MES业务平台开发需求规范书.docx
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MES业务平台开发需求规范书
MES业务平台工程
开发需求规范书
深圳市速影科技有限公司
二〇二二年四月
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1.0
Dzk
Yb
1背景
MES（ManufacturingExecutionSystem）生产执行系统。
其实就是面向车间级的生产管理系统。
实现从原材料进厂到成品入库整个生产过程的精细化管理的手段，为企业降低生产成本，提高核心竞争力。
生产执行系统为企业解决的问题如下：
（1）精细化管理
（2）生产过程追溯
（3）对生产制造过程所有环节实时监控
（4）规范固化业务管理流程
（5）严格控制质量、降低生产成本、加强安全保障
（6）记录无纸化、数据电子化、信息集中化
（7）统计报表管理系统化
（8）提高工作效率
（9）通过反馈结果，优化生产制造过程的管理业务
1.1MES业务背景
制造执行管理系统（MES）是企业CIMS信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。
本文介绍了MES的概念、功能模型，以及现场自动化系统之间的关系，并且描述了MES系统的典型结构。
概述制造业是我国国民经济重要的支柱产业，在第二产业中占据中心地位。
伴随中国加入WTO和经济全球化，中国正在成为世界制造业的中心。
中国的制造业企业面临日益激烈的国内外竞争，如何迅速提高企业的核心竞争力，很重要的一点，就是以信息化带动工业化，加快信息化进程，走新型工业化道路，实现全社会生产力的跨越式发展。
但是，由于产品行销在这一、二十年间从生产导向快速地演变成市场导向、竞争导向，因而也对制造企业生产现场的管理和组织提出了挑战，仅仅依靠ERP和现场自动化系统往往无法应付这新的局面。
工厂制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem,MES）恰好能填补这一空白。
1.2MES适用范围
工厂制造执行系统MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。
MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。
适用于不同行业（家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药），能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。
目前国外知名企业应用MES系统已经成为普遍现象，国内许多企业也逐渐开始采用这项技术来增强自身的核心竞争力。
企业计划层与过程控制层之间的信息“断层”问题我国制造业多年来采用的传统生产过程的特点是“由上而下”按计划生产。
简单的说是从计划层到生产控制层：
企业根据订单或市场等情况制定生产计划—生产计划到达生产现场—组织生产—产品派送。
企业管理信息化建设的重点也大都放在计划层，以进行生产规划管理及一般事务处理。
如ERP就是“位”于企业上层计划层，用于整合企业现有的生产资源，编制生产计划。
在下层的生产控制层，企业主要采用自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流搬运储存设备等解决具体生产（制程）的生产瓶颈，实现生产现场的自动化控制。
由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新，一个制造型企业能否良性运营，关键是使“计划”与“生产”密切配合，企业和车间管理人员可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，作出准确的判断和快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速修正。
