GBT25485-2010工业自动化系统与集成制造执行系统功能体系结构.pdf 60页

'ICS35．240．50J07园雪中华人民共和国国家标准GB／T25485—2010工业自动化系统与集成制造执行系统功能体系结构IndustrialautomatiOnsystemsandintegration——F岫ctionalarchitectureofmanufacturingexecutionsystem2010—12—01发布2011—05—01实施丰瞀鳃紫瓣警矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会及111 标准分享网www.bzfxw.com免费下载前言··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯·······⋯⋯⋯⋯⋯·l范围⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯·2规范性引用文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·3术语和定义⋯⋯·········⋯⋯⋯⋯⋯⋯·4MES的定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯······⋯-5MEs功能层次定义⋯······⋯⋯⋯⋯⋯-5．1功能层次的描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·5．2制造执行层的主要活动······⋯⋯····5．3各层次间生产信息的交互⋯⋯⋯⋯·6MEs功能体系结构⋯⋯····⋯··⋯⋯⋯·6．1功能体系结构模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·目次6．2生产管理模型⋯⋯⋯⋯···⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·6．3影响生产的主要功能模型⋯⋯⋯⋯⋯·⋯·⋯⋯⋯⋯··6．4影响生产的其他功能模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·附录A(资料性附录)AMR的MEs体系结构⋯⋯⋯·附录B(资料性附录)MEsA的MEs体系结构··⋯⋯··附录c(资料性附录)MEs功能的行业特点⋯⋯⋯⋯·附录D(资料性附录)离散行业MEs解决方案参考示例附录E(资料性附录)流程行业MEs解决方案参考示例参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯······⋯···⋯⋯⋯⋯⋯⋯·图1制造类企业功能层次⋯⋯⋯⋯⋯··⋯···图2生产信息的交互⋯⋯·······⋯⋯⋯⋯⋯·图3MEs功能体系结构模型⋯⋯⋯⋯⋯··图4生产管理模型·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图5产品定义管理模块的信息交互⋯⋯⋯·图6资源管理模块的信息交互⋯⋯⋯·⋯⋯图7生产调度模块的信息交互⋯⋯⋯⋯⋯一图8生产分派模块的信息交互⋯⋯····⋯⋯图9操作管理模块的信息交互⋯⋯⋯⋯⋯图10数据收集模块的信息交互⋯⋯⋯⋯⋯图11生产跟踪模块的信息交互⋯⋯⋯···⋯图12绩效分析模块的信息交互⋯⋯⋯⋯⋯图13生产统计模块的信息交互⋯⋯⋯⋯···，图14“生产、维护、质量、库存”间的信息交互图A．1MES的三层结构模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯图A．2MEs的集成系统模型······⋯····⋯⋯GB／T25485—2010⋯Ⅲ⋯Ⅳ··⋯1‘‘⋯1··⋯1‘‘⋯6⋯一·6⋯～6’’⋯7⋯··7⋯‘‘9⋯’’9⋯10⋯19⋯23···26⋯29···32⋯36⋯44⋯55o7o如u地”M¨¨"璩珀拢孙胛● www.bzfxw.comGB／T25485—2010图A．3REPAc模型⋯⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．图B．1MES的外部系统模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯····图B．2MES的功能模型⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯···图D．1A2MEs整体功能框架··⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯·图D．2A2MES系统拓扑结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·图D．3工厂建模与业务流程定义子系统功能框架图图D．4数据准备与维护子系统功能框架图⋯⋯⋯·图D．5生产管理子系统功能框架图⋯⋯⋯⋯⋯⋯·图D．6生产装置物料管理子系统功能框架图⋯⋯·图D．7数据采集管理子系统功能框架图⋯⋯⋯⋯·图D．8生产过程监控子系统功能框架图⋯⋯⋯⋯·图D．9质量信息管理子系统功能框架图⋯⋯⋯⋯·图D．10生产装置设备管理子系统功能框架图⋯⋯-图D．11系统管理功能框架图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-图E1MES_suite体系结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·图E．2基础数据建模工具⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯图E．3物料平衡技术实现架构⋯···⋯·⋯⋯⋯⋯⋯图E．4运行绩效管理指标及分析架构⋯⋯⋯·⋯⋯图E．5生产质量管理功能框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-图E．6设备维护管理功能框图⋯⋯⋯⋯··⋯⋯⋯··图E．7能源计量管理功能框图⋯⋯···⋯⋯⋯⋯⋯·图E．8物料移动示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯图E．9生产调度系统功能流程示意图⋯⋯⋯⋯⋯-图E．10产品调和系统架构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯⋯-Ⅱ勰趵∞∞∞卵镐∞∞如舡蛇蝎蛆“蛎“钉蛆蚰∞钉跎鸥 www.bzfxw.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载刖置GB／T25485—2010本标准的附录A、附录B、附录c、附录D和附录E均为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(sAc／Tc159)归口。本标准主要起草单位：浙江大学智能系统与控制研究所、北京机械工业自动化研究所。本标准参加起草单位：浙江中控软件技术有限公司、中科院软件研究所、华中科技大学、大连理工大学、清华大学cIMs工程技术研究中心、石化盈科信息技术有限公司。本标准主要起草人：苏宏业、肖力墉、荣冈、王宏安、苗宇、张国军、刘晓冰、沈清泓、黄双喜、吕毅、刘伟、孙洁香。本标准为首次制定。Ⅲ www.bzfxw.comGB／T25485—2010引言本标准的目的是构建制造执行系统(以下简称MEs)的功能体系结构，说明制造执行系统与其他管理信息系统之间的关系，为MEs功能体系的构建提供依据，也为系统集成提供技术框架。本标准的主要内容包括：第1章范国；第2章规范性引用文件；第3章术语与定义；第4章MEs的定义；第5章MEs功能层次定义；第6章MEs功能体系结构；以及5个附录，分别介绍了其他组织的MEs体系结构、MEs功能的行业特点，以及实际企业MEs产品的参考示例。本标准是对现阶段关于MEs的理论资料及针对我国工业企业的实际应用资料的整合，符合国内工业自动化水平的现状和制造执行系统开发与实施的需求。建议本标准与另一个国家标准GB／T18757—2008《工业自动化系统企业参考体系结构与方法论的需求》配套使用。这两个标准对于推动我国制造类企业信息化的标准化和企业建模有重要意义。Ⅳ www.bzfxw.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载工业自动化系统与集成制造执行系统功能体系结构GB／T25485—20101范围本标准明确了制造执行系统(以下简称MEs)在整个制造类企业集成系统中的定义、MEs的主要功能、系统的层次划分、MEs通用的功能体系结构，并提供了实际企业MEs的参考示例。本标准适用于指导MEs软件产品开发、选型及与其他系统的集成，可作为企业选择或评价MEs系统、系统实施和系统集成时的基础性依据。本标准的目标使用者包括：MEs系统产品开发组织、MEs系统应用组织、独立的软件测试机构、MEs实施及咨询服务机构以及软件行业协会、各地区信息产业主管部门等。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB／T19892．12005批控制第1部分：模型和术语(IEC61512—1：1997，IDT)3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3．1抽象abstrMti∞对于时间或空间的无损于感知的缩小，用于区分客观世界和客观世界模型。3．2活动∞“vity功能的全部或一部分。注：企业活动由企业中执行的那些消耗输入，并配给时间与资源，以产生输出的基本任务组成。3．3区域(领域)ar∞由场所确定的物理的、地理的，或逻辑的成组组合。注：它可包含过程单元、生产单元，以及生产线。3．4属性attribute描述实体性质的一条信息。3．5可利用的产能¨ailablecapacity可达到的生产能力部分，但不承诺用于目前或今后的生产。3．6行为behavior系统的整体或部分为完成某项功能而采取的行动或反应的方式。】 www.bzfxw.comGB／T25485—20103．7提单billofladiⅡg货物品的合同或收据，承运人同意将货物从一个地方运输到另一地方，然后送交给一位指定的人，或根据合同所述条件给予赔偿。3．8物料清单billofmaterial所有组装件、零件和／或生产一种产品所用物料的清单，包括制造一种产品所需要的每种物料的数量。3．9资源清单billofresourc目所有资源以及在生产一种产品的生产过程中所需要的资源清单。注：它也是制造一种产品所需要的关键资源清单，组织形式与生产段相同，并经常用来预测主生产计划中活动改变对资源供应的影响。3．10业务过程b瑚ine蟠proce鲻企业(或是企业的一部分)在追求给定目标过程中，为了实现某一期望的结果，所执行的企业活动的偏序集。3．11能力capability采取行动的能力，包括能力(与产能类似)的资格和度量方面的属性。3．12产能cap”ity采取行动的能力的度量，它是能力的一个子集。例如：生产率、流速、质量或体积的度量。3．13分析证书certifi∞teof柚alysis产品或物料符合质量标准或技术规范的证明。注：它可包括分析结果和过程信息的一张表或证明书。它也往往需要物料的保管移交。3．14承担的产能comittedc叩acity当前正在使用或计划中要使用的生产能力的一部分。3．15约束co珊traiⅡt来自系统内部或是外部的对该系统的约束、限制或是限定条件。3．16消耗品co璐umabl髑通常不包括在物料清单内的资源，或在具体的生产要求中并不个别地计量的资源。3．17决策decision在不同活动方案中作选择的结果。3．18详细生产调度detailedproductionschedⅡle组织和构造生产工作命令的集合以及与生产单个或多个产品相关的先后顺序。2 www.bzfxw.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—20103．19企业∞terprise一个或更多个组织共同分担一个明确的使命、目标和目的，以提供一种诸如产品或服务等的输出。3．20设备类别equipm∞tcI∞s为调度和计划的目的而描述一组有类似特性的设备的方法。3．21事件eveⅡt代表一个经过请求或者未经请求的事实，它说明了企业中状态的改变。3．22制成品finished鲫ds已完成所有处理和生产的最终物料。3．23有限产能调度finitecap牡ityscheduliⅡg按生产设备调度工作的调度方法，通过这种方法，生产设备的产能要求不会超出可利用的生产设备产能。3．24中间品放弃要求iⅡ_processwaiver咒qu既ts在保证标准的产品技术规范的场合，在正常生产过程中，由于物料、设备，或质量度量标准偏离而提出的放弃要求。3．25库存管理iⅡventorymⅫagement制造执行层的制造设施在企业生产运行的过程中协调、指导、管理、跟踪库存和物料移动的活动。3．26维护管理maint吼蛐cem蛆agement制造执行层的制造设施协调、指导、管理和跟踪维护设备、工具和相关资产的功能的活动，其目的是保证制造正常运行，以及保证反应性的、周期性的、预防性的，或者先发性的维护调度。3．27制造设施啪nufact盯ingfacility场所的地点或区域，包括地点或区域内的资源，以及与资源使用有关的活动。3．28物料类别materialcl∞s为调度和计划的目的而描述一组有类似特性的物料的方法。3．29物料批量materiaIlot唯一可确认的物料数量。注：它描述可利用物料的实际总量或数量、它的当前状态及其特性值。3．30物料定义materialdefiⅡjtioⅡ一种物质的性质和特性的定义。3．31物料分批量materialsublot唯一可确认的物料批量的子集，包括数量和地点。注：这可以是一个单独的术语。3 www.bzfxw.comGB／T25485—20103．32模型model以任何方式(包括数学、物理、符号、图形或描述等方式)对现实事务某一方面进行的抽象描述。3．33人员类别pe巧oⅡnelcl嬲s为调度和计划的目的而描述一组有类似特性的工作人员的方法。3．34过程段pr∞e蟠跎蛐ent对一个生产段所需资源集合的视图。在支持业务过程的细节层上，与任何特定的产品无关，该业务过程可能也与任何特定产品无关。注：它可能包括物料、能源、工作人员或设备。3．35生产的产能production∞p神ity在企业内完成生产的各种资源的能力。生产的产能包括这些资源的产能，并代表：a)人员、设备、物料，以及过程段能力的汇集；b)目前承担的、可利用的，以及生产设施难以达到的产能的总和；c)对给定的产品混合、原材料、工人工作量、工厂和设备，系统可达到的最高可持续保持的产出率。