工业自动化系统与集成制造执行系统功能体系结构

工业自动化系统与集成制造执行系统功能体系结构

国家标准 GB/T25485一2010 工业自动化系统与集成 制造执行系统功能体系结构 Industrialautomationsystemsandintegration一 Funcetiomalarchitectureofmanufacturingexecutionsystem 2010-12-01发布 2011-05-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准

GB/T25485一2010 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 MES的定义 MES功能层次定义 功能层次的描述 制造执行层的主要活动 各层次间生产信息的交互 MES功能体系结构 功能体系结构模型 6. 生产管理模 影响生产的主要功能模型. 影响生产的其他功能模型 2: 26 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 29 32 附录c(资料性附录)MES功能的行业特点 离散行业MES解决方案参考示例 36 附录D(资料性附录 44 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 55 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 图5产品定义管理模块的信息交互 图 资跟管理模块的信息交互 图7生产调度模块的信息交互 1" 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1l生产跟踪模块的信息交互 图12绩效分析模块的信息交互 18 19 图13生产统计模块的信息交互 22 图14“生产、维护质量、库存”间的信息交互 26 图A.1MES的三层结构模型 21 + 图A.2MEs的集成系统模型
GB/T25485一2010 28 图A.3REPAC模型 29 图B.1MES的外部系统模型 30 图B.2MES的功能模型 36 图D.1A'MES整体功能框架 36 图D.2A'MES系统拓扑结构图 37 图D.3 工厂建模与业务流程定义子系统功能框架图 图D. 38 数据准备与维护子系统功能框架图 39 生产管理子系统功能框架图 图D. 6 39 生产装置物料管理子系统功能框架图 数据采集管理子系统功能框架图 40 图 4！ 生产过程监控子系统功能框架图 图 质量信息管理子系统功能框架图 42 图 D.10 生产装置设备管理子系统功能框架图 43 图D.11系统管理功能框架图 43 图E.1MESSuite体系结构 图E.2基础数据建模工具 45 图E.3物料平衡技术实现架构 46 图E.4运行绩效管理指标及分析架构 4" 图E.5生产质量管理功能框图 48 图E.6设备维护管理功能框图 49 图E.7能源计量管理功能框图 50 图E.8物料移动示意图 5 图E.9生产调度系统功能流程示意图 52 图E.10产品调和系统架构图 53
GB/T25485一2010 前 言 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,请华大学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、肖力塘,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
GB/T25485一2010 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章范围;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GBy/T18757一2008(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
GB/T25485一2010 工业自动化系统与集成 制造执行系统功能体系结构 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 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,IDTy 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1 抽象abstraction 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 2 3. 活动tity 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人,并配给时间与资源,以产生输出的基本任务组成 区域领域 area 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 属性attribute 描述实体性质的一条信息 3.5 可利用的产能availablecapaeity 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bhehavior 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
GB/T25485一2010 3.7 提单billoflading 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.g 资源清单billofresources 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健资源清单,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businessproces 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eapabilty 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eapaecitsy 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certifieateofanalysis 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committedcapaecity 当与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constraint 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 onsumables 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decisionm 在不同活动方案中作选择的结果 详细生产调度detailedprduetioschedwle 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
GB/T25485一2010 3.19 企业enterprise 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equipmentclass 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 eVent 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finishedlgoods 已完成所有处理和生产的最终物料 3.23 有限产能调度ftimiteeapaeityschedling 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 中间品放弃要求in-processwaiverrequests 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inventorymanagement 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maintenancemanagement 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mamulaeturingleility 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materialelass 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nmateriallot 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 materialdefinition -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
GB/T25485一2010 3.32 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personnelclas 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proeesssegment 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productiocapacity 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 人员,设备、物料,以及过程段能力的汇集 a 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produetioncomtrol 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pdtiwndiwehtst 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prduetimline 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prductonm mmangement 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prductionrules 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prduetionumit -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 roductionworkorder 生产工作命令pre 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
GB/T25485一2010 3.43 产品produet 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1SO10303-1标准中也将产品定义为"由自然或人工过程产出的物质” 44 ? 特性property 表示执行一个实体的细节特征的对象 3 45 质量管理qualitymanagement 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resource 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storageumit 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storagezone 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 ttracing 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traeking 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unattainablecapaeity 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workeel -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 w0rkcenter 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
GB/T25485一2010 MES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 MES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， 业务计划层 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 制造执行层 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 连续控制 批控制 内放控制 时限小时、分钟、秒、几分之几秒 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、儿分之儿秒,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晶的工作流的活动 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MES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