1.3MES业务定位
MES是处于计划层和现场自动化系统之间的执行层，主要负责车间生产管理和调度执行。
一个设计良好的MES系统可以在统一平台上集成诸如生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能，使用统一的数据库和通过网络联接可以同时为生产部门、质检部门、工艺部门、物流部门等提供车间管理信息服务。
系统通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产，协助企业建立一体化和实时化的ERP/MES/SFC信息体系
1.4MES软件特点
Ø企业制造能力，交付能力的提升
制造执行系统彼奥MES在计划管理层与底层之间架起了一座桥梁，填补了两者之间的空隙。
一方面，MES可以对来自MRPII、ERP软件的生产管理信息进行细化、分解，将来自计划层操作指令传递给底层控制层；另一方面，MES可以采集设备、仪表的状态数据，以实时监控底层设备的运行状态，再经过分析、计算与处理，从而方便、可靠地将控制系统与信息系统整合在一起，并将生产状况及时反馈给计划层。
一个企业的制造车间，是物流与信息流的交汇处，企业的经济效益最终就是在这里被物化出去。
随着市场经济的完善，车间在制造企业中逐步向分厂制过渡，导致其角色也由传统的企业成本中心向利润中心转化，更强化了车间的作用。
因此，位于车间起着执行功能的制造执行系统MES具有十分重要的作用。
车间的实时信息的掌握与反馈是制造执行系统对上层计划系统正常运行的保证，车间的生产管理是制造执行系统的根本任务，而对底层控制的支持则是制造执行系统的特色。
Ø生产数据直接、简洁
彼奥MES最大的价值就是数据（Data）和信息（Information）的转换。
如果把MES比喻为人，那么生产数据集成就相当于人的血液系统。
好的生产数据集成是彼奥MES得以成功的重要基础。
彼奥MES生产数据集成有如下特点：
海量的数据集成：
这类数据集成无论是采集范围还是数据规模都是海量的。
实时的数据集成：
这类数据集成面向实时计算，实时分析，实时应用。
而且数据是有时效性的，延时的记录和存储将会导致应用的错误甚至失败。
复杂的数据源：
这类数据集成往往要考虑到复杂的数据源类型，异构的网络接口等因素。
面向多种应用的数据集成。
集成目标往往要面对ERP，MES甚至控制系统的应用生产数据集成是利用按照标签点的形式通过定时地收集、存储生产过程带有有时标数据、离线手工数据、或者其他外部应用数据（如消息，报警，生产事件），并针对这些数据和数据库平台提供实时管理和应用能力。
集成过程应该考虑实时分布采集、经济存储、方便管理、可扩展的协同应用。
生产数据集成可以参照相关国内外技术标准、行业标准、事实的产品标准。
生产数据集成的系统结构设计、系统配置、软件编制应满足企业对生产可靠运行的要求。
生产数据集成能够保证生产过程数据采集过程的实时性、数据的完整性。
从系统安全而言，生产数据集成要充分考虑保证系统及其数据的安全、采用适当的加密防护措施、数据备份措施，提供严格的用户认证、权限管理和审计手段、数据的时效性。
从开放性和可扩展性考虑，彼奥MES生产数据集成应采用应开放式体系结构和分布式系统设计，以满足未来MES或SAP应用和企业信息综合应用的要求。
Ø生产信息可追溯性
ISO8402《质量管理和质量保证-术语》中对“可追溯性”做了如下定义：
根据记载的标识，追踪实体的历史、应用情况和所处场所的能力。
美国生产与物流管理协会（APICS）从物流角度将可追溯性定义为：
可追溯性有双重含义，一是指能够确定运输中的货物的位置，二是通过批号或序列号记录和追踪零部件、过程和原材料。
彼奥MES软件在执行该功能时，主要从四个方面体现：
1）批次完整性：
