服裝行業MES數據管理系統可用于生產系統的各個不同的環節，如圖1-1所示的一個用于企業的數據管理系統上層的生產管理軟件的部分功能。該數據掛歷系統的對于MES的11個功能模塊（即資源分配和狀態管理、工序詳細調度、生產單元分配、文檔控制、數據管理、計件管理、質量管理、過程管理、維修管理、產品跟蹤和產品清單管理、績效分析）都有所涉及。由于MES的功能模塊涉及的范圍比較廣、內容較多，現就選取部分功能模塊來說明MES系統對于管理的提升。

 

1.1 資源分配和狀態管理

MES數據管理系統管理機床、工具、人員、物料、其它設備以及其它生產實體，例如在車間生產開始之前錄入所有機器資料、員工資料、生產單資料、工序資料、物料資料等，用以保證生產的正常進行。同時該系統通過數據管理模塊采集的信息，獲得資源使用情況的歷史記錄，確保設備能夠正確安裝和運轉，同時提供資源的實時狀態信息。對這些資源的管理，還包括為滿足生產計劃的要求對其所作的預定和調度。

車間現場擔負著具體現實技術目標、實現企業價值的重任。車間現場是整個企業最大量成本的發生地，也是整個企業最大的財富集散地。車間工作地的組織、在制品的流轉、車間的計劃完成率、車間的文化是表現企業是否有生命力的窗口。通過MES軟件合理的記錄整個生產系統物流和信息流的交接數量。監控到設備的使用率，以及目前車間中每組在進行那個制單下的那一道工序，完成情況如何。通過軟件界面，可以合理的分配好資源，設備的使用率，保證車間成本的最小化。

 

圖1-2 庫存報表

如圖1-2所示的某生產車間的庫存報表。倉庫管理員每次處理物料入庫出庫的時候，使用數據采集器設備（在有線讀頭或無線讀頭進行盤點或交接），系統將會記錄每次系統出貨入貨的物料信息、物料來源、物料去向等等數據，那么倉庫管理員不需要去倉庫點貨就可知倉庫的庫存情況，上層管理者也不需要到車間去，只要到客戶端軟件界面中查詢，就可以知道該倉庫的庫存狀況以及出貨、入貨的記錄，及時的了解工廠的資源的狀況，以便合理的調配資源以及排產等。

1.2 車間生產管理

MES數據管理系統在這一模塊以作業、訂單、批量和工作單等形式管理生產單元間的工作流。當車間有事件發生時，要提供一定順序的調度信息并按此進行相關的實時操作。生產單元分配模塊，能夠調整車間已制訂的生產進度，對返修品和廢品進行處理，用緩沖管理的方法控制任意位置的在制品數量。

在本系統的支持下，可以采集到每個任務、每個操作工的每個生產進程，可以記錄設備進行工作的實際功率、持續時間。從而可以在第一時間了解到車間的生產情況，并且對于每個制單的何時能完工，是否能提前完工或者在規定時間能完工都能在第一時間讓銷售部門知道。這樣客戶在詢問自己訂的貨物是否能按時完工，銷售部門能很快的給予答復，而不像原來，需要去工廠詢問情況后，車間主任在分析現場情況之后，再回復給客戶。而且回復的數據也不是一個準確的數據，有可能存在一定的偏差。而通過軟件自動分析出來的結果，則數據更加準確。所以通過MES軟件可以提高客戶的滿意度和提高各部門進行的響應速度。

如下圖1-3所示的制單進度情況表，所示的每日制單工序日產量圖，管理者不需要到生產車間，也不需要車間上交報表即可以在電腦端查看當前生產車間的實時生產情況，包括生產單的進度、單工序的進度、每日的生產量，各個員工的生產數目等等。管理可以根據現場的情況，調整生產計劃，并通知生產部門調整生產計劃以達到生產資料以及生產人員的合理分配。

 

 

圖1-3 制單進度表

1.3 質量管理

根據工程目標來實時記錄、跟蹤和分析產品和加工過程的質量，以保證產品的質量控制和確定生產中需要注意的問題。系統也可能推薦的動作用于改善質量，包括導致生產暫停的相關征兆、動作和結果。可能包括SPC/SQC跟蹤，離線操作監控，勞動信息管理系統（laboratory information management system, LIMS）中的分析也有可能包括在內。

通過MES軟件可以分析哪一個員工出現的次品最多，或者出現次品最多的原因是什么，哪一步易出不合格品。利于管理層對于人的行為、物的狀態、材料的質量和性能、關鍵的操作、工藝及工序順序和質量不穩定、質量問題較多的工序這些方面進行分析，作為質量控制點進行控制。

如圖1-4所示的品質控制的界面圖，該界面顯示了工廠的某個生產單的質量管理進度情況，由圖可知，該單的次品查驗進度，查驗原因的分類以及數據的統計，管理者通過查看該表，可實時知生產環節中哪個部門或車間產品質量不過關，方便管理者對于各個生產環節進行實時、有效的管理。

 

圖1-4 次品統計報告

1.4 績效分析

MES數據管理系統，提供實際生產過程分級的測試結果，與過去的歷史記錄和企業制定的目標或客戶的要求進行比較，其輸出的報告或在線顯示包括單位時間計件工資、計件日報、計件月報、生產能力分析、員工工作時段分析，一致性安排，性能標準等報告。該報告用以輔助性的改進和提高生產效率。所顯示的部分報表如下面圖形或表格所示。管理著可以實時了解工人的績效情況。