3．36生产控制producti∞control在一个工场或区域内管理所有生产的功能的汇总。3．37生产分派清单productiondispatchlist特定生产工作命令的集合，这些命令按给定的地点、时间、活动开始或结束的事件来处理特定资源集合。注1：可以以机器指令设置、连续过程运行状况、物料移动指示，或者批系统批次启动的形式。注2：分派清单适用于其他运行管理领域，如维护分派清单、质量测试分派清单，及库存分派清单。3．38生产线prod眦ti蚰liⅡe专用于生产特定数量产品或产品系列的一系列设备。3．39生产管理productionm粕agement制造执行层的制造设施协调、指导、管理和跟踪在成本、质量、数量、安全性和时效性要求下使用原料、能源、设备、人员和信息来生产产品的功能的活动。3．40生产规则productionrul鹤用来指导制造过程中如何生产某种产品的信息。3．41生产单元producti佃uⅡit一组生产设备。它用于一种或多种原料的转换、分离或反应，生产出中间或最终产品。3．42生产工作命令pmducti佃workorder调度工作的单元，可能分派给某个工作中心，并且由低层元素组合而成。4 www.bzfxw.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—20103．43产品product要求的输出或者一个企业生产过程的副产品。注1：从商业观点来看，一个产品可能是中间产品或者最终产品。注2：在IsO10303—1标准中也将产品定义为“由自然或人工过程产出的物质”。3．44特性propeny表示执行一个实体的细节特征的对象。3．45质量管理qualitymⅫagem∞t制造执行层的制造设施协调、指导、管理和跟踪质量测量和汇报功能的活动。3．46资源resowce企业实体，它提供执行企业活动和／或业务过程所需的一些或所有的能力(在本标准的内容中，是人员、设备，和／或物料的集合)。3．47储存单元stomgeuit储存域的次级实体，由物料的储存、移动、条件和处理所需要的设备和信息组成。注：储存单元是设备层次的元素。3．48储存域storagez∞e资源的物流分组，定义了物流控制的范围，包括单个或多个物料的储存、移动、条件和处理所需要的设备和信息。注：储存域是设备层次的元素。3．49系统system为一定目的组织起来的真实世界事物的集合。3．50追溯trMing提供资源和产品使用的组织记录的活动，利用跟踪信息从任何节点，向前或向后。3．51跟踪tracking通过所有示例，使用、更改和分派来记录资源和产品属性的活动。3．52不能达到的产能∞attainablec印∽ity生产的产能中不能达到的部分。注：典型情况是由于诸如设备不可利用性、非最优的调度，或资源有限等因素所致。3．53工段workceu一些不相似的机器组合在一起以生产一系列有相似制造要求的零件。3．54工作中心workc％ter生产单元、生产线、流程段、储存域，或其他同层的设备元素，定义为设备层次模型的扩展。5 www.bzfxw.comGB／T25485—20104MES的定义本标准根据制造执行系统(MEs)的功能特点，对其进行如下定义描述：MEs是针对企业整个生产制造过程进行管理和优化的集成运行系统。它在接受订单开始到制成最终产品的全部时间范围内，采集各种数据信息和状态信息，与上层业务计划层和底层过程控制层进行信息交互，通过整个企业的信息流来支撑企业的信息集成，实现对工厂的全部生产过程进行优化管理。MEs提供实时收集生产过程数据的功能，当工厂发生实时事件时，MEs能够对此及时做出反应、报告，并使用当前的准确数据对其进行指导和处理。这种对事件的迅速响应使得MEs能够减少企业内部无附加值的活动，有效指导工厂的生产运作过程，使其既能提高工厂及时交货能力、改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。5MEs功能层次定义5．1功能层次的描述本标准将制造类企业的信息集成划分为三个不同的功能层次等级，分别是：业务计划层、制造执行层，以及过程控制层(细分为：连续控制、批控制及离散控制)。如图1所示。注：本标准参考了AMR对企业信息集成的3层次划分，同时参考了Purdue企业参考模型及GB／T20720的相关内容，并结合中国企业的实际情况，给出了该功能层次的描述。制定生产计划；确定原材料使用、配送和运输；决定库存水平．时限：季度、月、旬、周、日工作流调度控制；分派生产；设备管理；质量管理；物料跟踪；库存管理：档案维护；生产过程优化时限：日、轮班、小时、分钟感知、操控、监测实际物理生产过程；生产过程的监督控制和自动控制时限：小时、分钟、秒、几分之几秒图1制造类企业功能层次5．1．1过程控制层定义了感知、监测和控制实际物理生产过程的活动。按照实际生产方式的不同，可细分为：连续控制、批控制及离散控制。控制层通常选用的控制系统包括：Dcs(分布式控制系统)、DNc(分布式数控系统)、PLc、scADA等。过程控制层的活动运行时限通常是：小时、分钟、秒、几分之几秒，甚至更快。5．1．2制造执行层介于业务计划层和过程控制层之间，定义了为了实现生产出最终产品的工作流的活动。包括记录维护和过程协调等活动。主要面向制造型企业工厂管理的生产调度、设备管理、质量管理、物料跟踪、库存管理等等。可以通过蛐盼实现这些功能。制造执行层的活动运行时限通常是：日、轮班、小时和分钟。5．1．3业务计划层定义了制造型企业管理所需的相关业务类活动。包括管理企业中的各种资源、管理企业的销售和服务、制定生产计划、确定库存水平，以及确保物料能按时传送到正确的地点进行生产等。通常会选用6 www.bzfxw.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010ERP(或MRPII)、scM、cRM等系统。业务计划层的活动运行时限通常是：季度、月、旬、周、日。5．2制造执行层的主要活动MES需要针对功能层次中制造执行层的活动进行定位与设计，关注制造执行层内部的制造运行和控制功能，以及与业务计划层、过程控制层之间的信息交互。制造执行层的主要活动包括：a)报告包括可变制造成本在内的区域生产情况；b)汇集并维护有关生产、库存量、人力、原材料、备件和能量使用等区域数据；c)完成按工程功能要求的数据收集和离线性能分析，这可能要包括统计质量分析和有关的控制功能；d)完成必要的人员管理功能，诸如：工作时间统计(例如时间、任务)，休假调度，劳动力调度，单位的晋升方针，以及公司内部的培训和人员的技术规范；e)为其自身的区域建立包括维护、运输和其他与生产有关的需要在内的、直接的详细的生产调度计划；f)为其各个生产区域局部优化成本，同时完成由业务计划层所制定的生产计划；g)修改生产计划以补偿在其负责区域可能会出现的工厂生产中断。MEs通过第6章所列举的功能模块实现对这些活动的管理与控制。本标准规定只具备其中的某一个或几个功能，能实现对部分制造运行活动的管理与控制，也属于MEs系列的单一功能产品。5．3各层次间生产信息的交互MEs在企业集成运行系统中需起到连接业务计划层和过程控制层的作用。业务计划层所制定的生产计划需要通过MEs传递给生产现场；同时，来自过程控制层的实际生产状态也需要通过MEs报告给业务计划层。本标准在GB／T20720．1—2006和IEc／IsO62264—3相关内容的基础上进行整合与完善，将业务计划系统和制造执行系统之间交互的生产信息归纳为4类，分别是：产品定义信息、生产能力信息、生产计划调度信息、生产绩效统计信息；同时，将过程控制系统和制造执行系统之间交互的生产信息也归纳为4类，分别是：设备和过程生产规则、操作指令、操作响应、设备和过程数据。如图2所示。图2生产信息的交互 GB／T25485—20105．3．1产品定义信息产品定义信息是产品生产规则、物料清单，以及资源清单之间共享的信息。描述了生产中“应该如何制成产品”的信息。产品生产规则是用来指导如何生产一种产品的制造操作信息。如在GB／T16656．1中定义的产品数据AP(应用协议)、标准操作程序(sOP)、标准操作条件(sOc)、例行工作，或基于所用生产策略的装配步骤。资源清单是生产一种产品所需要的所有资源的列表。资源可包括：物料、人员、设备、能源，及消耗品。资源清单不包括特定的生产步骤，但是它可能以分层方式编制，以反映某些生产步骤。物料清单是表明为生产某种产品所需要的所有物料每种数量的列表。这些物料可以是原材料、中间物料、分装配件、零件，及消耗品。这种表并不包含物料用于何处或何时需用等细节，但是它可能以分层方式组织，以反映某些生产步骤。物料清单通常包括与产品无关的物料，如发货用物料或相应的文件。物料清单是资源清单的子集。制造通知单是与生产有关的物料清单的子集。5．3．2生产能力信息生产能力信息是对生产(指定次数)的所有资源的信息的汇集。它由有关的设备、物料、人员和过程段的信息组成。描述了生产中“什么资源是可用的”的信息。生产能力信息描述了制造控制系统已知的名字、术语、状态和数量。生产能力信息包含用于产能调度和维护信息的词汇表。一种生产能力是对于一个给定的时间段(目前或今后)的人员能力、设备能力、物料能力和过程段能力的汇集，并可分类为“承担的、可利用的和难以达到的”。5．3．3生产计划调度信息对生产的请求可列为生产计划调度信息。生产计划调度信息应由一个或者多个生产请求组成。描述了生产中“将要使用什么资源；将要制造什么产品”的信息。生产请求是指由生产规则标识的单一产品要求生产的请求。生产请求包含为完成计划内生产制造所需要的信息。在某些情况下，物料标识、生产规则标识和物料数量可能就是制造所需的全部信息。其他情况可能需要附加信息。附加信息可以用生产参数、人员要求、设备要求和物料要求来描述。生产请求可以确认或引用相关的生产规则。一个生产请求可能对应一个或多个生产响应。生产请求可包括：a)何时开始生产，主要用于由调度系统控制调度的场合；b)何时结束生产，主要用于制造系统控制其内部调度以满足截止时间；c)请求的优先级，主要用于准确的生产顺序没有在外部计划的情况；d)包装的调度表；e)对被加工物料预先分派的批量标识。5．3．4生产绩效统计信息生产绩效统计信息是对所提出的制造请求的响应报告，是所有生产响应的汇集。描述了生产中“实际使用了什么资源；制成了什么产品”的信息。生产响应是指与生产请求相关联的制造响应。如果生产设备需要将生产请求分解成几个更小的工作单元，那么对一个单独的生产请求可以有一个或多个生产响应。示例：对生产200个齿轮的单一生产请求，由于制造条件所限，可以报告为10个生产响应对象，每个响应对象为20个齿轮。生产结果可包括请求状况，诸如完成百分率、完工状态，或中止状态。在生产结束或在生产过程中，生产响应包括了向业务系统回报的事项。由于生产物料或中间物料的成本核算，业务系统需要知道中间生产响应状态，而不是等待最终生产响应状态。5．3．5设备和过程生产规则设备和过程生产规则可以定义为基于特定分配任务的、对过程控制层的专门说明。示例：针对特定产品的cNc机械程序；随着控制过程改变的PLc程序；或过程控制层中执行的单个配方。可参见15969．3—2005，作为此数据类型的例子。8 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—20105．3．6操作指令操作指令定义为传递给过程控制层的请求信息。它们是用来启动或完成一个操作的典型指令。这些信息可以通过sOP(标准操作程序)的方式呈现或者直接传递给操作员，比如调高机器或清洗机器的步骤。注：此信息交换与GB／T19892．1—2005所定义的调制器——设备接口一致。5．3．7操作响应操作响应定义为从过程控制层接收的针对指令的响应信息。这些信息与操作的完成情况或实际状况相对应。注：此信息交换与GB／T19892．1—2005所定义的调制器——设备接口一致。5．3．8设备和过程数据设备和过程数据定义为从过程控制层接收的关于监测结果的信息。这是关于被执行过程和相关资源的典型信息。6MEs功能体系结构6．1功能体系结构模型图3详细描述了制造执行系统的功能体系结构模型。圉3MEs功能体系结构模型该模型定义了MEs的基本功能体系结构，以“生产管理”为中心，对制造执行层进行了功能结构的划分，给出了制造执行层内部的主要功能，以及功能之间传递的信息流，具体划分为以下三部分模型，并对其进行描述。生产管理模型(图3中制造执行层左侧虚线框内表示的部分)：是制造执行系统的核心部分。它又进一步细分为9个相对独立的子功能，分别是：产品定义管理、资源管理、生产调度、生产分派、操作管理、数据收集、生产跟踪、绩效分析、生产统计。同时，本模型给出了这9个子功能间的信息交互关系，以及特定功能模块与上层业务计划层和下层过程控制层之间的信息交互，明确地定义了信息流的走向。本标准将在6．2进一步给出“生产管理”内部的区域划分、各子功能的详细定义，以及各个信息流的明确定义。9 GB／T25485—2010影响生产的主要功能模型(图3中制造执行层右侧虚线框部分)：定义了“维护管理”、“质量管理”、“库存管理”。它们都是制造类企业的制造执行层中必不可少的组成部分，它们对制造类企业的生产运行会产生极为重要的影响，有时甚至是决定性的影响。本模型通过信息流的定义来表达它们之间，及它们与生产之间的相互影响关系。本标准将在6．3进一步给出“维护管理”、“质量管理”、“库存管理”的详细表述；并且给出它们与“生产管理”之间主要的交互信息流。影响生产的其他功能模型(图3的制造执行层中右下脚方框)：它们并不是对于所有的制造类企业都是必需的，但是有时它们对生产也将会产生非常重要影响，或是可以对生产的管理提供非常有益的帮助。同时，对于不同的行业和不同企业的实际情况，需要这样的功能扩展也将会有所区别。本标准将在6．4进一步给出“能源管理”、“安全管理”、“文档管理”、“系统仿真”这几个扩展功能的定义，它们对于大多数的制造类企业也将会产生较为重要影响。同时，本标准规定针对特定行业或特定企业的制造执行系统，可以根据具体行业和企业的实际情况，对这部分模型进行进一步的模块定义、扩展和删减。6．2生产管理模型“生产管理”可定义为一组满足成本、质量、数量、安全性和实时性要求的活动，这组活动对关于利用原材料、能源、设备、人员和信息来制造产品的诸多功能进行协调、指导、管理和跟踪。包括：a)收集和保存关于产品、库存、人力、原材料、剩余部分和能源使用的数据。b)实现必需的人员管理功能，像工作时期统计表(例如，时间、任务)、休假时间表、劳动强度统计表、工会路线的进展，以及内部培训和人员资格认证。c)为所辖区域内的维护、运输，及其他与生产有关的请求建立及时的详细生产调度。d)在完成业务计划层制定的生产调度的同时，对个别产品区域进行本地成本优化。e)在职责范围内，修改生产调度，来补偿可能发生的生产中断行为。f)提交含可变制造成本的生产报告。