批次的大小、完整性和可分离性决定追溯的准确性；
2）数据收集：
批次追踪数据记录了产品的物料组成情况，过程数据记录了重要的加工、生产、运输、储存等数据；
3）产品标识通过与生产过程的连接确定产品组成；
4）从系统取得数据。
Ø及时、准时、实时地把握变化，随需应变
企业管理人员可以根据其所定制的关于产量，质量报告，对生产线的任何变化实施时时监控，由于彼奥MES软件开发基础基于WEB格式，因此企业管理人员可以远程访问其固定网站，无论身处何方，第一时间获取生产信息，方便企业管理人员随市场变化，做出第一判断和决策。
2功能需求描述
2.1权限管理
权限管理模块主要对不同类型的操作人员加以不同层次的权限设定，把相关的功能打包并赋予不同的角色。
每个员工使用各自的帐号及密码登陆系统，并进行各自权限范围内的相应操作。
有效的确保正确的人在正确的岗位。
并且所有操作人员的信息可建立追溯报告，为企业的质量管理体系，绩效体系提供有效数据。
2.1.1员工权限管理
管理员可以在此设置并管理维护所有人信息，可以新增、修改、删除、激活、注销用户信息。
2.1.2员工密码修改
可以修改密码，超级管理可以监控所有用户的密码。
2.1.3角色功能设置
为不同角色的用户分配系统操作权限。
不同角色的用户用自己的用户名和密码进入后台后，左边的菜单栏目根据不同的权限，显示也不相同。
2.2物料清单
物料清单模块提供了物料清单BOM的导入、维护、查询等功能。
需要指出的是，彼奥MES中的物料清单是指在制程中所涉及并需要监控的物料的集合，它并不等同于ERP中的BOM。
MES系统提供了多种物料清单导入的方式，如直接录入或批次导入，并支持向上或向下多层次查询。
每一种原材料、组件、半成品、产成品均可定义追踪标识以及追踪规则，可实现相互关联多层级追踪。
2.2.1物料清单上传
有两个模板,物料属性模板和物料层次模板,按照模板要求，批量导入物料属性，和物料bom
若选择导入层次，文件模板中主物料号和次物料号，必须在系统中已新建好。
不然，上传不上去。
导入有二种类型格式可以打开文件模板或下载可看到。
文件格式是EXCEL文件。
1）如果在导入属性时，先比对上传文件里数据，再和系统数据库中的数据进行比对。
有重复的数据就过滤掉。
2）导入层次关系时，就会检查料号是否在系统中存在，层次关系是否已定义过，料号是否发生倒置。
若上传的物料号中，物料号存在主、次关系倒置的情况，会上传失败。
2.2.2物料属性查询
按物料代码来查询物料的属性。
也可以根据料号进行查询（含通配符查询），不输入则查询所有记录信息。
2.2.3物料属性管理
按物料代码来查询该物料的属性，新建、修改、删除、拷贝物料属性。
列出所有物料号清单，物料号包含次物料号的，可以点击此物料号进去进行查看次物料号信息。
料号管控，有“make”、“buy”、“make/buy”三种，“make”与“make/buy”可以定义生产流程和开工单，而“buy”不可以定义生产流程，只可以从外部收入。
MAKE（物料管控）+标准件（料号特性）则产生工单；BUY（物料管控）+标准件（料号特性）则产生外购定单。
拷贝类型默认是Bom，如果选中的是Bom，在选中此物料号进行拷贝时，此物料号必须要有子物料号，然后将其子物料号拷贝到所要填写的物料号下（所填写的物料号必须在系统中存在）；如果选中的是Item，那么它将创建一个新的物料号（唯一），只是与所选中的物料号属性相同，也可以对其属性做相应的改动。
2.2.4物料层次查询
向上或向下查询该物料代码的父一级和子一级。
用户需要确认某一特定料号的上层关系或是下层关系,可以定制它所要显示的层次数。
向下查询，显示其物料号的子物料号清单；向上查询，显示其物料号的上层物料号清单。
2.2.5物料层次分配
物料层次分配，为主物料添加子物料，和bom一样
列表中所显示的清单都是含有子物料号的物料清单。
“增加”是增加一个新的物料层次关系。
