 实时工艺参数显示在当前操作工位前的一体机中，同时把信息推送到服务端并记录。MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 34 6.2.4 放错和防呆 装配过程中上件防错和关键岗位物料匹配管理 装配工人操作上件步骤：自动读取托盘 RFID，读取出产品上件货架位置，一体机显示货架位置和装配数量；相应货架框中指示灯亮起；工人取料；取料完成后指示灯关闭；如果取错托盘无

40、法自动流转。6.2.5 自动化设备控制 结合产品工艺、工位、设备的扭力、加注、检测、检漏数据自动化采集、自动化识别、防错、报警、数据上传、汇总共享功能 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 35 通过工业以太网控制 PLC 构成控制系统。各 PLC 分别作为主站，通过PROFINET 和 PROFIBUS 通讯协议控制所属区域内机器人工作站、视觉系统、智能检测设备、远程 I/O 模块从站等，收集各工作站工作状态、视觉系统数据、工件位置信息等，并与上下级控制系统共享。6.2.6 过程质量控制 质量管理模块保障生产和质量相关活动符合企业规范，实现质

41、量数据实时采集，并将采集的数据与生产订单、批次等信息进行关联，能及时发现潜在的质量风险和问题，实现返工返修、质量可视化，以及质量全过程追溯管理。质量管理模块依据 PDCA 的原则，实现定义质量检测项、过程检验中的质量预防、采集和记录检验数据，最终生成质量统计分析报告，形成全面的质量闭关管理，为产品质量的评价和持续改善提供了决策依据。1）通过自动采集检测设备、视觉系统、实时工艺参数对比和一体机人机交互输入产品质量结果，和一体机监督、查询产品质量并把质量情况实时上传到云平台；2)系统可以根据订单号或者日期等字段查询产品质量报表（柱状图、折线图）MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技

42、术文档 上海明匠智能系统有限公司 36 6.2.7 异常管理 对制造过程中的各种异常，比如生产、质量、物料、设备等过程中的各种问题进行识别，实现对异常的通知、分配、处理、确认和关闭，形成管理闭环，提高异常处理的及时性。通过对异常的分析，进行有针对性的持续改进，有效地减少生产停产、质量下降、设备故障等问题。6.2.8 产品物料实时监控 物料管理是支持整个物料流程循环从生产原料的购买和内部控制，过程中工作的规划与控制，直到完成产品仓储出货的整体管理功能。在 MES 中的物料管理主要指车间物料管理，包括在车间的原材料、在制品和成品的管理，以及车间的临时库房、线边库、成品区等临时物料堆放区域的管理。物

43、料管理模块实现物料的标识（比如基于条码、RFID 等）、物料的移动跟踪、物料的储存管理，为实现数据采集与追溯奠定基础。通过优化物料流程，有效管理在制品，减少在制品数量，并对物料的批次相关的信息进行追溯。MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 37 6.2.9 物料请求 1)结合 ERP 料箱条码生成规则的优化和生产线关重件的料箱扫描，能自动预警关重件的配送；2)根据监控到的产线实际生产情况和顺位生产计划，系统自动发起物料请求，发料人员工位一体机自动获取并显示什么工位？什么人？需要什么物料？需要多少？何时需要等信息；3)发料员或配送员自动获得所需物

44、料的工位，在生产什么产品，物料额定需求数量，已发送的物料数量，尚需发送的物料数量；4)结合 RFID 物联网技术，可以实现车间物料、半成品各工位周转的自动识别和跟踪；5)实现现场工位物料实时呼叫和信息传达；MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 38 6.2.10 物料异常管控 1)由系统自动物料请求和人工叫料请求记录以及物料到位确认等信息，系统自动计算物料异常数量（计划数、不合格数、包装差、计划差），轻松追溯员工的报缺情况；2)对计划内、外物资零部件的领、退料及实际生产情况进行系统管控和缺料信息报警。3)更加缺料情况及时通知计划员调整顺位生产计

45、划。6.3 工艺管理 1)工艺管理中结合 BOM 与工艺路线组成工艺树；2)工艺路径设置：设置工艺输出产品、输入产品和工艺参数设置；3)操作工位一体机显示的电子作业指导内容；4)装配防错依据；5)产品是否合格判断；6)智能物料系统配货依据。6.4 设备管理 设备管理指保障生产、检验、物流运输等设备正常运行的相关管理，包括设备的点检管理、维护管理、维修管理、设备故障的管理等。通过采集设备的相关数据，对设备状态进行实时监控，做到提前发现或预防设备故障；通过维修维护管理采集相关过程的数据，实现可追溯，有效减少设备故障时间。MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统

46、有限公司 39 6.5 明匠智能采集和监控系统（MJ-SCADA）设备信息采控系统作为自动化系统“水平”和“垂直”集成的桥梁和纽带，已经广泛应用于工业自动化的各个领域。监控技术为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台，与检测部件、控制部件构成复杂的应用系统，在节能、提高计量精度、改善产品质量、完成部门间精确传递生产信息等方面发挥核心作用，有利于企业消除信息孤岛、降低运作成本、提高生产效率、加快市场反应速度。基于对生产线数据的采集和产品质量跟踪、追溯，以使企业向生产制造柔性化和管理精细化方向发展，提高市场应对的实时性和灵活性，降低不良品率，改善生产线的运行效率，加强生产现场数据采集和在制

47、品管理、产品质量和售后服务能力，降低生产成本等。整体智能自动化生产线控制系统结构图整体分为五个部分(图 2)。其中包括自动化数控生产设备通讯开发设计实现，生产线智能控制核心，人机交互，机器人 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 40 控制与通讯，辅助控制与执行单元。通过自动化数控生产设备的通讯模块，所有生产线上的设备实现通讯连接，生产的信息和机器状态被生产线控制核心的信息处理模块收集起来。智能核心分析模块和决策，跟据所得到的机器信息，以及系统设置信息，最优化的自动安排生产过程。并通过机器人通讯模块接口，对机器人发出控制命令，从而完成整个生产线

48、流水线的生产控制。如果发生故障或者异常情况，控制中心可以向单台生产设备发送控制命令，完成停机，报警或者其他指令。自动化生产线和数控设备的监控管理系统把每台机器的产品加工情况、生产情况、维护情况、停机故障情况、值班情况等信息采集反馈到中控系统，录入中心数据库，进而进行综合分析、对比计算与显示，从而达到监测目的；把机器的加工参数、优化程序、维护计划、生产指标、值班调度等控制指令 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 41 和程序从中控系统下载到各数控机器，从而达到分布式的优化调度、协调与控制，以实现整个生产线的最优化控制与运行。6.5.1 珠海方正

49、设备采控实施方案 6.5.1.1 项目现状 当前设备存在以下问题，给信息采集带来了一定的难度：1）挂接的传感器种类繁多，特性参数采集方式互不相同；2）各设备没有统一的通信协议和接口；3）有些设备甚至没有 PLC 仅仅有一个屏；4）有些设备 PLC 扩展槽已被全部占用，不能再扩展；5）有些设备采用主从式拓扑结构进行组网，总线负载率过高；6）有些设备没有总线接口。6.5.1.2 方案概述 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 42 6.5.1.3 方案介绍 MJIS 2015年珠海方正【MES+EAP】系统-技术文档 上海明匠智能系统有限公司 43 6.6 统计报表 生产过程的实时数据采集进入系统后，可对系统中已有数据自动按规则进行汇总统计和输出报表，例如工时统计、计划的完成情况统计、在制品的统计、生产任务的状态、质量统计分析等。有效的解决由于手工统计所带来耗时长、效率低、易出错的问题。