g)按工程功能的要求进行数据收集和离线分析。包括基于统计学的质量分析以及相关控制功能。图4详细描述了“生产管理”内部的9个子功能，并给出了各功能之间，以及特定功能模块与上层业务计划层和下层过程控制层之间传递的信息流。对应了图3中左侧虚线框内所表示的部分，是制造执行系统的核心。注：本条目参考了IEc／Is062264—3的部分内容，并进行了修改和补充，给出该生产管理模型。图4生产管理模型 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010图4中的三个虚线框表示了三个不同性质的区域。通过这三个区域的功能划分，可使得生产管理模型形成一个完整的逻辑闭环，从而可以有效控制整个生产运行的全过程。这三个区域分别是：a)基础静态信息定义区域：包括产品定义管理模块和资源管理模块，主要功能是管理企业生产运行过程中必备的产品定义类信息和基础资源类信息。如：产品生产规则(含sOP、sOc等)的确定与维护；生产方案、资源清单及物料清单的定义与维护；人员、设备和物料等基础信息的定义与维护；企业产能利用情况的信息管理等。b)生产调度指令下达区域：包括生产调度模块、生产分派模块和操作管理模块。主要功能是将业务计划层传递下来的生产计划调度信息通过生产调度模块细化为详细生产计划调度信息，再经生产分派模块转化为生产分派清单，最后经过操作管理模块转化为操作命令下达给过程控制层，从而指导实际的生产运行过程。c)生产绩效统计反馈区域：包括数据收集模块、生产跟踪模块、绩效分析模块，以及生产统计模块。主要功能是将过程控制层中的生产和资源的过程数据通过数据收集模块采集上来，再传递给生产跟踪模块和绩效分析模块进行跟踪、分析和处理，再将处理好的数据传递给生产统计模块，最终整理成为生产绩效统计信息反馈给业务计划层。6．2．1产品定义管理6．2．1．1功能定义产品定义管理定义为：制造执行层中管理所有关于制造所必需的产品信息的功能模块，包括产品生产规则。产品生产规则、物料清单和资源清单共享产品定义信息。产品生产规则包含了用于指导制造工作如何生产产品的信息。在具体企业中，这可被称为通用配方、现场配方或主配方，是标准运行程序(s0P)、标准运行条件(sOc)、生产路线安排，或基于生产策略使用的集中步骤。产品定义信息的制定使制造执行层的其他功能和过程控制层的功能按要求实现。产品定义管理包含产品生产规则分配的管理。生产规则的某些部分可能存在于过程控制层设备中。当某种情形下，为了避免影响生产，此类信息的下载可以与其他功能相配合。如当下载的是某操作管理活动的一部分时，这信息可以是操作指令的一个部分。6．2．1．2信息流传递如图5所示，描述了产品定义管理模块主要传递的信息流。包括：a)产品定义信息：由上层的业务计划层传递给产品定义管理模块的信息。b)设备和过程的生产规则：由产品定义管理模块传递给下层的过程控制层的信息。c)产品生产规则和生产路线：由产品定义管理模块分别传递给生产调度、生产分派和操作管理模块的信息。d)生产KPI定义：由产品定义管理模块传递给绩效分析模块的信息。图5产品定义管理模块的信息交互 GB／T25485—20106．2．1．3详细任务定义产品定义管理的任务包括：a)管理文档，比如制造说明书、配方、产品结构图、制造清单和产品变量定义；b)新产品定义的管理；c)产品定义变化的管理，包括路线设计和制造清单在批准过程中的可修改性、翻译管理、跟踪修改和信息的安全性控制；d)向工作人员或其他活动提供产品生产规则；e)例如：制造步骤、主要配方、机器设置规则和过程流程图的形式；f)维持产品可行而详细的生产安排；g)在制造运行必需的细节上为制造运行提供产品的分割路线；h)在业务运行必需的细节上对产品定义管理的信息与业务计划层的功能之间的交流进行管理；i)基于过程分析和生产绩效分析的产品生产规则的优化；j)生成和维持与产品间接相关的本地生产规则集，比如清洁、启动和关闭；k)与产品和生产有关的关键性能指示器的管理。注：在产品定义管理行为中存在一系列的工具来帮助完成产品定义管理，包括机械和电子计算机辅助设计(cAD)、计算机辅助工程(cAE)、计算机辅助软件工程(cAsE)、配方管理系统、计算机辅助过程工程(cAPE)，以及电子工作指示(EWIs)。6．2．2资源管理6．2．2．1功能定义资源管理定义为：一系列有关生产运行所必需的信息的资源管理的活动。这些资源包括机器、工具、劳动力(经过专门技术培训)、原料和能源。对这些资源进行直接控制是为了满足完成其他活动的生产要求，比如生产分配和生产执行管理。资源信息的管理可以由计算机系统完成，但也可能部分或完全由手工替代。资源管理可以包含为未来使用的本地资源预留系统的信息管理。每种重要资源的管理应该有独立的预留系统。每种资源都有独立的活动，或者一批资源有相互结合的活动。在某些特定时期，资源信息必须为特定资源维持和提供承担的、可利用的、难以达到的活动信息。6．2．2．2信息流传递如图6所示，描述了资源管理模块主要传递的信息流。包括：a)生产能力信息：由上层的业务计划层传递给资源管理模块的信息。b)资源能力信息：由资源管理模块传递给生产调度模块的信息。c)资源可用性信息：由资源管理模块分别传递给生产分派和绩效分析模块的信息。图6资源管理模块的信息交互罗≥ 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—20106．2．2．3详细任务定义资源管理的任务包括：a)提供人员、物料和设备资源的定义。这些信息以需求量或详细进度表的形式提供给人、应用软件，或其他活动。b)提供关于资源(物料、设备、人员)能力(承担的、可利用的、难以达到的)的信息。这些信息基于当前状况、未来预留和未来需求(生产计划和详细生产调度中确定的)，并且针对不同的资源，不同的时间范围和过程。包括当前产品消耗损失的账目平衡，以需求量或详细进度表的形式提供给人、应用软件或其他活动。c)确保获得的资源满足未来操作能力的启动。d)确保分配任务的设备是可用的；工作许可证是合适的；分配的人员是接受过培训的。示例l：在生产操作前，检查设备的杀菌状况是否合适(“干净”)。e)提供资源所在地和分配给生产的资源所在地的信息。示例2：为一个可以在多区域使用的可移动检查机械提供一个场地。f)收集人员、设备和物料资源的当前信息，以及资源产能和能力的信息。基于事件、需求量和既定进度表收集，也可从设备、人和应用软件中收集。g)收集未来需求，比如从生产计划，当前生产，维护时间表，或者休假表收集。h)维护人员资格测试结果的信息。i)维护设备能力测试结果的信息。j)未来使用资源的预留管理。6．2．3生产调度6．2．3．1功能定义生产调度定义为：一组满足生产要求的生产路线安排和最佳利用本地资源的活动。它基于业务计划层中生产计划的要求、产品定义信息和资源能力信息，来解决生产的约束性和可用性；同时利用生产跟踪模块的信息来解决过程中的实际工作。包括对最少设备设置或清洗的要求进行排序，对设备最佳利用要求的协调，以及由于批量和有限产率所引起的拆分请求。生产调度会考虑本地资源的情况和可用性。6．2．3．2信息流传递如图7所示，描述了生产调度模块主要传递的信息流。包括：a)生产计划调度信息：由上层的业务计划层传递给生产调度模块的信息。b)产品生产规则和生产路线：由产品定义管理模块传递给生产调度模块的信息。c)资源能力信息：由资源管理模块传递给生产调度模块的信息。d)在制品信息和工作完成信息：由生产跟踪模块传递给生产调度模块的信息。e)详细生产调度：由生产调度模块传递给生产分派模块的信息。图7生产调度模块的信息交互 GB／T25485—20106．2．3．3详细任务定义生产调度的任务包括：a)创建和维护详细的生产进度表。b)生产实际与生产计划的比较。c)确定生产资源管理功能使用的每项资源的可靠性。d)从维护管理、质量管理和库存管理获取信息。e)执行假设分析仿真。包括：为业务计划层提出的生产计划要求计算产品交货期和最终完成时间；为每个周期确定资源瓶颈；以及保证未来生产的可用时间。f)处理突发异常事件。比如设备损耗、劳动力资源改变、原料物性变化，生产调度需要重新进行计算，修改生产进度表。示例：生产调度可能强制执行调度策略，比如向前(推)或向后(拉)的选择；每个工序的优先分配；应用在生产装置的特定限制；瓶颈资源的时间缓冲安置；等等。6．2．4生产分派6．2．4．1功能定义生产分派定义为：一组管理把生产任务分派给设备和人员的生产流的活动。包括：a)批控制系统中调度分批开始。b)生产线上调度生产运转的开始。c)在生产单位中指定标准操作条件的对象。d)向工作中心传递工作顺序。e)向人工操作发送工作顺序。示例：分派的工作可以是机器设置、等级变化转换、设备清洗、运转速度设置，或者生产流设置。6．2．4．2信息流传递如图8所示，描述了生产分派模块主要传递的信息流。包括：a)详细生产调度：由生产调度模块传递给生产分派模块的信息。b)产品生产规则和生产路线：由产品定义管理模块传递给生产分派模块的信息。c)资源可用性信息：由资源管理模块传递给生产分派模块的信息。d)实际生产和设备状况：由数据收集模块传递给生产分派模块的信息。e)生产分派清单：由生产分派模块传递给操作管理模块的信息。f)生产和资源的分派清单：由生产分派模块传递给生产跟踪模块的信息。图8生产分派模块的信息交互6．2．4．3详细任务定义a)按照生产进度表发送生产的工作顺序。b)分配本地资源，这些没有被确定为生产调度的一部分。14 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010c)发布本地资源，来开始工序。d)处理生产调度中未预知的情形。可以包括管理工作流程和缓冲中的判断。这些信息必须与维护管理、质量管理、库存管理，以及生产资源管理相一致。e)维持工序状况。示侧：经核准的，固定的，在线的，已删除的。f)确保在调度下的过程制约和调整来满足生产。发生在调度创建之后，元素执行之前。g)当突发的异常事件导致无法满足调度要求时，及时通知生产调度。h)从质量管理中获取信息，以显示可能与调度事件有关的未曾预料的情形。i)从资源管理获取关于与预定事件有关的不曾预料的未来资源可用性的信息。j)发送或创建可用的生产分派名单来指明将要执行的生产活动。6．2．5操作管理6．2．5．1功能定义操作管理应该定义为：一组指导生产执行的活动，对应了生产分派名单所列出的内容。操作管理的活动包括：通过产品生产的操作次序的合理安排，来选择、启动和移动工作单元(例如批次、子批次，或批量)。实际的操作工作(手工或自动)则是过程控制层的一部分。注：次序是以特定生产项目的详细生产路线的形式定义的。操作管理处理的是工作的个别单元，从一个工作或一个步骤到下一个，对诸如实际物料消耗、劳动时间的使用、每个步骤或工作的出产和废料等事件进行收集和统计。这使得生产装置中的每个批次或工作单元或生产指令的状态和位置在任何时间都是可见的，并且提供了一种方法使得生产装置的指令对于外部是透明的。操作管理可以使用来自于先前的生产运转、生产跟踪所捕获的信息，来进行本地最优化和提高效率。操作管理的活动通常包括在某个地点或区域的手动和自动过程的协调。这通常需要自动控制设备具有良好的信息交互通道。6．2．5．2信息流传递如图9所示，描述了操作管理模块主要传递的信息流。包括：a)生产分派清单：由生产分派模块传递给操作管理模块的信息。b)产品生产规则和生产路线：由产品定义管理模块传递给操作管理模块的信息。c)操作命令：由操作管理模块传递给下层的过程控制层的信息。d)操作响应：由下层的过程控制层传递给操作管理模块的信息。e)生产信息和生产事件：由操作管理模块传递给数据收集模块的信息。图9操作管理模块的信息交互6．2．5．3详细任务定义操作管理的任务包括：a)指导生产操作的执行，以及过程控制层中活动的初始化。 GB／T25485—2010b)确保生产中使用的是恰当的资源(设备、物料和人员)。c)确认操作是按照公认的质量标准执行的。包括从质量管理活动获取信息。d)确保资源对于分配的任务是有效的。示例1：确保设备的杀菌情况对于分配的操作是正确的(例如：用于生产前，容器是“干净”的)。示例2：设备证明是当前可用的；人员是合格的；物料是可以使用的。e)在当前控制运行时间下分配资源。示例3：如果生产调度投有定义分配单位，就要按批单位分配。f)当突发的异常事件使得不能满足工作要求时，通知其他的活动。g)从资源管理获取关于无法预料的未来资源可用性的信息。h)为生产操作提供生产信息和事件，像定时、出产、劳动力和物料的使用、运转启动，以及运转完成。6．2．6数据收集6．2．6．1功能定义数据收集定义为：一系列为特定工作过程或特定生产要求收集、编辑和管理生产数据韵活动。制造执行系统主要处理诸如数量(重量、单位等等)和有关参数(比率、温度等等)的过程信息，以及诸如控制器、传感器和执行器状态的设备信息。处理的信息包括：传感器读取、设备状态、事件数据、操作员登录数据、交互数据、操作行动、消息、模型计算结果，以及其他产品制造的重要信息。数据收集是基于固定时间或事件的，按时间或事件添加数据把收集的信息联系起来。6．2．6．2信息流传递如图10所示，描述了数据收集模块主要传递的信息流。包括：a)设备和过程数据：由下层的过程控制层传递给数据收集模块的信息。b)生产信息和生产事件：由操作管理模块传递给数据收集模块的信息。c)生产和资源历史数据：由数据收集模块分别传递给生产跟踪模块和绩效分析模块的信息。d)实际生产和设备状况：由数据收集模块传递给生产分派模块的信息。图10数据收集模块的信息交互6．2．6．3详细任务定义数据收集的任务包括：a)收集、恢复及存储那些与生产请求的执行或者设备的使用情况有关的信息，也包括生产人员加入的信息。示例：过程数据}设备状态数据；批次和分批次的位置和数量的数据收集；运行日志(生产装置的条目和注释)。b)向基础过程或生产线管理系统、实验室信息管理系统，以及生产管理系统提供接口，来实现信息的自动收集。c)提供关于生产数据的报告。16 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010d)为本地生产过程和生产分析，以及向上层系统报告进行信息维护。e)为产品跟踪的实现，以及保证跟踪能力，如跟踪产品特定的物料、设备和操作者，进行跟踪的信息维护。f)提供顺从监控和管理功能警报(事件日志和时间序列)。g)为规范比较提供收集的产品质量信息。6．2．7生产跟踪6．2．7．1功能定义生产跟踪应定义为：一系列根据生产和资源的历史数据跟踪生产过程的活动。它向生产调度模块提供信息，使得生产调度可以根据当前情况进行更新；同时，它也向生产统计模块提供产品生产过程中详细的人员设备的实际使用情况、物料的消耗、物料的生产等信息。6．2．7．2信息流传递如图11所示，描述了生产跟踪模块主要传递的信息流。包括：a)生产和资源历史数据：由数据收集模块传递给生产跟踪模块的信息。b)生产和资源的分派清单：由生产分派模块传递给生产跟踪模块的信息。