输入主物料号或次物料号，其属性都会自动带出，另所输入的物料号（主次），系统也会进行判断。
2.3生产流程
生产流程模块提供了对产品生产流程中关键步骤的定义、排序、所需物料及数量、监控点设定及相关操作资质要求设定等功能。
生产流程的设定，确保了由符合相关技能要求的员工按照正确的作业指导并使用正确的料件及数量生产出正确的产品，使整个生产制程在有序、高效、防错、防漏的状态中进行。
在产品加工过程定义过程中，能描述复杂的装配，测试流程，工艺流程可支持多层嵌入，多重分支等逻辑选择。
每一个生产过程控制节点都能及时反映当前在线物料状况并能支持时时响应，报警规则。
2.3.1工序类别管理
根据产品生产流程，增加生产流程所需的工序类别页面。
工序类别要和员工技能进行关联，要员工技能定义是进行关联操作，指定什么技能要用什么样的工序去完成。
工序名称是唯一的，不能重复，对应的操作页面地址是由开发人员给出（进行二次开发）。
工序在生产流程定义时要进行选择，一个产品在生产流程中的每一步具体的操作是什么。
（即到什么样的操作界面：
如是装配还是测试等）
2.3.2扫描点查询
按物料代码来查询该物料的扫描点，选中一个后，可以进行查看
2.3.3扫描点管理
新定义扫描点，包括删除、修改、拷贝、查看。
扫描点定义时，该物料的料号属性是“make或make/buy”才可以定义其生产流程。
定义具体一个物料的生产流程，以后这个物料就按这个流程来操作，一个物料只有一个生产流程，可以COPY。
COPY时，只是COPY生产流程，不COPY子物料信息和使用数量等信息。
报交是指需要操作并且告之MES系统，且有操作界面。
一个物料的生产流程定义跟它自身的BOM即清单有关联，即子物料和使用数量都要严格一致。
删除时生产流程不影响工单的生产，因为工单有自己的生产流程和BOM信息。
2.3.4作业指导书管理
根据不同产品，上传产品的作业指导书。
若一个物料号上传了多个流程图，系统则默认最近一次上传的工艺流程图为准。
关联生产流程定义时.自动代出给定义者查看。
2.4质量管理
质量管理模块主要针对维修过程中的原因分析、缺陷分类、维修方法及结果进行统计汇总，从而反映实际生产制程中的质量薄弱点，有利于更好的持续改进。
2.4.1元件位置管理
添加产品在维修时，所涉及到的所有元件位置，当产品维修后，维修人员可以选择出现问题的元件位置。
2.4.2维修方式管理
添加产品在维修时，所涉及到的所有维修方式，当产品维修后，维修人员可以选择是通过什么维修方式维修的。
2.4.3交调值设定
交调测试时，对于某个产品来说，有一个初始值，设定成功，交调测试值都大于这个初始值，测试通过，若交调测试值都小于这个初始值，测试失败。
2.4.4质量缺陷管理
根据不同的缺陷类型，添加、修改、删除、查询质量缺陷，也可以进行批量上传。
2.4.5质量缺陷类型管理
添加、修改、删除、查询质量缺陷类型。
2.5工单管理
工单管理模块包括了工单及序列号、批次号的数量及状态管理，并提供了成品与其组件的向上或向下的关联查询。
这有效的保证了产品的可追溯性。
2.5.1工单管理
创建、修改、删除、强行关闭、查询工单号，创建序列号
Ø工单创建
开工单的物料号，料号属性为“make”或“make/buy”，才可以进行开工单。
开工单之前，该物料号的工艺流程图需上传成功，生产流程也定义好。
物料工单定义时需有完整的生产流程方可定义，并且工单开始时间得从当天往后开始计算，工单号的生成按“WO”+年份+周+6位计数器，且不得重复。
工单的三种状态说明：
开始、操作、完成。
开始即它生成的序列号执行第一步操作之前都是开始状态，在开始状态的工单是可以进行修改的；操作即第一个序列号状态改变时的状态；完成即它下面所有序列号的状态都为结束或可用。
Ø工单修改
开始状态的工单是可以进行修改的，如工单自己的BOM和工单自己的生产流程；操作和完成状态下都不可以进行修改。