GB/T25485一2010 ERP(或MRPI),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 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; 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 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; 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 fD 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 g 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 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 各层次间生产信息的交互 5.3 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/T20720.1一2006和IEc/1so62264-3相关内容的基础上进行整合与完善,将业务 天 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 业务计划层 产品定义 生产计划 生产他力 他 信息 训度信总息 R 制造执行层 设备和过 投备科过剧 操作响应 操作指令 的奴现 生产规则 过程控制层 图2生产信息的交互
GB/T25485一2010 5.3.1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 .3. 生产能力信息 . 2 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 -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 一个生产请求可能对应一个或多个生产响应 求可以确认或引用相关的生产规则 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 e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 GB/T15969.3一 -2005,作为此数据类型的例子
GB/T25485一2010 5.3.6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s(oP(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/T19892.12005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/T19892.1一2005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 MIESs功能体系结构 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 业务计划层 资x 生产" 生产 维护管理 管理 调度 统计 影利 绩效 生产 分析 主张 质量管理 功他 生产 生产 模型 分派 跟踪 库存管理 产品 定义 操作 数据 管理 管理 收集 过程控制层 图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
GB/T25485一2010 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 .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 o 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 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 e) 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lEEC/IS(O62264-3的部分内容,并进行了修改和补充,给出该生产管理模型 业务计划屋 基础 生产 生产 绩效 m态 调度 指令 统 反饼 下达 定义 区域 区域 生产 资测 生产 管理 调度 统计 绩效 分析 生产 生产 跟踪 分派 产品 定义 操作 数据 管理 管理 收集 过程控制层 图4生产管理模型 10
GB/T25485一2010 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: 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 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 b 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 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 (sOP)、标准运行条件(s(OC)、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 e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KP定义;由产品定义管理模块传递给绩效分析模块的信息 业务计划层 生产调度 锁效分析 产品定义 信息 产品生产规则 生产KPI 和生产路线 定义 产品定义管理 生产分派 设备和过程 的生产规则 操作管理 过程控制层 图5产品定义管理模块的信息交互 11
GB/T25485一2010 6.2.1.3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; 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 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; 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; g 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 基于过程分析和生产绩效分析的产品生产规则的优化; 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(EwI) 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 如图日所示,描述了致源管理模块主要传递的信息流 包括 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 a 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 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 业务计划层 绩效分析 生产能力 信息 资源可用 性信息 资源管理 资渊能力 信息 生产分派 生产调度 图6资源管理模块的信息交互 12
GB/T25485一2010 6.2.2.3详细任务定义 资源管理的任务包括 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 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1:在生产操作前,检查设备的杀菌状况是否合适(“干净”) 提供资源所在地和分配给生产的资源所在地的信息 e -个可以在多区域使用的 示例2 j可移动检查机械提供一个场地 为 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 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 & 维护人员资格测试结果的信息 h 维护设备能力测试结果的信息 iD 未来使用资源的预留管理 j 生产调度 6.2.3 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 e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 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 d 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 e 业务计划层 产品定义管理 资源管理 生产计划 调度信息 产品生产规则 资源能力 和生产路线 信息 生产调度 在制品信息和 详细生产 工作完成信息 训度 生产蹑踪 生产分派 图7生产调度模块的信息交互 13
GB/T25485一2010 6.2.3.3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 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 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 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 生产线上调度生产运转的开始 b e)在生产单位中指定标准操作条件的对象 向工作中心传递工作顺序 d 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: 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 a 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 b 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 c) d 实际生产和设备状况.;由数据收集模块传递给生产分深模块的信息 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 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 f 生产调度 数据收集 资源管理 详细生产 调度 实际生产和 资源可用性 设备状况 信息 生产分派 生产和资源的 分派清单 产品生产规 则和生产路线 生产分派 青单 产品定义管理 生产跟踪 作管理 图8生产分派模块的信息交互 6.2.4.3 详细任务定义 按照生产进度表发送生产的工作顺序 a b)分配本地资源,这些没有被确定为生产调度的一部分 14
GB/T25485一2010 发布本地资源,来开始工序 c 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 维持工序状况 示例:经核准的,固定的,在线的,已删除的 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 D 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 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 .2.5.1功能定义 6. 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 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 -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,生产跟踪所捕状的信息,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,捕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 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 c) 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 D 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 生产分派 产品定义管理 生产分派 请单 产品生产规则 生产信息和 和生产路线 生产事件 数据收集 操作管理 操作操作 命令|响应 过程控制层 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: 指导生产操作的执行,以及过程控制层中活动的初始化 a 15