c)质量和绩效数据：由生产跟踪模块传递给绩效分析模块的信息。d)在制品信息和工作完成信息：由生产跟踪模块传递给生产调度模块的信息。e)生产物料和消耗品信息：由生产跟踪模块传递给生产统计模块的信息。图11生产跟踪模块的信息交互6．2．7．3详细任务定义生产跟踪的任务包括：a)通过维持特定时期内每个容器中物料的描述，以及跟踪生产区域内所有物料的路径，来追溯生产装置的物料移动。b)记录移动的启动和终止，收集关于批次和分批次的数量和位置的更新信息。c)从数据收集和绩效分析获取信息；例如，一组关于生产物料消耗的信息(产品跟踪和追溯的重要组成部分)；一组关于生产过程中生产装置的运行环境状况的信息。d)把过程事件，包括生产和物料移动事件，转换为产品信息。e)为跟踪(记录)和追溯(分析)提供信息。f)产生生产物料和消耗品的信息。可以提供给人员、应用软件，或者其他活动。g)产生关于生产过程的报告。包括调整或质量管理所要求的报告。6．2．8绩效分析6．2．8．1功能定义绩效分析定义为：一系列为业务系统分析和汇报绩效信息的活动。包括：对装置生产周期、资源利用、设备使用、设备性能、程序效率，以及生产可变性等信息的分析。17 GB／T25485—2010这些分析可被用于完善KPI报告，以及进行生产和资源利用的最优化。这些信息可以按计划提供；可以在生产运行结束或批次结束时提供；或者依据需求提供。绩效分析的过程是在线的。一旦优化开始，并且强制实施约束，其他系统约束就会产生。另外，市场条件和产品组合的变更可能会引起优化标准和系统约束的改变。在多变的环境里，绩效分析活动有规律地重新检查当前的产量、政策及预期情形，使系统的生产量最大化。6．2．8．2信息流传递如图12所示，描述了绩效分析模块主要传递的信息流。包括：a)生产KPI定义：由产品定义管理模块传递给绩效分析模块的信息。b)资源可用性信息：由资源管理模块传递给绩效分析模块的信息。c)生产和资源历史数据：由数据收集模块传递给绩效分析模块的信息。d)统计信息：由生产统计模块传递给绩效分析模块的信息。e)质量和绩效数据：由生产跟踪模块传递给绩效分析模块的信息。同时，经绩效分析模块处理后，再传递给生产统计模块。图12绩效分析模块的信息交互6．2．8．3详细任务定义绩效分析的任务包括：a)评估产能和质量的约束力。b)执行决定产能所必需的性能测试。c)不同生产线之间的比较；与制造平均水平的比较，或者与目标运行要求的比较。d)一个运转与另一个的比较和对比。e)生产运转与公认的“最佳运转”的比较。注：“最佳运转”是指生产历史中最好的运转，这里的最好可以是质量最高；或是成本最低；或一些其他的标准。f)找出“最佳运转”不同寻常的原因。g)运转与定义的“最佳运转”的比较。h)基于连续过程改进的分析结果，改变过程和程序。i)根据当前和过去的绩效，预测生产运转的结果。包括生成生产指标。6．2．9生产统计6．2．9．1功能定义生产统计应该定义为：一系列为业务计划层作出生产响应准备的活动。包括总结和汇报关于产品生产过程中人员和设备的实际使用情况、物料消耗、物料生产，以及其他诸如成本和绩效分析结果的有关生产数据的信息。 标准分享网www.bzfxw.com免费下载6．2．9．2信息流传递如图13所示，描述了生产统计模块主要传递的信息流。包括：a)生产物料和消耗品信息：由生产跟踪模块传递给生产统计模块的信息。b)质量和绩效数据：由绩效分析模块传递给生产统计模块的信息。c)生产绩效统计信息：由生产统计模块传递给上层的业务计划层的信息。d)统计信息：由生产统计模块传递给绩效分析模块的信息。GB／T25485—2010图13生产统计模块的信息交互6．2．9．3详细任务定义生产统计的任务包括：a)收集、汇总详细生产跟踪的数据。b)将详细生产跟踪数据转换为物料分类汇总信息。c)对生产物料进行投入产出平衡统计。d)为生产绩效提供物料统计平衡的信息。e)产生关于生产物料的报告。f)产生生产装置绩效与生产成本的报告。6．3影响生产的主要功能模型对于制造类企业的制造运行过程，“维护管理”、“质量管理”、“库存管理”是必不可少的组成部分，它们对生产将会产生极为重要的影响，有时甚至是决定性的影响。示例l：在制药产业，“质量管理”可能指导其他的活动过程，对生产制造产生重要影响。示例2：在物流中心或精炼行业，“库存管理”可能指导其他的活动过程，对生产制造产生重要影响。本条内容将给出“维护管理”、“质量管理”、“库存管理”的主要功能定义；并给出它们与“生产管理”之间主要交互的信息流。6．3．1维护管理维护管理可以定义为一组协调、指导和跟踪设备、工具及相关资产的维护功能的活动，该功能保证了设备、工具及相关资产的制造可用性，并且保证反应性的、周期性的、预防性的，或者先发性的维护调度得以顺利执行。维护管理支持以下4个主要的维护类别：a)提供设备故障响应的维护。注1：在某些行业以矫正维护或者反应性维护响应为主。b)基于时间或周期的循环维护的调度和实施。注2：在某些行业以预防性维护为主。c)提供基于状态的维护，源于从设备或从设备推断获得的信息。注3：在某些行业以基于状态的维护为主。注4：包括基于未来故障预期的预先维护。】9 GB／T25485—2010d)资源运行绩效和效率的优化。注5：在某些行业也被认为是生产和过程分析的一部分。注6：包括生产和支持设备的轻微改变。这些轻微改变常会消耗维护资源的一个重要组成部分。维护管理的主要功能包括：a)提供纠正性的、预防性的和基于状态的维护。b)向预期故障，包括设备自检和诊断活动，提供设备监测功能。c)生成维护成本和绩效的报告。d)协调和监测已指定的维护工作。e)监督维护请求。f)维护完成报告，包括配件的使用、维护工作，以及维护成本。g)与操作员和生产装置管理人员协调既定工作。h)做出生产设备的绩效证明。i)支持产品转变需求，包括设备的变更。j)监测和更新维护历史文档。注7i本标准是面向整个制造业定义维护管理的通用功能，具体企业可根据自身实际情况进行扩展。注8：由于行业闯差异较大，本标准并未定义维护管理的功能实现方式，具体企业可根据自身情况，定义维护管理的功能实现方式。6．3．2质量管理质量管理定义为协调、指导和跟踪质量测量和报告的功能的活动集合。广义的质量管理同时包括质量操作和那些以保证中间和最终产品质量为目的的操作管理。质量管理的主要功能包括：a)测试和检验物料质量(原料、成品和中间产品)。b)测量和报告设备能力以满足质量目标。c)保证产品质量。d)设置质量标准。e)设置人员资格和培训质量标准。f)设置质量的控制标准。注1：本标准定义的质量管理不包括从业务计划层向制造和实验室测试活动设置和发行标准和方法，来协调来自工艺、销售和消费服务的要求。注2：本标准是面向整个制造业定义质量管理的通用功能，具体企业可根据自身实际情况进行扩展。6．3．2．1质量测试管理质量测试管理是质量管理的一个必需的部分。本标准对其主要功能进一步详细定义。a)原料评价1)在与设置标准一致的情况下，以利用为目的测试原料的引入和批准。2)为质量控制分析收集和维持质量控制文件数据。3)测试过程中未消耗的物料，比如催化剂。b)产品评价1)中间和最终产品测试以及向分类报告结果。2)为质量控制分析收集和维持质量控制文件数据。3)与顾客要求核对产品数据来保证出货前的质量充分。4)使用在线过程分析基于过程数据实施产品的实时释放或部署。c)分类和证明测试1)在与设置标准一致的情况下成品质量和道具的分类。2)汇报完成的产品库存控制的QA结果和分类。3)保证产品按标准过程条件生产。20 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—20104)使用在线过程分析核对过程一致性。d)QA认证1)与标准核对样本结果。z)利用统计学质量控制方法进行测试分析。3)维持每个连续质量控制研究核对过的项目的质量统计。e)实验和自动分析1)指导样本产品公制的、化学的和物理的测试，为进行中的质量控制测试获取数据。2)向分析设备和质量控制系统传递测试数据来保证产品的未来质量。3)基于在线模型推断物料属性。6．3．2．2质量测试方式质量管理的一个重要方面是测试和检查。测试的一些方式包括：a)物料、供应商、设备或其他资源的测试，以确定使用的资源满足定义的质量要求。b)环境测试：用于核对环境和生产对环境的影响。例如，装备或消耗品(如水或溶剂)的污染；生产设备里的空气或排放物的污染。c)参考分析测试：由发送到不同实验室的已知样品组成，以核对特定实验室里的绩效。示例：执行测试观察一个实验室是否能获得正确的结果。d)资产可靠性测试：预防性的维护测试指导提供产品和过程的一致性。示例：产品和设备装置的振动姿态；物理道具的油性／流动性测试；污染和金属的比例；以及超声波压型。6．3．2．3质量测试时间地点测试可以发生在制造过程的不同时间和地点。包括以下例子：a)在线测试：在线测试是操作管理的一部分，其中测试设备是过程的一部分。b)半在线测试：半在线测试时，测试物料离开生产运转，但测试在生产线上执行。c)离线测试：离线测试时，测试离开操作管理，在实验室里进行。6．3．2．4质量测试支持工具针对不同的企业，有不同类型的工具支持质量管理。典型地包括：实验室信息管理系统(LIMs)、历史系统、批管理系统、sPc(统计过程控制)或sQc(统计质量控制)系统，或者OEE(全局设备效率)。注3：由于行业阃差异较大，本标准并不限定质量管理的功能实现方式，具体企业可根据自身情况，定义质量管理的功能实现方式。6．3．3库存管理库存管理可以定义为制造设施在企业生产运行的过程中协调、指导、管理、跟踪库存和物料移动的活动。库存管理的主要功能包括：a)管理和跟踪产品和物料的库存。注1：物料可以是生产物料、维护物料、质量物料，或其他需要跟踪和管理的物料。b)履行周期性和按要求的库存周期计算。c)管理工作中心之间物料的移动。d)测量和报告库存和物料的移动能力。e)协调和控制物料移动中利用的人员和设备。f)指导和监测物料与生产管理、质量管理或维护管理之间的进出传递。g)向生产管理活动汇报库存。h)追溯原料在贮藏库的进出。i)确定拆包调度。j)运输和监控贮藏库中物料的移动。2】 GB／T25485—2010本标准中还有其他的库存运行管理方面没有定义，比如与供应商和发行商的协调，以及价格谈判。本标准假设这些是业务计划层的功能。影响物料的功能可以归为六个功能类：物料接收、物料储存、物料移动、物料处理或转化、物料测试，以及物料出货。物料处理和测试在之前已经讨论过了。本条定义了物料移动和储存功能。物料移动和储存使用物理设备和手工或自动控制，与生产单元、生产线和过程单元中物料处理所要求的设备和控制相似。注2：本标准是面向整个制造业定义库存管理的通用功能，具体企业可根据自身实际情况进行扩展。注3：由于行业间差异较大，本标准并未定义库存管理的功能实现方式，具体企业可根据自身情况，定义库存管理的功能实现方式。在某些行业和运行中，库存移动活动可能会归为其他管理活动的一部分。在其他情况下，它们是作为单独库存移动活动处理的。6．3．4各模型间的信息交互如图14所示，本条款将依据中国制造类企业的通常情况，来定义“维护管理”、“质量管理”、“库存管理”与“生产管理”之间主要交互的信息流。由于行业间差异较大，本标准只定义了各模型之间最通用的信息交互；同时，由于不同行业有不同的习惯和术语，本标准只能进行抽象定义，具体行业或实际企业可以根据自身的实际情况进行信息流的扩展、修改或删减。图14“生产、维护、质量、库存”间的信息交互a)设备维护请求：是指计划内的对设备功能进行维护的请求；是从上层业务计划层传递给维护管理的信息流。b)设备维护响应：是指例行的、计划的设备维护登录状态或完成；是维护管理反馈回上层业务计划层的信息流。c)突发事件维护请求：是指由于意外事件所引起的非计划请求，比如变压器遭到雷击。它是从生 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010产管理传递给维护管理的信息流。d)突发事件维护响应：是指非计划的设备维护登录状态或完成。它是维护管理反馈给生产管理的信息流。e)维护标准和方法：通常指为完成功能所作的维护的已采纳操作与步骤。它是从生产管理传递给维护管理的信息流。f)维护技术反馈：通常是有关生产设备性能和可靠性的信息，并可能包括关于已完成维护的报告。维护报告可能包括按计划的、预防性的，或预测性的维护。它是维护管理传递给生产管理的信息流。g)物料和能源需求：是指目前计划的或正在执行的生产所需要的资源需求，通常包括具有截止时间的物料请求、物料保留、实际消耗指示、保留解除、对消耗的调节等。它是从生产管理传递给库存管理的信息流。h)物料和能源库存量信息：是指目前可用于短期计划和生产的可利用的物料和能源的相关信息，通常涉及原材料。它是库存管理传递给生产管理的信息流。i)库存请求：是指工作中心(生产单元、生产线、流程段、储存域)之间物料转移的请求。它是从生产管理传递给库存管理的信息流。j)库存响应：定义为库存请求的回应，表示请求的完成情况(成功或不成功)。它是库存管理传递给生产管理的信息流。k)产品库存量信息：是指库存管理所控制的产品的当前库存量信息，通常包括用于新生产调度的产品数量、质量和位置信息，以及之前按计划生产的反馈信息。这是可供分配或发运的全部产品。它是库存管理传递给生产管理的信息流。1)过程数据：是关于生产过程并且与特定产品和生产要求相关联的信息。它是从生产管理分别传递给库存管理和质量管理的信息流。它在产品库存量控制的过程中，需要作为可交付的制成产品的一部分；同时，它在质量保证时，也将作为QA功能的一部分。m)中间品放弃请求：指由于物料、设备或质量尺度方面偏离正常生产程序，但仍保持正常产品技术规范时的放弃请求。它是从生产管理传递给质量管理的信息流，并且通过质量保证结果来响应此类请求。n)质量测试请求：定义为在物料或设备上进行测试活动的请求，可能包括中间产品、原料、制成品的检查请求，以及设备校准的测试请求。它是分别由生产管理和库存管理传递给质量管理的信息流。o)质量保证结果：是指对原材料、加工中物料或产品所作的QA试验得出的结果。质量保证结果涉及对产品所作的试验或在某个特定的生产段对中间品所作的试验。质量保证结果可能允许生产过程中的中间品的放弃请求。它是从质量管理分别传递给库存管理和生产管理的信息流。在库存管理发运一件产品之前，可能需要一个肯定的QA结果。在生产管理传送产品之前，可能也需要一个肯定的QA结果。p)库存消耗、容积状况、流程读数：是库存管理从下层的过程控制层实时测量的有关产品、物料及中间产品的库存状态及消耗的相关信息。q)样品数据采集：是质量管理从下层的过程控制层实时采集的有关产品、物料及中间产品的质量数据的相关信息。6．4影响生产的其他功能模型除了本标准6．3所定义的影响生产的主要功能以外，还有其他一些业务功能可能会对制造类企业产生一定程度的影响，它们并不是对于所有的制造类企业都是必需的，但是有时它们对生产的影响也是非常重要的，或是可以对生产管理提供非常有益的帮助。