创建工单时系统自动为工单创建自己的BOM和生产流程，当工单要修改自身BOM或生产流程时可以随用户填写物料号和生产流程步骤，系统不给出判断。
Ø工单删除
只有状态为“开始”时，工单才可以被删除。
状态为“操作”或“完成”都不可以删除。
状态为“开始”的工单被删除后，它下面的所有序列号被报废。
Ø工单关闭
只有工单状态为“开始”或“操作”时，才可以关闭工单，状态为“完成”时，不可以关闭工单。
此操作很少用到，当一个工单要强行关掉时，它下面所有的序列号的状态改变情况如下：
可用=可用、已用=已用、制程中=报废、隔离=报废、维修=报废、报废=报废、开始=报废，工单状态处理关闭状态。
Ø工单查询
可以按工单号、物料号、开单日期、负责人、状态这五个进行查询，即可以单个的进行查询，也可以组合的进行查询。
2.5.2序列号管理
对所有的序列号进行管理维护，可以进行待处理、报废、维修、解除待处理、查询操作
Ø序列号待处理
可用状态不可待处理、报废不可待处理、已用可待处理、制程中可待处理、维修可待处理。
Ø序列号报废
制程中可以报废、已用可以报废、待处理可以报废、维修可以报废、可用可以报废。
Ø序列号维修
除“维修”状态，都可以进行维修。
维修可以使一个序列号从报废到正常状态（即它原来的状态）。
序列号的维修状态有二个来源1:
手工设置为维修，2:
测试不通过也是维修状态。
Ø序列号解除待处理
解除隔离即序列号回到隔离之前的状态。
2.5.3批次号管理
对所有的批次号进行管理维护，可以进行待处理、报废、维修、解除待处理、查询操作。
2.5.4关联查询
查询主序列号和从序列号之间的绑定关系，可以向上/下查询。
输入序列号，可以查询关联的子序列号，向上查询其父一级序列号。
2.5.5非计划性收货
非计划性收入即可收入MES系统中存在的序列号，收入之后状态为可用状态，之前不管它是什么状态，但一定要在系统中已经存在过的。
比如：
对于已经报废的产品，发现这个产品可以使用，那么对其进行非计划性收货，让其状态变为可用。
2.5.6序列号解锁
对于被锁定的序列号，进行解锁，比如：
生产线员工在装配腔体序列号时，由于误操作，让序列号状态变为锁定。
2.6设备管理
设备管理模块主要对生产线上设备的校验有效性进行管理。
对即将校验过期的设备，彼奥MES会及时提醒相关责任人进行设备校验。
于此同时，彼奥MES将如实记录每一台生产设备的使用状况，设备生产任务执行报告，停机检修时间设定等功能，有助于企业管理人员把握生产环节中产能瓶颈的变化，为设备及时，正确的保养维护提供数据。
2.6.1设备管理
增加、修改、删除、查询设备信息，也可以批量添加设备信息，可以对设备进行校验。
校验设备时，“上次校验报告”的浏览功能可以上传“上次校验报告”到该系统中，可以作为以后校验的参考。
设置自动提醒，比如设置自动提醒时间为1天，有效期为2009-10-11，那么在2009-10-10这一天，查看设备列表，它会一红一黑的闪动，以之来通知用户。
也可以做成发送邮件的方式，告知PE工程师，进行设备校验。
2.6.2设备校验管理
查看校验报告，对设备进行外送检测.对测试结果进行跟踪。
2.6.3设备查询
按设备名称和设备编号等查询条件，对设备信息进行查询。
2.7技能管理
技能管理模块要求对每个员工的各项技能进行评估并记录，做到员工按技能要求上岗，以保证产品质量。
2.7.1技能级别设置
根据公司内部工艺文件，设置技能级别，从而可以进行修改、删除、查询等操作。
2.7.2技能查询
由用户名进行查询，查看每个生产线员工，对应每个工序，所具备的技能级别。
2.7.3技能修改
可以对技能信息进行修改。
2.8操作
操作模块是收集并记录一线员工实际操作信息的平台，也是一线员工的主要操作界面。
彼奥MES只需单一的操作界面便能完成整个生产制程中不同阶段、不同步骤的所有信息的收集和整理，从而避免了一线员工选错操作界面或颠倒步骤及流程而导致的误操作。
该模块还提供了维修、物料置换、料件剥离等相关功能。
2.8.1操作