GB/T25485一2010 确保生产中使用的是恰当的资源(设备、物料和人员 b e)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 在当前控制运行时间下分配资源 e 示例3;如果生产调度没有定义分配单位.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的活动 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: 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 a 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 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 c 由数据收集模块传递给生产分派模块的信息 d 实际生产和设备状况: 生产跟踪 生产分派 生产和资源 实际生产和 历史数据 生产和资源 设备状况 历史数据 绩效分析 数据收集 生产信息和 生产事件 设备和过程 操作管理 数据 过程控制层 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: 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 a 人的信息 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) 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 b 息的自动收集 提供关于生产数据的报告 16
GB/T25485一2010 d)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 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 e 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 为规范比较提供收集的产品质量信息 g 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悄说.物料的前耗.物料的生产等信息 6.2.7.2信息流传递 如图1所示,描述了生产跟踪模块主要传递的信息流 包括 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 a 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 b 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 c 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 d 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 生产统计 生产调度 [生产物料和 消耗品信息 在制品信息和 质量和绩效 工作完成信息 数据 生产跟踪 绩效分析 生产和资源的 分派清单 生产和资源 生产分派 历史数据 数据收集 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 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 c) 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 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/T25485一2010 这些分析可被用于完善KP1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: 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 a 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 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 统计信息;由生产统计模块传递给绩效分析模块的信息 质量相绩效数据由生产跟踪模块传递给颜效分新做块的信息 网时,经绩效分析极块处理 后,再传递给生产统计模块 资源管理 统计信息 生产统计 资源可用性 信息 质量和绩效 绩效分析 数据 生产KPy 质量和绩效 定义 数据 生产和资源 历史数据 生产跟踪 产品定义管理 数据收集 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 评估产能和质量的约束力 a b)执行决定产能所必需的性能测试 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 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 找出“最佳运转”不同寻常的原因 运转与定义的“最佳运转”的比较 g 基于连续过程改进的分析结果,改变过程和程序 h 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 iD 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 18
GB/T25485一2010 6.2.g.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: 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 a 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 业务计划层 生产绩效 统计信息 统计信息 生产统计 绩效分析 质量和续效 数据 生产物料和 消耗品信息 生产跟踪 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: 收集、汇总详细生产跟踪的数据 a b将详细生产跟踪数据转换为物料分类汇总信息 e)对生产物料进行投人产出平衡统计 d)为生产绩效提供物料统计平衡的信息 产生关于生产物料的报告 e 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1;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”可能指导其他的话动过程,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l:在某些行业以矫正维护或者反应性维护响应为主 基于时间或周期的循环维护的调度和实施 b 注2:在某些行业以预防性维护为主 e)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 19
GB/T25485一2010 d)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 生成维护成本和绩效的报告 协调和监测已指定的维护工作 监督维护请求 维护完成报告,包括配件的使用、维护工作,以及维护成本 与操作员和生产装置管理人员协调既定工作 g h)做出生产设备的绩效证明 支持产品转变需求,包括设备的变更 监测和更新维护历史文档 注7;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:由于行业间差异较大,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话动集合 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: 测试和检验物料质量(原料、成品和中间产品. a) 测量和报告设备能力以满足质量目标 b c)保证产品质量 d)设置质量标准 设置人员资格和培训质量标准 e) 设置质量的控制标准 fD 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 原料评价 a 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人和批准 为质量控制分析收集和维持质量控制文件数据 2) 3) 测试过程中未消耗的物料,比如催化剂 b产品评价 中间和最终产品测试以及向分类报告结果 1 2 为质量控制分析收集和维持质量控制文件数据 与顾客要求核对产品数据来保证出货前的质量充分 3 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 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 汇报完成的产品库存控制的QA结果和分类 2 3)保证产品按标准过程条件生产 20
GB/T25485一2010 使用在线过程分析核对过程一致性 4 d QA认证 与标准核对样本结果 1 2 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 实验和自动分析 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 1D 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 2 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 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 b 产设备里的空气或排放物的污染 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 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 a) 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 b e)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:由于行业间差异较大,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 测量和报告库存和物料的移动能力 协调和控制物料移动中利用的人员和设备 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 向生产管理活动汇报库存 追溯原料在贮藏库的进出 确定拆包调度 运输和监控贮藏库中物料的移动 21
GB/T25485一2010 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,具体企业可根据白身情况,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 各模型间的信息交互 6.3.4 如图14所示,本条款将依据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 设备维护响应 维护管那 设备维护请求 计划 业务 层 心 交 克 "的8" 库存请求 物料和能源需求 生产 物料和能源库存信息 管理 产品库存信息 江R家 马 号 请 小 试 过程 长 控制 保 饭 层 光 容积 收戏 系体啦 A W A 样本数据采集 图14“生产维护,质量、库存”间的信息交互 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 a 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 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 22
GB/T25485一2010 产管理传递给维护管理的信息流 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 m 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 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 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/T25485一2010 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MESs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“事前检查十事发应急”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 .4.4系统仿真 6 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 214