同时，对于不同行业和不同企业的实际情况来说，所需要这样的业务功能扩展也将会有所区别。本标准将在本条进一步给出“能源管理”、“生产安全23 GB／T25485—2010管理”、“文档管理”、“系统仿真”这几个扩展功能的定义，它们对于多数的制造类企业也将会产生较为重要影响。同时，本标准规定针对特定行业或特定企业的制造执行系统，可以根据具体行业和企业的实际情况，对这部分模型进行进一步的模块定义、扩展和删减。6．4．1能源管理能源管理通常是一种企业的业务功能，它对于企业的生产管理和能耗控制等关键问题都可能会产生重要的影响。能源管理的主要作用是节约能源；提高能源利用效率；保护和改善环境。能源管理的主要功能包括能耗统计和能源优化。能耗统计是以能源介质为基本对象，构建能源拓扑网络，进行能源核算和能源平衡管理。在一个能源拓扑网络中，能源的供给、能源的消耗，以及能源的损失都需要遵循能源平衡的规则。能源优化是基于生产计划和能源产耗预测数据，利用优化技术，从能源计划、能源调度到能源实时监控各个时间尺度上实现能源的优化利用和控制，从而实现降低消耗；减少损失和污染物排放；制止浪费；有效、合理地利用能源。能耗统计自下而上综合整理能源管理需要的数据，能源优化从上至下控制和优化能源的使用，共同组成了能源管理的完整功能。6．4．2生产安全管理生产安全管理通常是一种企业的业务功能，可能会对企业的生产管理产生重要的影响。它基于企业业务流程和企业安全生产规范，针对企业资产、人员、边界的安全需求，构建包括安全评估、安全检查、教育培训、上岗管理、风险源管理、作业管理、应急响应等在内的企业生产安全管理体系；并且可通过企业生产过程、消防、安防以及环保、气象监测等实时信息，构建企业综合预警、防灾系统。生产安全管理系统可将企业安全管理流程从以人工干预为核心转变为以自动化处理为核心，横向渗透于MEs其他业务模块的各流程中，为各业务环节增加生产安全的子流程和检查项，主动指导企业人员在各自的业务工作中符合安全生产的要求，以减少企业的业务过程中由于人为疏忽而导致安全问题的概率。将企业的安全管理模式从“事前检查+事发应急”转变为“事前预警十隐患排除”，提高企业的安全等级。6．4．3文档管理文档管理通常是一种企业的业务功能，可能对企业的生产管理产生重要的影响。企业的生产运行需要管理广泛的文档。这包括许多条款，比如sOP(标准操作程序)、工作说明、诀窍、控制系统程序、图表、批记录、工程变更通知、警报日志，以及突发事件报告。它有时还包括了对环境、健康、安全等方面的规定，以及与Is0标准信息的控制和整合，比如校正行为程序、储存历史数据等。对这些信息的管理通常是企业能够更好运转所必需的。一般地，企业准备了一套程序、方针，以及软件工具来管理所有的文档。文档管理还应包含灾难恢复方面的相关工作。许多制造系统依赖于传输系统。然而自然或人造的灾难可能会延迟物料的传输、产品的传输，并可能使制造工具临时性或者永久性地无法操作。大多数企业通常会产生一个灾难恢复计划，包含了有关生产的信息。还应该包含有关核心制造过程的文档。除了恢复数据，可能还要根据机器、自动系统、物理设计、生产顺序，以及局部库存系统重新创立完整的业务过程。当灾难发生后，信息必须是可以利用的，这样操作员就可以在无法预料的灾难发生后，物理地重建企业的生产线。6．4．4系统仿真系统仿真常常用于生产装置的物流建模和过程变化响应的评价。它可以模拟过程中的变化，产品线的变化，或者制造流程的变化。还可以基于当前运行过程状况来预测物料特性。仿真可以在装置的生命周期中用于性能的跟踪，过程变化的跟踪，以及操作员的训练。系统仿真虽然不是对于所有制造类企业都是必需的组成部分，但它可以为制造执行系统提供以下的帮助：24 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010a)在没有新设备、机器，或者劳动力显著增加的情况下，增加额外的生产量；b)提高现有系统的效率和效力；c)排除瓶颈，更好地利用现有资产；d)评估提高质量和产量，或者降低成本的可行性；e)提高能力，以满足最终期限，顾客委托，以及顾客要求的变更；f)在不使人员、环境、物理系统或生产制造冒风险的情况下，训练操作员。系统仿真通常可以通过可视化的方式呈现。可视化的方法一般可分为虚拟现实和信息可视化两类。虚拟现实可视化一般采用沉浸感、交互性和构想性的虚拟现实技术对工业现场进行呈现。而信息可视化针对生产现场中部分数据高维和抽象的特点，运用可视化技术来呈现现场的生产报表数据和层次信息。无论使用哪种可视化方法，可视化平台都需要通过数据库与系统仿真平台相交互，实现系统可视化仿真的功能。 GB／T25485—2010A．1MEs的三层结构模型附录A(资料性附录)AMR的MEs体系结构美国的咨询调查公司(AdvancedMan证acturingResearch，AMR)，于1990年在世界首次提出并使用MEs这个概念，倡导制造业用三层模型(如图A．1所示)表示信息化。将位于计划层和控制层的中间位置的执行层叫做MEs，并说明了各层的功能和重要性。a)位于底层的控制层包括Dcs(分布式控制系统)、DNc(分布式数控系统)、PLc、scADA等系统，其作用是生产过程和设备的控制。b)位于顶层的计划层通常是MRPⅡ或ERP等系统，其作用是管理企业中的各种资源、管理销售和服务、制定生产计划等。c)位于中间层的制造执行层则是介于计划层和控制层之间，面向制造工厂管理的生产调度、设备管理、质量管理、物料跟踪等系统。MEs在企业系统的3层结构中起着承上启下，填补计划层和控制层之间的空白的作用。计划层的业务系统生成的生产计划(计划要做什么)被MEs传递给生产现场，来自控制层的生产实际状态(实际做了什么)通过MEs报告给计划层的业务系统。Eme‘pnser豁0u亿epI籼ng企业资源计划Fl咖cl却spⅢcha血n&orderenh孔cllstomersemce。mmen甜m柚ag锄em财务。购买，订货入库．顾客服务，物料管理M皿u南c锄ngexecunOnsv女锄制造执行系统schedIlli唱proce翳Ⅲ锄ag咖蛐‘口R(Elec口omcB蛐Record)，quml可m锄agerI"m，mmenaIⅡac虹ng生产调度，过程管理，电子批记录，质量管理，物料跟踪COnⅡOlsv虬ems控制系统f协c髂sconnDl，m扯Mneco咖l，safe哼syskms，*n蚰nng过程控制，机器控制，安全系统，传痘A．2MES的集成系统模型图A．1MEs的三层结构模型图A．2是AMR于1993年提出的制造执行系统的集成系统模型，它由围绕关系数据库和实时数据库的4组功能构成：a)工厂管理(PlantManagement)是生产管理的核心部分，包括生产资源管理、计划管理和维护管理等功能；b)工艺管理(PlantEngineering)主要指工厂级的生产工艺管理，包括各种文档管理和过程优化等功能；26 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010c)质量管理(QualityManagement)以制造执行层的质量管理为核心，包括统计质量控制、实验室信息管理系统等；d)过程管理(ProcessManagement)包括设备的监测与控制、数据采集等功能。整个系统向上与公司级的系统(ERP)相连，向下与过程控制层的系统相连。模型中的各个功能组通过位于模型核心位置的关系数据库共享生产数据，并通过实时数据库确保与过程控制系统的同步。工艺管理●文档管理·过程优化过ri质量管理图A．3是AMR于1998年提出的制造业务过程的REPAC模型。除了早期的AMR3层模型中的概念以外，REPAc模型中增加了近年来成为制造工厂竞争力新基础的一些业务过程。模型中的5个过程元素分别是：a)准备(Ready)随着产品生命周期的不断缩短，工厂必须加快使新产品达到设计产量的速度。新产品引进(NewProductIntroduction，NPI)、产品数据管理(ProductDataManagement，PDM)和对质量标准应用的管理，是准备过程的重点。b)执行(Execution)与早期的MEs以及物料跟踪系统紧密相关，它以产品和订单的执行为重点，对应于MEs中的事务处理过程部分，主要作用是追溯产品并记录包括质量和异常信息在内的生产数据。c)处理(Process)与工厂中现存的过程管理和控制基础设施紧密相关，它对应于工厂系统的过程和控制部分，包括MMI／scADA，PLc，Dcs以及与控制有关的设备。d)分析(Analyze)在与制造过程紧密相连的MEs中存在着大量的生产数据，但是这些数据通常难以直接用于决策支持和业务分析。在分析过程中，借助于在线分析处理(OLAP)和数据仓库技术可以进行质量和生产改进、关键绩效指标的计算、整理和提供信息等有关工厂和产品绩效的分析。e)协同(Coordinate)与计划系统密切相关，以工厂内部生产过程的协调以及与供应链的协调为重点。协调过程不断地更新工厂的作业计划，通过来自执行过程的生产状态信息和来自分析27 GB／T25485—2010过程的绩效信息，优化工厂中的所有活动。图A．3REPAC模型 标准分享网www.bzfxw.com免费下载附录B(资料性附录)MEsA的MEs体系结构GB／T25485—2010B．1MEs的外部系统模型图B．1是MEsA于1997年提出的MEs外部系统模型，反映了MEs与其他企业管理系统之间的关系。图B．1MEs的外部系统模型从图中可以看到，MEs系统在企业信息系统集成过程中起到了信息集线器的作用。MEs为其他应用系统提供生产现场的实时数据，同时它也从其他系统获取需要的数据。从信息集成的角度来看，MEs在企业范围的scM、ssM、ERP等系统与面向工厂底层设备的控制系统之间进行信息交互，起着垂直信息集成的作用。同时MEs连接scM、ssM、ERP、P＆PE等系统，起着横向信息集成的作用。MEs与其他类型信息系统之间有着部分功能重叠的关系。例如，MEs和scM中都包含调度管理；MEs和SSM中都有劳动力管理，同时ERP中也有相应的人力资源管理；MEs和P／PE两者都具有文档控制功能；同时MEs和生产自动控制系统中也都包含过程管理。各个系统重叠范围的大小与工厂的实际执行情况有关，但是每个系统的价值又是唯一的。B．2MEs的功能模型图R2是MEsA于1997年提出的包含11个功能的MEs功能模型。MEsA规定，只具备11个之中的某一个或几个，也属MEs系列的单一功能产品。MEs这11个功能包括：资源配置和状态、运作／详细调度、分派生产单元、文档管理、数据采集／获取、劳动力管理、质量管理、过程管理、维护管理、产品跟踪和谱系、绩效分析。AMR组织则又把按照这11个功能实现的整体解决方案称为MEsⅡ(ManufacturingExecutionSolution)。 GB／T25485—2010图B．2MEs的功能模型B．2．1资源配置和状态(R幅oⅡrceAll们ati蚰粕dstatus)管理各种资源，包括机器、工具操作技术、物料、其他设备，以及比如文件等确保运行正常开始所必需的实体。资源配置和状态的功能是提供资源的详细历史，确保设备的恰当设置，以及提供设备的实时状态。资源管理也包括了预约和分派这些资源的功能，以满足运行调度的目标。B．2．2运作／详细调度(opemtio衄／DetailScheduliⅡg)基于优先级、属性、特性以及与运行过程中特定的生产单元相关的生产规则等进行排序，比如颜色类型的排序，或者其他使得排序恰当、调整时间最少的调度特性的排序。运行／详细调度需要考虑到资源的有限产能，并考虑到替代方案和重叠／并行运行，以便详细计算出设备负荷和轮班模式调整的精确时间。B．2．3分派生产单元(DispatchProductionunjts)管理以作业、订单、批次、工作指令为形式的生产单元的流程。以适当的顺序分派信息，使其在正确的时间到达正确的地点。当工厂现场发生突发事件时，按顺序分派信息，及时执行和修改作业。它具有变更现场预定调度的能力，重新安排生产，改变已下达的处理计划，并具有通过缓冲管理来控制在制品数量的能力。B．2．4文档管理(D毗咖entc蚰tr01)管理那些与生产单元相关联的记录和报表，包括工作说明、配方、图纸、标准操作程序、零件加工程序、批次记录、工程更改说明以及交接班信息，以及编辑“计划中”信息和“建设中”信息的能力。它向下给操作级发送指令，包括向操作员提供数据，或向装置控制提供配方。它还包括了对环境、健康、安全等方面规定以及IsO标准信息的控制和整合，比如校正行为程序、储存历史数据。B．2．5数据采集／获取(Datacoll∞ti蚰／Acquisition)本功能提供了一个接口来获取运行内部的生产和参数数据，这些数据都是与大众化的生产单元相30 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010关联的。这些数据以“分钟”为时间级从生产现场手工采集或者由设备自动采集。B．2．6劳动力管理(LaborM柚agemeⅡt)提供以“分钟”为时间级的人员状态信息，包括时间和出勤报告、资质跟踪，以及追溯间接活动(例如以活动的成本计算为依据的物料准备或工具室工作)的能力。它可以与资源配置相交互，以确定最优的工作分派。B．2．7质量管理(QⅡalityMnagement)提供从制造采集的测量数据的实时分析，以保证正确的产品质量控制，并识别需要注意的问题。它可以提供纠正问题的推荐措施，包括关联征兆、动作和结果，以确定问题的原因。它还包括了sPc／sQc跟踪、离线检测操作的管理以及在实验室信息管理系统(LIMs)中的分析。B．2．8过程管理(Proce蟠M柚ageⅡ瑚lt)监视生产过程，并进行自动校正或者为操作者提供决策支持，从而校正和改善正在进行的生产活动。这些活动既可以是操作内部的，并专门针对被监测和控制的机器与设备；也可以是操作之间的，跟踪从一种操作到下一个操作的过程。它可以包括报警管理，以保证工厂的工作人员能够知道已超出可接受范围的过程改变。它通过“数据采集／获取”功能提供了智能设备和MEs之间的接口。B．2．9维护管理(Maint蛆蛆ceM蛆agement)跟踪并指导设备及工具的维护活动，从而保证这些资源在制造过程中的可用性，并保证周期性维护调度或预防性维护调度，以及对紧急问题的响应(报警)。并且维护事件或问题的历史信息，以支持故障诊断。B．2．10产品跟踪和谱系(ProdnctTr牡king蛆dGen曲lo科)提供所有时期工作状况和工作安排的可视性。其状态信息可以包括：谁在进行该工作；供应者提供的物料成分、批量、序列号、当前生产条件，以及与产品有关的任何报警、返工，或者其他例外信息。在线跟踪功能也创建了一个历史记录。该记录保证了对每个最终产品的成分和使用的可追溯性。B．2．11绩效分析(Perf0珊蚰ceAmlysis)以“分钟”为时间级，提供实际制造运行结果的最新报告，同时提供与过去历史记录和预期业务结果的比较功能。