所有的操作都在这里进行入口（贴标、测试、装配、包装、附加等等），系统根据序列号自动确定状态并且到它相关的操作页面进行相关操作，如果新加的操作页面需开发人员给出地址，相关联到操作步骤管理。
每一个操作都会引起工单状态的变化（如由开始到操作,由操作到结束）
装配页面即二个序列号发生关联关系，主从序列号建立绑定关系，判断主序列号的生产流程中是否存在从序列号的物料号并且判断装配的次序。
如果不对则装配无法进行，一旦装配成功则主从序列号的状态都会发生改变，主序列号状态变为它定义的生产流程的下一个状态，子序列号状态变为已用状态，并且不再可用了，等该工单的所有主序列号状态都为完成状态则工单自动变为完成状态。
测试功能是对一个序列号进行测试（这个功能只涉及到一个序列号）。
主序列号测试通过则主序列号进入到下一个生产的流程，如果失败则变为维修状态，不可能进行下一步操作，只有经过维修之后才可以使得正常，现在测试通过或失败均由人手工操作，以后开放测试接口自动取得结果和测试报告。
包装页面即只有一个主序列号的模块，一般是最后一个步骤，包装之后序列号进入到下一生产流程。
自动打印功能，扫描下序列号，打印机自动打印需要的条码标签。
2.8.2物料置换
必须输入主序列号，才可以进行查询；同一物料号的序列号才可以进行置换。
模物料置换页面即把已经存在关联关系的子序列号进行置换，旧的子序列号状态由已用变为用户可选状态（可用、隔离、维修），主序列号状态保持不变。
2.8.3物料剥离
剥离后，查看主序列号状态，变为“报废”状态。
物料剥离页面即对已经存在关联关系的序列号进行剥离，剥离之后的子序列号的状态可由用户进行选择，剥离是不可恢复的，建议慎重使用。
2.8.4物料维修
物料维修页面即对序列号为维修状态的进行维修操作，而不处理非维修状态的序列号，记录序列号的物料信息和维修信息。
维修后记录，会在维修日志里面有显示。
2.9报表
彼奥MES软件提供相应定制报告模版，企业用户可以根据自己的需求定制。
在数据收集，及整理报告的过程中，大大减少了人工填写的时间，提高生产线效率。
并积极推动企业无纸化办公。
报表是生产管理过程中的重要文件，为生产管理流程提供极大的便利。
规范、真实的报表对生产管理有极大的帮助，管理者可以从报表中清楚地了解到公司的生产状况，及时、全面地掌握报表体现出来的生产信息，包括日产量报表、月产量报表、质量缺陷报表等。
模板按类型分为清单式、点式、柱状图、折线图和饼状图。
清单式模板是指报表的记录没有限制可以无限制增长的报表，点式模板指的是报表的行和列固定样式不能随意更改的报表，柱状图、折线图、饼状图分别指图形报表。
在模板管理中可以对模板进行增删改查等操作。
模板按频度可分为有频度模板和无频度模板，若模板有频度则在查看报表时需要指定相应的频度信息（模板频度分为年、季、月），若模板没有频度则可直接浏览报表数据。
今后车间里面可以挂一个大液晶显示屏，显示在制品一览表，可以清楚地看到生产线上的生产状况。
2.10系统设置
2.10.1数据备份
对数据库全库数据进行备份，备份到服务器上，由技术人员进行操作。
2.10.2数据恢复
后台不能进行手工恢复，因为这样恢复的情况下，会出错，比如存储过程、触发器等恢复不上去。
只有由技术人员在服务器上用应用工具软件进行数据恢复。
2.11SMT防呆管理
2.11.1SMT物料管理
通过建立SMT区域不同功能区，将在线物料和原材料仓库物料加以区分，实现在线物料时时管理。
提高SMT区域换料效率。
从而减少ＳＭＴ线停线换料时间。
提升产线生产效率。
提高设备利用率和减少生产人员配置，从而降低产线生产成本。
2.11.2SMT产线防呆
通过序列号管控原理，系统实现降低产线换错料的几率，从而减少产线返修的数量，减少客户投诉风险。
功过质量故障数据收集，优化SMT贴片程式，提升产线效率。
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