绩效结果包括对诸如：资源利用率、资源可用性、产品单位生命周期、与调度的一致性，以及与标准绩效的一致性等指标的度量。绩效分析还可能包括sPc／sQc，它可以从测量运行参数的不同功能的汇集信息中提取，其结果应该以报告的形式呈现或者作为当前的绩效评价在线提供。 GB／T25485—2010附录C(资料性附录)MEs功能的行业特点MEs的应用，需要充分考虑企业的具体情况，以寻求最合适的信息化解决方案。对于企业的分类，从生产方式上考虑，可以划分为按定单生产、按库存生产或上述两者的组合。从生产类型上考虑，则可以划分为批量生产和单件小批生产。从产品类型和生产工艺组织方式上，企业的行业类型可划分为流程生产行业和离散制造行业。本部分内容主要从产品类型和生产工艺组织方式上对企业进行分类和比较。典型的流程生产行业有：医药、石油化工、电力、金属冶炼、能源、水泥、食品等领域。典型的离散制造行业主要包括：机械制造、电子电器、航空航天、汽车船舶等行业。MEs系统，无论从功能模型还是信息模型，无论是技术上还是管理上，都覆盖了流程生产行业和离散制造行业。但是，由于从工艺流程到生产组织方式，流程生产行业和离散制造行业都存在较大的差别，在MEs具体实施上，要根据行业特征区别对待。c．1行业的需求差异流程生产行业，主要是通过对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法，使原材料增值。通常，它们以批量或连续的方式进行生产。而离散工业主要是通过对原材料物理形状的改变、组装，成为产品，使其增值。在MEs需求、应用环境等诸多方面，两者都有较大的差异。c．1．1产品结构离散制造企业的产品结构，可以用“树”的概念进行描述——其最终产品一定是由固定个数的零件或部件组成，这些关系非常明确并且固定。流程企业的产品结构，则有较大的不同，它们往往不是很固定——上级物料和下级物料之间的数量关系，可能随温度、压力、湿度、季节、人员技术水平、工艺条件不同而不同。在流程生产行业MEs中，一般采用配方的概念来描述这种动态的产品结构关系。此外，在流程生产行业每个工艺过程中，伴随产出的不只是产品或中间产品，还可能细分为主产品、副产品、协产品、回流物和废物。MEs在描述这种产品结构的配方的时候，还应具有批量、有效期等方面的要求。C．1．2工艺流程面向订单的离散制造业，其特点是多品种和小批量。因此，生产设备的布置有可能不是按产品而是按照工艺进行布置的。例如，离散制造业往往要按车、磨、刨、铣等工艺过程，或者按照典型工艺过程来安排机床的位置。因为每个产品具体的工艺过程都可能不一样，而且可以进行同一种加工工艺的机床有多台，因此，离散制造业需要对所加工的物料进行调度，并且往往中间产品需要进行搬运。流程生产行业企业的特点是品种固定，批量大，生产设备投资高，而且按照产品进行布置。通常，流程生产企业设备是专用的，很难改作其他用途。MEs系统规划的时候，要考虑到不同行业生产设备布置的特点，做好配置。离散工业企业的原材料主要是固体，产品也为固体形状。因此，存储多为室内仓库或者室外露天仓库。流程生产行业企业的原材料和产品，通常是液体、气体、粉状等。因此，存储通常采用罐、箱、柜、桶等进行存储，并且多数存储的数量可以用能转变为电信号的传感器进行计量。MEs系统，可以从这些传感器获得必要的信息。c．1．3自动化水平离散制造业企业自动化主要在单元级，例如数控机床、柔性制造系统。由于是离散加工，产品的质32 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010量和生产率很大程度依赖于工人的技术水平。因此，离散制造业企业一般是人员密集型企业，自动化水平相对较低。流程生产企业，则大多采用大规模生产方式，生产工艺技术成熟，广泛采用Pcs(过程控制系统)，控制生产工艺条件的自动化设备比较成熟。因此，流程生产行业企业生产过程多数是自动化的，生产生产装置的人员主要是管理、监视和设备检修。c．1．4生产计划管理离散制造业企业主要从事单件、小批量生产的，由于产品的工艺过程经常变更，它们需要具有良好的计划能力。对于按订单组织生产的企业，由于很难预测订单在什么时候到来，因此，对采购和生产生产装置的计划就需要很好的生产计划系统，特别需要计算机来参与计划系统的工作。只要应用得当，在生产计划系统方面投资所产生的效益在离散制造业可以相当高。流程企业主要是大批量生产。只有满负荷生产，企业才能将成本降下来，在市场上具有竞争力。因此，在流程生产行业企业的生产计划中，年度计划更具有重要性，它决定了企业的物料需求。C．1．5设备流程生产行业的产品比较固定，而且一旦生产就有可能是十几年不变；离散机械制造行业的产品，寿命相对要短得多。体现在设备上，流程企业的设备是一条固定的生产线，设备投资比较大、工艺流程固定。其生产能力有一定的限制，生产线上的设备维护特别重要，不能发生故障。离散加工业则不同，可以单台设备停下来检修而不会影响整个系统生产。c．1．6批号管理和跟踪流程行业的生产工艺过程中，会产生各种协产品、副产品、废品、回流物等，对物资的管理需要有严格的批号。例如，制药业中的药品生产过程要求有十分严格的批号记录和跟踪，从原材料、供应商、中间品以及销售给用户的产品，都需要记录。一旦出现问题，企业可以通过批号反查出是谁的原料、哪个部门、何时生产的，直到查出问题所在。离散制造业一般对这种要求并不十分强调，虽然现在很多离散制造业企业也在逐渐完善产品生命周期跟踪管理。c．2MEs的行业应用特点基于离散制造业企业与流程生产业企业之间的上述特点和需求差异，MEs在面向离散制造业和流程生产业的应用时应该有所区别。c．2．1与MRPII／ERP的信息集成MEs处于企业的制造执行层，从业务计划层(主要应用MRPII／ERP)接受计划指令，并向MRPII／ERP反馈信息。因此，无论是流程生产行业，还是离散制造行业，MEs都要与MRPII／ERP建立紧密的信息集成。但是由于流程生产业与离散制造业的MRPII／ERP系统中所使用的一些术语、管理概念，以及管理习惯是不同的，所以MEs在与其进行信息集成时，也要根据行业的不同，有区别地对待。流程生产行业和离散制造行业的MRPII／ERP的不同要求主要表现在：a)两者对于生产模式的要求不同。流程生产行业中体现了以配方为核心的生产模式，而离散行业中体现了以产品BOM为核心的生产模式。b)生产计划方式方面，虽然流程企业根据市场的需求进行生产的观念已经逐步加深，但一般情况下，特别是市场需求量大的产品，是“以产促销”——通过大批量生产，降低成本，提高竞争力。因此，作为流程企业生产计划的依据，主要是市场预测。离散企业主要是根据定单进行生产，同时，也可以根据市场预测作为生产计划制订的依据。离散企业的MRPII／ERP系统向MEs下达作业计划指令主要以“工作令”(JobOrder或workOrder)的方式，而流程企业的作业计划下达主要以指令计划形式。33 GB／T25485—2010c)成本核算方式方面，离散企业的计算产品成本是按照产品BOM所描述的加工装配过程，从低层向高层逐层累积得出的。这种按照成本发生的实际过程计算成本的方法称为逐层累积法，或称为成本滚加计算法(costroll-up)，它反映了产品增值的实际过程。流程企业的成本核算方式一般采用平行结转法，在其成本组成中，生产成本中占比例最大的是原材料。通常，原材料占产品成本的70％～80％，而人工成本所占比例较小，约占2％～5％，其他为分摊成本。c．2．2作业计划调度离散企业的生产作业计划调度，需要根据优先级、工作中心能力、设备能力、均衡生产等方面对工序级、设备级的作业计划进行调度。这种调度，是基于有限能力的调度，并通过考虑生产中的交错、重叠和并行操作来准确地计算工序的开工时间、完工时间、准备时间、排队时间以及移动时间。通过良好的作业顺序，可以明显地提高生产效率。流程企业的产品，是以流水生产线方式组织的、连续的生产方式，只存在连续的工艺流程，不存在与离散企业对应的严格的工艺路线。因此，在作业计划调度方面，不需要也无法精确到工序级别，而是以整个流水生产线为单元进行调度。从作业计划的作用和实现上，比离散企业相对简单。C．2．3数据采集MEs的数据采集功能，可以实现对生产现场各种数据的收集、整理，是进行物料跟踪、生产计划、产品历史记录维护以及其他生产管理的基础。离散企业的数据采集，以手工上报为主，并可以结合条形码采集等半自动信息采集技术进行工时、设备、物料、质量等信息的采集。这种数据采集方式，时间间隔较大，容易受到人为因素的影响，要特别注意保障数据的准确性。流程生产行业的自动化程度较高，设备控制级大量采用DcS、PLc。在检测设备方面，各种智能仪表、数字传感器已普遍应用。而过程控制则广泛采用以小型机为主的自动控制系统。传统的“计、电、仪”分工界限已不再明显，计算机技术的应用已深入各个领域。这些自动化设备，能自动准确记录各种生产现场信息。对于MEs而言，重点在于系统构建的时候与这些自动化设备做好数据接口。c．2．4作业指令的下达在离散行业的MEs中，将作业计划调度结果下达给操作人员的方式一般采用派工单、施工单等书面方式进行通知，或采用电子看板方式让操作人员及时掌握相关工序的生产任务。作业计划的内容主要包括该工序的开工、完工时间、生产数据等。流程生产行业的MEs中，不仅要下达作业指令以及PDI(PanelDataInterface，面板数据接口)数据，而且要将作业指令转化为各个机组及设备的操作指令和各种基础自动化设备的控制参数(例如PID控制参数——ProportionaIIntegraIDerivative，比例积分微分控制)，并下达给相应的Pcs系统(Productioncontrolsystem，生产控制系统)。c．2．5反冲处理流程型生产企业的生产完工上报，广泛采用反冲处理。一般在工艺流程的末端设置完工上报点，而对前面工序流程实行反冲处理，如人工工时反冲、设备工时反冲、物料反冲，从而对在制品和成本进行跟踪。离散制造中的完工上报，一般对每道工序都要进行上报，或在关键工序设置反冲点，对前面工序进行反冲处理。MEs系统在配置相应模块的时候，要注意这些差异，以符合企业的需求。c．2．6设备管理离散行业生产设备的布置，不是按产品而是按照工艺进行布置的。可以进行同一种加工工艺的机床一般有多台。一般单台设备的故障不会对整个产品的工艺过程产生严重的影响，重点是需要管理好关键、瓶颈设备。在流程生产行业的流水线生产中，生产线上的设备维护特别重要，每台设备都是关键设备，不能发34 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010生故障，一台设备的故障会导致整个工艺流程的停滞。c．2．7库房物料管理离散行业中，一般对半成品库也设有相应的库房，各工序根据生产作业计划以及配套清单分别进行领料。流程行业由于连续生产，一般不设中间品、半成品库房，配方原料的库位一般设置在工序旁边。配方领料不是根据工序分别领料，而是根据生产计划一次领料放在工序库位中。c．2．8质量管理无论离散行业还是流程生产行业的质量检验和管理都相当重要，但在MEs中对质量检验和管理的方式有所区别。离散行业中，对单件小批生产，一般需要检验每个零件、每道工序的加工质量；对批量生产，一般采用首检、抽检，与sPc分析相结合。流程生产行业中，一般采用对生产批号产品进行各工序上的抽样检验。当然，在每个行业的不同生产方式和生产类型中(例如离散行业的单件小批或大批大量生产，在医药、化工、钢铁等不同流程生产行业)，MEs的应用还存在一些差别，仍然需要根据各自特点进行综合分析。 附录D(资料性附录)离散行业MEs解凌方案参考示例雷囤囹国国自国国雪国国图D2A2MEs系统拓扑结构圄 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010A2MEssu·te的基础框架系统包含两个子系统工厂建模与业务流程定义子系统和数据准备与维护子系统，D1工厂建模与业务流程定义于系统Dj11概述在MEs系统的韧始化配置过程中，根据企业实际情况定义其工厂物理模型和职能组织结构。以后如果发生变化，具有特定权限的用户才能修改(工厂物理模型的修改一般影响较大，需要咨询软件提供商)。工厂物理模型中包括工厂模型l生产装置、生产线、工位、数据采集点、缓冲区、物料仓库及生产路线等建模元素，工厂建模与业务流程定义子系统功能框架图见田D3所示。围D3工厂建模与业务流程定义子系统功能框颦图D12主要功能介绍——工厂、生产装置与生产线定义功能说明；(1)定义生产装置信息及所属工厂；(2)定义生产线信惠及所属生产装置，(3)定义每条生产线的关键工位信息。关键工位指：生产线起始工位、结束工位、具有数据采集点的工位、具有缓存区的工位等。——缓冲区定义功能说明：定义生产装置之间及生产装置内部各种不同类型的临时缓存区。这些缓存区的功能包括暂时保存在制品、在制品种排序等。——采集点定义与配置功能说明定义系统中用于数据采集的氧。采集点与工位绑定-就确定该采集点的安装位置t与操作者绑定，就确定了操作者数据采集的权限。——生产路线定义功能说明：在工厂物理模型的每一个分支元素中定义不同车型的路由规则。一龃织结构定义功能说明：通过树型结构刊出和MEs楣关部f1的组织槊构，每个节点都代表一个组织，比如生产装置、部门、科室、工段．班组等等，系统的每一个用户都隶属于一个组织。D12数据准备与维护子幕统D121概迷MEs平台运行准备的支持系统。包括产品1D管理、制造BoM管理以匣其他基础数据管理和系" 统维护数据管理。在A2MEs的实施阶段，首先需要建立系统基础数据，同时建立与外部尤其是ERP的运行接口．数据准备与维护子系统功能框架图如图D4所示。PBm*m《《BoM*aI#＆口E*§国D4数据准备与维护于系统功能框架国D122主要功能介绍——ERP接口定义功能说明：从ERP系统中导出相关信息到MEs系统，导出的方法包括存储过程、webserⅥces等。需要定义的数据包括导人的ERP系统生产订单的时问段、制造BOM的ID组、物料编码组等。——cAPP接口定义功能说明：从cAPP系统中导出工艺规程信息(工艺路线、工装爽具、工时)到MEs系统-导出的方法包括存储过程、webseⅢces等。——物料属性维护功能说明：定义物料配送模板，在物料基本信息中根据物料配送特点，在摸板标志位生成不同的标记，用于生成物料配进清单。根据物料的性质以及装配要求对物料进行划分，完成线边物料库存容量的定义。——工作日历定义功能说明：(1)通过图形化的方式定义工作日历，每个生产装置允许使用不同的工作日历。工作日历包括每天的班次信息、每班工作时间段．它由局历模板生成，并可以根据节假日情况进行调整，(2)通过图形化的方式查看工作日历：显示一张日历表，点击某天，能否列出该天有几个班次，每班工作时问段等信息；(3)在计划排产过程中，输入某个日期，可立即得到该天的工作日历。D2汽车整车生产MEs的主要于系统D21生产计划管理子系统D211概述生产管理子系统按照ERP的主生产计划，根据生产装置生产能力及各生产线的教率、成本、在制品和原材料库存等约束制定各生产线的详细生产排序。支持手工排序和系统自动排序。排序后的生产计划可以由生产计划人员手工修订。包括整体生产计划和各生产装置的生产计划，生产管理子系统功能框架图如图D5所示。38一嚏剐陲m划 标准分享网www.bzfxw.com免费下载固D5生产管理子系统功能框架圈D212主要功能介绍——整体计划分解与排序功能说明：按照ERP的主生产计划，排出包括焊、涂、总装生产线在内的整体的生产投入顺序和产出时间要求。可每天定时自动完成或者由用户手动触发。——生产详细计划评估与仿真功能说明：对各生产装置排出的详细计划进行评估，并在各生产装置计划存在冲突时给出修改提示。可由人工手动触发，或在所有生产装置完成详细排产后，系统自动触发完成。——计划变更管理功能说明：在出现异常情况(比如缺料、舞急订单、某生产装置设备故障等)时，由生产部门进行各生产装置计划的掷酒和重排序，并下发到各生产线计划人员以此来确认。——生产装置计划排序功能说明：按照整体计划的要求，由各生产装置考虑单生产装置自身能力等约束进行排产。得到的详细排序为单个产品的序列。D22生产装置物料管理子系统D21概述根据生成计划生成详细的物料配迭清单，用于指导物料供应部门供应；由线边库存管理保持物料供应的平稳。蜘料质量或数量出现问题及时反馈当斑生产管理人员与物斟供应都f1，联系退货或补充，生产装置物料管理子系统功能框架图如囝D6所示。*“§nm^$*4l镕#fgll自#§日；iA洲雕⋯洲眺⋯渊||围D6生产装置物料管理子系统功能框架囤lL[{目±F‰；I＆*}lJ_{#目∞#}月日m《㈣乇k限障旧障lL[E$#日*＆#**m一 D22主要功能介绍——物料配送计划功能说明：按照各生产装置的主生产计划，生成包括焊、洙、总装生产线在内的整体的物料配进要求．包括物料配送时间、数量和工位等基本信息。——线边库存管理功能说明：在出现物料质量问题等突发问题时，根据物料配送计划，物料消耗量统计线边各工位基本物料数量。——物料装配防错纠错功能说明：通过制造BOM建立在制品与关键物料的匹配关系，在输入物料代码与产品代码之后，判断物料是否正确。出现不匹配的情况，呼叫物料人员，并有相应的补救措施。——物料配送路径规划功能说明：根据配送能力、生产装置模型与生产线模型，时物料配送计划的分解或者重组、修改，生成用于指导具体配送先后次序、批量和配送路线的物料配送计划．保持生产装置物料配进的有序和高教。——物料配送清单功能说明：按照各生产装置的主生产计划，生成包括焊，涂、总装生产线在内的整体的物料配送要求，包括物料配送时间、敷量和工位等基本信惠。该配迭清单由物料配送计划直接转换得到或者由物料配迸计划根据路径规划、手动修改后得到。23数据采集管理子系统231概连采集生产过程中涉及的各种信息，包括产品数、物料匹配数据、物料和质量等数据，作为对生产进度监控的依据。支持的手段包括：手工录人、条码扫描、自动设备采集、RFID监控等。具备断线重盘功能、并有韧步的误码识别功能。能够在采集终端上显示所经过的产品的基本信息。提供人工对所采集信息的事后修补与修正功能，数据采集管理子系统功能框架图如图D7所示。赫*$#P目ll*#*#口4雏圈D7数据采集管理子系统功能框架囤232主要功能介绍——产品数据采集功能说明：由用户手动触发或自动采集设备(如RFlD、行程开关等)自动触发，采集相应工位上的产品经过信息，建立上述输^信息之间的关联，井形成数据采集记录。40l一]㈨渊㈨障博障限悼m竺_[引引引引竺由㈢l≥]引引别引⋯引引Li￡t##i￡R 标准分享网www.bzfxw.com免费下载——物料匹配数据栗集功能说明：采集所装配的物料与产品ID数据，建立上述输入信息之间的关联，并形成物料匹配记录，为物料防错以及跟踪回溯提供散据源。——设备数据采集功能说明：采集设备运行状态信息，如设备运行实时记录，设备运行历史记录等(可设定频率)．为设备状态监控功能提供数据源。——质量数据记录功能说明：采集产品ID盟其相关质量数据，并建立质量数据记录及其关联，为建立产品质量{兰i案提供数据源。D24生产过程监控子系统D241撮述对生产过程中的各种信息进行实时的监控．及时反馈在制品异常状况，提供异常报表供查询，为计划部门排产提供参考。设备出现故障时及时通知维修部门处理，为维修服务部门提供设备运维信息。生产线故障导致影响正常生产需告知计划部门物料部门等重新编排计划，生产过程监控子系统功能框架圉如图D8所示。图n8生产过程监控子系统功能框架图D242主要功能介绍——在制品跟踪功能说明：跟踪在制品的状态，可查询信息包括在制品的位置、物料匹配情况、某一段生产线或某十生产装置的在制品状态、是否有异常、生产质量状况等等。按照生产’计划、销售等部门可查询到某一型号车的生产情况。订单跟踪功能说明：采集所装配的物料与产品ID数据，建立上述输入信息之间的关联，并形成物料匹配记录，为物料防错以及跟踪回溯提供数据源。一生产异常监控与调度功能说明：监拉生产异常状况，提供出现异常的各种信息，如设备故障、质量问题．^为操作失误，对该生产装置出现的异常情况进行统计(包括工位、设备、操作者等)。设备故障导致生产线不能正常运转将触发生产计划重新编排提示(包括物料计划)。41 D25质量信息管理子系统251概述根据采集的产品质量信息(内含工艺信息、工位信息)和质量项目表，建立每一车型的产品质量档案，提供一系列的质量分析图表，如产品废品率。根据物料ID或者某一车的ID和物料类别进行反溯操作，查出所有可能有缺陷的产品，并可生成召回清单。根据关键工位采集或者手工输入的产品质量信息，决定产品是否放行，对不能放行的车型设定返修状态标记，质量信息管理子系统功能框架囤如图D9所示。n8Ⅲt*E}mi§l*mllⅢt目E月镕{目a图D9质量信息管理子系统功能框架图252主要功能介绍——制造信息回潍及产品召回功能说明：在物料匹配数据采集子系统的基础上，根据某一车的ID和有缺陷的物料类别这两个关键字或者物料ID，查出所有可能有缺陷的产品，生成召目的批次车的清单报表。订单跟踪功能说明：根据焊装’涂装、总装生产线采集的产品数据和手工轱人数据及质量项目表，建立产品质量档案。可根据车型和日期查询和统计功能，提供质量分析报表，如某种车型在一个时间段内某种质量问题出现的频率。——放行管理功能说明：根据生产线的设定，采集信息和人工检查信息，根据系统设定的产品返修状态，决定是否在线放行、返修或八库，井提供对历史数据的查询和统计分析图表。——质量项目模板管理功能说明：提供对质量项目表模板的设计和维护，可通过界面对数据表进行增删改等撵作。3其他于系统31生产装置设备管理子幕统生产装置设备管理子系统功能框架图如图Dlo所示。 标准分享网www.bzfxw.com免费下载———竺!!：!!竺薹}广_蓠纛i]i蠹口{””ff《{《∞镕％瞥理Jfii：：==⋯～～．一囤D10生产装置设备管理子系统功能框架图D32系统管理子系统。一’⋯系统管理功能框架茸如鳕n】】所示。围D¨系统管理功能框架图￡P＆#＆#*日*＆g镕}自*々＆tii}目±#＆℃i*{《8#口*M％*#$*％*Ⅱ镕*≈it*#}*MBt《i《##≈$女≈《##≈#}5#m$t％*ni自≈《☆*自§}镕#*目＆t#＆t*自x目自ⅫE 附录E(资料性附录)流程行业MEs解决方案参考示倒本附录是针对石化、冶金、造纸、电力等流程工业企业的综合自动化MEs解决方案——M￡}smte。ME}su呲(MEs解决方案套件)由一个信息集成与工厂建模平台(ME}F⋯⋯rk)和八个功能应用套件：物料平衡与数据校正(MES_DataPr0)、运行绩敖管理(MEs_KPI)、生产质量管理(ME}QM)、设备维护管理(ME孓EM)、能豫计量管理(ME}E⋯gy)、物料移动与跟踪(ME导Tracker)、生产例度管理(MEs_schedule)、产品诃和(MEs_Blend)组成。ME}su呲体系结构如图E1所示。该结构基本符合本标准定义的MEs功能体系结构，并针对流程行业特点t进行了修改、补充和删碱。其中工厂建模平台模块对应了标准中基础静态信息定义区域，实现产品定义管理和贷源管理的主要功能；通过生产调度管理模块实现标准中定义的生产调度和生产分派的功能；通过物料移动与跟踪模块实现标准中定义的生产跟踪和生产统计的功能，通过运行绩效管理模块实现标准中定义的绩教分析的主要功能；通过设备维护管理模块实现了标准中定义的维护管理的功能；通过生产质量管理模块实现标准中定义的质量管理的主要功能，通过能源计量管理模块实现标准中定义的能源管理的功能；并通过ERP接口服务实现标准中定义的与上层业务计划层的信息交互；通过综合数据集成平台实现标准中定义的数据收集功能，及与下层过程控制层的信息交互。同时，针对流程行业的特点，扩展了物料平衡与数据校正模块，以实现对物流数据的调理，使之成为可括的信息，确保了生产跟踪和生产统计的可靠性与准确性，为其他模块的功能实现也提供了可靠性支撑。另外．根据石化行业的特定需要，还提供了产品调和模块。当该解央方案在石化行业应用时，可依据企业要求，提供优化的调和配方，以确保最终成品油满足质量指标且获取最大的调和效益。L!：：兰竺竺：兰!!!竺图E1ME}sulte体系结构E1工厂建模平台(^iE}F⋯ork)E11概述ME争F⋯⋯rk信息集成与工厂建模平台是该MEs解央方案套件中的核心产品，为各个应用套 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010件提供统一共享的工厂基础信息模型、业务流程模型以及数据接口服务。E12功能基础数据建模工具如图E2所示。——工厂统一建模支持统一的物理工厂和逻辑对象工厂数据模型建模，主要包括区域、生产装置、装置、管线、仪表、罐医、化验分析样点，关键技术指标，产率模型等元素，为各个应用套件提供完整统一的数据模型．并为业务模块提供基础数据支撑，囤E2基础数据建模工具——业务模型采用组件技术对业务逻辑提供支撑，使应用逻辑与用户界面彻底分离。将各业务模块集成在统一接口的基础上，实现各应用组件的可插拔和可扩展。数据集成服务提供高教率、高频度的数据集成解央策略，支持流程工业主流宴时数据库接口(EsPzsYs，PI，un，fo⋯一，InfoPlus)和关系数据库接口(例如0DBc，OIJEDB等)，还能保证与其他M1s系统的数据集成，支持固定文件格式的数据导人。——统一应用集成平台提供统一的应用系统集成框架，实现统一的用户权限管理，记录业务操作监控日志。平台具有良好的开放性和可扩展性，能方便实现与其他系统的有效集成(单点登录)。——ERP接口服务平台提供标准、统一的对外接口服务协议包，可实现与主流ERP系统稳定可靠的双向通讯与数据库同步更新。E2MEs—sutte的主要应用套件E21物料平衡与数据校正(MEs-DabPro)E211概谜ME孓DataPr。基于工厂物流模型和统计分析方法，采用多层递阶平衡策略，解决企业中物流数据43 的不一致和不完整等问胚t从而将生产过程数据提炼戒一致和可靠的高质量业务信息．为企业进行精细化管理提供强有力的支撑。实现计划、调度、操作三个层面每班物料数据的完整一致，满足生产平衡，支持生产调度与优化，通过组分跟踪，分析生产过程中存在的问题，提高生产管理的精细化水平，物料平衡技术实现架构图如图E3所示。图E3物料平衡技术实现架构E212功能——单装置数据校正从信息集成与工厂建模平台获取生产装置侧线数据t基于侧线计量模型和投人产出模型，对侧线数据进行自动校正，得到单装置投入产出平衡数据。——调度平衡在装置、罐区．进出厂点的物理层面建立调度平衡模型，结合业务规则，进行平衡计算，实现调度平衡和组分平衡，并提供组分跟踪的功能。——全厂统计平衡建立面向逻辑节点的统计平衡模型，采用显著误差检测和大规模数据校正算法进行全厂物流平衡计算，消除随机误差，实现物料的收付平衡和装置的投人产出平衡。——组分平衡对于段有化学反应的加工单元，通过集成化验分析数据，可实现装置级物流数据质量和组分的双重平衡，为装置操作水平评估提供信息支撑。——公用工程平衡通过建立公用工程平衡统一模型，在集成水、电、氢气、氯气、水蒸气等产耗散据信息的基础上，实现对公用工程信息的平衡处理，为生产装置进行成本棱算及节能降耗提供可靠数据。——能耗物耗统计通过对生产装置级及垒厂级能耗物耗的统计计算，获取单位目标产品的能源、实物消耗信息，最终为企业整体运作水平的自我评价提供数据支撑。——生产报表ME}DataPr。提供了功能强大的报表功能，用户通过简单的配置或是组态，可方便宴现各类生产统计报表的生成、浏览、打印功能。E213系统特点——具有功能强大、配置灵活的报表引擎；——适台平衡工程师解决问题的友好人机界面；——可实现物流组分的平衡及组分的向前／向后追溯；——采用了高置信度显著误差综合检测及先进的二次规划算法；提供多级平衡策略，既可进行装置级平衡卫可进行全厂统计级物流数据校正；——有效实现公用工程信息的集成及平衡计算，并可进行多尺度物耗能耗的统计分析与查询。46 标准分享网www.bzfxw.com免费下载E22运行绩效管理(ME争KPI)21概述ME孓KPI通过建立企业生产KPl模型，对生产运行绩般进行评估。它基于企业信息集成平台，系统可实现KPl指标的计算、打分、图形化显示厦各种分析报告，为企业实现精细化、数字化管理提供强有力的支撑，运行绩效管理指标及分析架构如图E4所示。图E4运行绩效管理指标及分析架构22功能建立KP1模型不同的企业有不同的业务类型，用户可根据自身企业的实际情况，按照区域、单元和设备等工厂结构添加KPI项，并设置计算KPI的数学公式，建立所有需求KPI的物理模型。——KPI模型配置与维护企业的生产活动是复杂的，市场需求的变化经常导致企业生产活动的改变，企业相应的KPI模型当然也需要及时的配置和维护，如配置KPI模型中的数据源、修改KPI的生命周期、改变KPI的计算频率等操作，执而可保证系统的时效性。——KPI计算与图形化显示用户可选择触发KP1计算引擎的模式：系统自动或是手动触发，自主选择单一或是多个KPI指标计算，并能选择KPI计算的时间尺度：一段历史时间还是执当前时间点到未来的时间{用户还可根据自己的喜好选择KPI计算结果的显示方式，如趋势图、柱状田及图表等，包括图形的颜色也可自由设定。KPI评估与分析KPI模型中配置了最大值、最小值、最优值等信息，通过专家规则和合理的算法，根据KPI计算结果的情况．对装置操作情况进行打分。——过程诊断与报告用户可组态装置备KPI的分析周期，进行对比、关联、综合以及特殊等多种分析，弄清生产中各因素间的相互作用．对装置生产运行情况进行健康诊断．井形成相应的分析报告。23系统特点——统一的KP1建模方法，用户可根据自己的需求构建个性化的KPI树；一全生命周期的模型维护和灵活方便的配置功能；——KPI计算引擎的优良性能以及计算结果的图形化描述；——丰富、强大的多种分析方法，详尽的分析报告，可重现生产过程中的各个环节；——KPI指标的打分量化，是用户监控生产状态的有力工具。23生产质量管理(MEs-QM)231概述ME}QM生产质量管理软件为面向企业内部质检分析、生产过程质量管理、企业供应链质检服务的实验室信息管理套件。生产质量管理功能框图见圉E5。d7 GB／T25485—2010臣三口臣困臣三口[至]臣司[田[丑[丑[习E习臣困E至习图E．5生产质量管理功能框图E．2．3．2功能a)实验室信息管理——资源管理完成实验室人员、化学药剂、分析仪器管理(检定、状态与维护、分配)；工作流程、生产过程采样点、用户信息等的管理。——规范管理完成质检(测试)规范、分析仪器标准操作程序(sOP)管理、分析仪器维护规范(如检定周期、维护周期等)、分析报告模板、化学药剂管理规范和留样管理规范等的管理。——分析计划管理对生产过程质检计划、生产系统内外部的质检申请进行管理，形成分析计划。——分析任务管理按照分析计划形成分析任务，包括采样、样品分配、分析任务指派，并跟踪任务执行。——分析跟踪跟踪分析计划执行情况。——分析数据采集与管理对分析数据采集，如原始分析数据的人工录入、自动采集、从其他文件系统导入，分析数据审核处理，分析报告审批和发布进行管理。——审计跟踪对分析过程进行审计跟踪，追溯质检分析的全过程。——抱怨管理登记用户抱怨，进行分析和处理。——留样管理完成留样的登记、领用、过期销毁的管理。——化学药剂管理对化学药剂等分析用物料从采购申请、保管到领用的全过程进行管理。——质检绩效管理完成质检分析统计(计划完成情况、化学药剂消耗、工时消耗等)、关键绩效指标管理；检测过程的统计过程控制，发现检测过程变异，改善分析过程；抱怨分类分析等管理。——数据查询按权限查询样品采样、原始数据、分析报告、留样信息和历史分析数据；人员、项目、客户、标准资料、实验室各种文件、各类报表及相关技术资料。浏览历史数据，分析数据及其分析项目的变化趋势；浏览超标数据、加样数据、复测数据、原始记录、修改记录、审核记录、自动或人工判定记录等信息。b)过程质量管理——产品质量跟踪跟踪各生产装置的产品质量数据，及时提示调整工艺操作条件。——工序统计过程控制48 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010对于计量型质量特性，提供计量型控制图，如均值一极差(xbar-R)图、均值一标准差(xbar_s)图。对于计数型质量特性，提供计数型控制图，如缺陷数(c)控制图、百分率(P)图。——原材料质量评价为供应商评价提供支持。——产品售后质检服务——生产过程质量分析管理E．2．3．3特点——自动判定样品是否合格；——组态化生成分析或试验结果的计算方法；——与其他模块协同工作，接受其他运作模块的请求，完成分析任务并反馈分析结果；——可直接接受第4层的指令，完成相关分析任务。E．2．4设备维护管理(MEs-EM)E．2．4．1概述MES_EM设备维护管理是适合典型流程工业的设备维护管理软件。它以设备点检为核心，支持设备保养、预防性维修、基于状态维修和基于条件维修，以及设备维修计划等设备运行管理活动。图E．6为设备维护管理功能框图。臣回臣回[卫E圃E司[田E困臣圃臣困臣回臣圃臣固图E．6设备维护管理功能框图E．2．4．2功能——资源管理完成人员或组织、维护机具、维护材料、润滑材料、备品备件的管理；对设备台账、特种设备台账、固定资产卡片、设备故障台账、设备故障处理预案等进行管理。——规范管理完成设备操作规程、设备维护保养规程、设备检修规程的管理，相关工艺规程、设备维护安全管理规程的管理；点检标准、定期检查标准、状态监测标准、保养标准、故障代码、缺陷代码、维修标准库的管理；设备维修定额、KPI指标等的管理。——维护维修计划管理完成维修请求管理，维修计划编制、备件和材料需求计划、维修能力需求计划管理；维护计划(点检计划、润滑油更换计划、巡检计划、消缺计划)管理；将维护维修计划分解为各类工作任务；维护维修计划变更管理。——维护跟踪跟踪并报告维护计划执行情况。——维护工单管理完成维护调度(点检工单、消缺工单)、维修调度(维修工作单、维修机具调度单、备品备件(含材料)领用单、维护现场安环监督通知单)管理，维护材料的质量控制(包括质检申请)管理。——现场管理对维护、维修涉及的现场作业活动进行管理，包括点检记录、润滑记录、润滑油更换记录、巡检记录、缺陷记录、消缺记录的管理；维修执行记录、现场安环处理记录、各类维修作业许可证的管理；备品备件49 出库、退库管理；设备维护用材料质检管理。——维护绩效分析与KPI对维护(点检’掴滑、巡检，缺陷与消缺)进行绩教分析，可根据分析结果，做出设备维修申请、特护等处理；维修工单分析(各类消耗与成率)、全局设备效率0EE分析，对备品备件库存进行分析，可根据分析结果，提出备品备件采购申请等的处理。一备品备件管理包括备品备件人出库管理、仓库作业管理，库存控制管理，盘点管理等。——设备运行监控监控设备运行状态与参数，管理设备运行时问；设备性能劣化趋势分析，设备运行预警(定标预警、业务顶警、舞豫能力预瞢)等的管理。E243特点——支持预防性维修、基于条件的维修、基于事件(状态)的维修；——完善的维修作业过程管理，如工艺隔离管理、安环隔离与监督管理；灵话支持多级别设备保养制度的执行；——可与专用设备状志诊断系统集成运行；——可与专用设备点检系统集成运行，与其他模块协同工作，接受其他运作模块的请求，完成维护维修任务，反馈执行结果；——可直接接受第4层的指令，完成相关分析任务；——向其他运作模块报告设备运作状态，分类预警处理，如设备维修、点检监测、特种设备检验检定等定标预警处理；设备隐患整改、设备维修工单等业务要求预警处理；备件合理储备及库存预警处理，设备性能劣化倾向等资源能力预警处理。E25能源计量管理(ME}EⅡer盯)E251概述ME}E⋯gy能源计量管理软件是以能源产耗宴时信息和统计信息为基础，帮助企业实现能源计划制定、能耗指标动态计算、能耗指标分解与控翩、能源产耗平衡、动态调度与监控以及能源使用效率评怙等业务的系统解决方案，进而实现企业能源的定量控制以及综合优化使用，达到节能和增效双同步。囤E7为能源计量管理功能框图。圈E7能谭计量管理功能框图 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25485—2010E．2．5．2功能——按照单元、区域、能源种类等对企业能耗指标进行分解，建立企业能源计量指标体系；——根据生产计划，基于能源运行模型和装置能量需求模型，优化能源使用计划；——对标管理，按照国家标准和行业标准，进行对标分析，辅助查找问题；——工厂能源动态监控与统计分析，对各种超标情况进行报警，可有效杜绝因能源调度不当、无计划使用等因素造成的非计划停车事件，便于用户及时改进操作；——对企业水、电、汽、风、燃料等能源进行产耗分析，实现能源产耗跟踪。E．2．5．3特点——采用多种计量手段和数据处理方法；——可从全厂能量综合优化利用的角度给出能量使用方案，为能量的优化调度提供支持。E．2．6物流移动与跟踪(MEs-Tracker)E．2．6．1概述MES_Tracker物流移动与跟踪管理软件是用于管理和记录企业物流从原材料进厂、储存、加工、分配以及到产品出厂全周期移动的软件。MES_Tracker以信息链的形式记录了物流移动的详细信息，通过“向前”和“先后”追溯，可重现企业各生产关节的历史信息，从而为全流程的质量控制提供依据。图E．8为物料移动示意图。图E．8物料移动示意图E．2．6．2功能——跟踪各个生产环节的物流状态。——监测原料进厂时间、数量、批次以及计量数据，进行统计分析。为计量管理部门提供准确的原料进厂信息，及时发现损耗源头，减少损失。——对终端计量过程进行实时监测和计量统计，将贮罐计量数据同流量计计量数据进行对比分析，及时发现计量差错，并对差错进行跟踪分析。——物料存储、移动的操作管理，通过罐量的对比统计计算，对传输过程中的计量差错进行分析，及时发现计量漏洞，降低物料损耗。——自动产生物料移动的各种生产报表，为制定生产计划、成本核算等提供数据支撑。E．2．6．3特点——可实现流量、液位等各种计量仪表原始数据的统一换算和温压补偿校正，并支持自定义换算方法；51 GB／T25485—2010——系统所建数据模型和业务模型，具有良好的通用性和可移植性，可作为物料平衡系统工厂模型的组成部分；——管理业务与储运自动化相结合，自动测量数据、手工输入数据、质量等数据有效集成，确保数据完备、一致。E．2．7生产调度管理(MEs_schedule)E．2．7．1概述生产调度是保证生产计划有效执行的生产控制活动的集合。其任务是：在有限的资源约束下，控制生产计划的执行，保证生产目标的实现；当生产过程出现异常情况时，进行快速处理，使其影响减低到最小。生产调度过程是动态过程。生产管理人员不仅要编制高质量的作业计划，而且要对作业计划执行中发生的事件迅速作出反应，甚至修改生产作业计划。有多种类型的扰动可干扰计划的执行，包括机器损坏、加工时间延迟、原料品质变坏、原料供应脱期和紧急订单等。生产调度除完成生产作业计划编制外还承担三个主要任务：a)生产作业计划重排。提供修复一个已经被破坏生产作业计划(表)的方法。b)事件处理。对于出现的意外情况创造具有鲁棒性的调度方法。c)生成调度规则。针对事件生成调度规则，以改变制造系统的性能或运行。调度框架可包括调度环境识别、调度策略、调度规则和调度方法。调度环境识别所需要调度的作业集，调度策略描述是否产生生产调度，调度规则指出什么时候应该产生调度，调度方法描述怎样产生和更新调度。ME孓schedule优化生产调度管理，基于过程事件进行生产调度。以调度指令的形式处理事件，并跟踪调度指令执行状态，追溯调度指令执行的全过程。一个过程事件可以需要一条或多条调度指令才能完成，一条调度指令通常会引发一系列现场操作(自动的或人工的)动作。生产调度分类。第一类是以调整生产进度为目的的调度，第二类是以调整生产控制条件(工艺条件、能源供应条件、质检分析等)为目的的调度，第三类是以调整生产能力(通常与设备运行状态有关)保障生产需要的调度，第四类是以调整进出厂物流为目的的调度，第五类是以处理环境安全和生产安全条件为目的的调度。装置的不同、事件影响范围的不同，决定了调度指令的优先级和紧急程度。有时一种调度活动需要另一种或一种以上调度活动按照一定的从属性协同工作才能完成，如第一类调度活动可能需要第二类、第三类调度活动协同完成。图E．9为生产调度系统功能流程示意图。图E．9生产调度系统功能流程示意图 标准分享网www.bzfxw.com免费下载E272功能——生产作业计划。生成工厂生产调度表，可包括区域、装置日或班的生产计划表。——过程事件组态。基于实时数据库组态事件产生逻辑．生成事件链。——调度工作模板组态，按照生产过程事件处理规则详细分类，生成调度工作模板。该模扳由一个调度工作主题和一条或多条调度工作细目组成。实际生产中，对许多事件的处理已经形成了固定的模式，此时选择模式化组态，预先确定处理内容。对于没有形成固定模式的，选择非模式化组态——处理内容需要在调度策略组态中确定。——在线调度策略组态(生成调度指令)。关联工作模板与过程事件．确定调度内容(地点、时间、位置、处理活动)及执行的从属关系，形成调度任务。对于第一类调度，可能需要进行物料平衡优化处理。对于第五类调度可能需要制定紧急生产计划，保证生产处于安全条件下运行。——调度任务管理。下达、撤销调度任务。——调度跟踪。跟踪调度任务执行状态、相关过程状态，记录任务执行结果。——词度执行追期。追溯诃度执行全过程。——事件调度日志。记录调度事件和调度处理过程，可回溯。273特点——生产调度可面向区域、车问进行；——调度作业集的执行可由事件驱动；——全局化报警和事件检测，基于物料平衡和执行从属性的生产诃度，——指导功能使生产诃度工作灵活有序，对调度工作的正确性、及时性、全面性提供支持。28产品调和(ME}Bl印都281概述ME9Blend产品调和软件是应用于石化企业监控产品出厂管理过程的优化控制软件，适用于汽油、柴油、煤油和澜滑油的罐调和管道{田和，是石化MEs解决方案的核心套件之一。软件使用线性／非线性优化技术，以调和出的产品满足质量指标及调和成本最小／质量过剩最小／偏差最小作为目标，计算出优化的调和配方。针对不同的调和方式和调和要求，软件对调和过程进行质量控制，确保堆终调和出的成品油满足质量指标，获取晟大的调和效益。图E10为产品调和系统架构图。图E10产品调和系统桨构蟊 GB／T25485—2010E．2．8．2功能——基于独有的企业数据模型技术，将物料、调和设备、调和模型和调和质量控制策略作为基本组件，根据不同企业不同环境的应用需求快速方便地构建各种调和生产方案；——内置调和模型库并对调和模型实现滚动优化，大大提高了调和系统的调和精度；——采用独有的混杂系统多目标优化器，支持比例控制、体积控制、在线修正控制、用户自定义等多种调和质量控制策略，满足汽油调和、柴油调和、润滑油调和的质量控制要求。E．2．8．3特点——帮助用户不断改进产品出厂管理的质量控制和质量管理水平；——可与MEs其他运作管理进行协同工作。 标准分享网www.bzfxw.com免费下载参考文献GB／T25485—2010L1]GB／T15969．3—2005可编程序控制器第3部分：编程语言(IEC61131—3：2002，IDT)[2]GB／T16642～2008企业集成企业建模框架(Is019439：2006，mT)[3]GB／T16656．12008工业自动化系统和集成产品数据表达与交换第1部分：概述与基本原理(IsO10303—1：1994，MOD)[4]GB／T19114．1—2003工业自动化系统和集成工业制造管理数据第1部分：综述[5]GB／T20720．1企业控制系统集成第1部分：模型和术语(GB／T20720．1—2006，IEC62264—1：2003，IDT)[6]GB／T20720．2企业控制系统集成第2部分：对象模型属性[7]IEc／IsO62264—3企业控制系统集成第3部分：制造运行管理的活动模型[8]BRucEMR．BacktotheFuture：MEsfrom1999—2000[M]．Boston，Mass．，usA：AMRInc．，1995．[9]MEsAInternati。na【．MEsexplained：AHighLevelVision[R]．chandler．Ariz．，usA：MESAInternationalWhitePaperNumber6，1997L10jWILLIAMsTJ．ThePurdueEnterpriseReferenceArchitecture[J]．ComputersinIndustry，1994，24(2—3)：14l一158[11]王宏安，荣冈，冯梅，等．化工生产执行系统MEs[M]．北京：化学工业出版社，2006．[12]华中科技大学汽车整车生产MEs解决方案．[13]浙江中控软件技术有限公司MEs解决方案技术白皮书．55'