車間主任或者組長通過MES軟件可以查詢到某個工人的完成情況（即工人對于某一道工序其完成的時間與標準時間之間的差異）。每道工序在軟件中會設置一個標準工時，MES軟件可以查詢到某一道工序每個員工完成這道工序的時間，通過時間的分析，可以讓組長或者車間主任看到這道工序，在標準工時之下完成任務的員工有多少人，在標準工時的范圍內完成任務的員工有多少人，超過標準工時20%完成任務的員工有多少人等相關的數據。就能很直觀的分析每個員工完成數據的情況，通過這些數據，組長或者車間主任可以設置每個組或者每個員工的績效卡，根據分析的數據來評定績效分值，為每個員工的績效工資提供了很好的信息平臺。以上分析只是MES軟件在績效管理中的一小部門，還可以根據員工完成的件數，合格品的數量對于員工進行綜合的考評，讓績效管理更加簡單。

如上圖1-5所示的，可查看工人的計件明細，包括有工人姓名、日期、計件的開始時間、結束時間、所做的物料信息、計件工資等。

 

圖1-5 計件工資明細表

圖1-6顯示了員工在一段時間內的生產能力，即是指在單位時間內做的總的標準工時。圖1-7顯示了某工廠的車間在單位時間內的生產能力。

 

圖1-6員工生產能力分析表

 

圖1-7 車間生產能力分析表

1.5 web服務

通過web網頁跟蹤訂單的執行情況，查詢車間的資源利用狀況，展示企業的產品生產的技術實力和管理水準，同時根據登陸的權限，提供生產調整或信息交流的窗口，無論在廠還是出差旅行都可以通過上網進行查詢和管理。方便融入企業聯盟，成為供應鏈的一環。

二、數據采集系統

數據采集系統是通過數據終端采集來自管理所需要的數據，其中包括工人在設備上刷卡開工、完工的時間記錄，工序間移轉、檢驗時間和質量情況等數據。從而實時獲取車間現場，設備使用率，物料使用情況等信息，而這些數據的采集都是為了讓管理者能通過MES軟件得到他們針對決策所需要了解的數據信息。

本系統還采集每臺設備的實時電流數據，以便判別操作工是否在工作狀態，將這些數據記錄下來可以評估車間的真實的負荷，消除主觀因素造成的數據誤差。

江大RFID數據采集系統采用最新集成電路設計，由手持終端和基站組成。通過RFID技術讀卡及按鍵操作，將其信息通過基站傳遞到電腦系統中，這樣的硬件實現方式成本低，通過這樣實現方式生產的手持終端適合大批量使用。

輸入到數據采集終端中的數據主要有RFID刷卡的卡號、手工方式按鍵的鍵值、設備的儀表數據采集等。像RFID刷卡的卡號、手工方式按鍵的鍵值、A/D轉換而來的數據這三類數據都是可以在數據庫進行重新定義的。例如卡號可以與員工信息相關，可以根據該卡號查詢到員工的所有信息；或者卡號還可以和物料信息相關，通過該卡號可以查詢到物料的批號、工單號等一系列的信息。這樣預先對讀頭上傳的關鍵數據進行定義，可以對每一張卡靈活地賦予生產現場相關的數據，使讀頭上傳的數據更加有意義，從而實現數據采集的多樣性，提高數據管理模型的可適應性和可配置性。而且在此數據采集過程中，人工干預少，提高了數據采集的準確性。

 

圖2-1 RFID卡信息管理

三、數據分析系統

該系統中的數據分析部分將數據庫中的實時數據先經過整理、去錯誤數據，經過科學、準確的分析，以獲得制造業加工現場的實時精準情況，并通過報表、圖等豐富多樣的表現形式，將這些數據分析結果呈現給管理者。管理者可以實時掌握制品的產量與品質狀況，實時掌握設備的運行狀況和在線物料等情況。通過分析質量檢測數據，快速生成各種產量和質量報表。產品被投訴時，可即時追溯到其生產經過的工序、設備、所用的物料和經手人員。

數據整理，把收集到該的數據先按類型分類整理、去除錯誤數據，為之后的數據分析、報表生成準備好原始數據。數據分類整理是為了高速、有效的進行數據分析。數據整理因涉及業務流程，每個工廠的實際情況不同，須由相關流程的人員共同討論決定，這些數據與原始需求直接關聯。例如對于某工廠每個工位上的讀頭拍卡情況，考慮部分員工在進行刷卡操作的時候可能會有卡片抖動的情況，該工廠將拍卡記錄的有效時間時間定為10秒，即刷卡時間超過10秒視為一條有效的加工數據，小于10秒視為不合理數據，在分析時候予以剔除。這樣就能剔除了在拍卡時候的錯誤數據。

數據分析，通過分析數據庫員中的實時數據得到加工現場的實時精準情況。通過員工卡的拍卡記錄，可知是哪個員工在加工，通過工序卡的拍卡記錄可知，該員工做的流水線中哪個工序；通過分析插拔物料卡的記錄，可知該員工何時開始加工該物料卡；何時結束加工該物料卡；通過分析數據該物料卡的基本資料，可知該物料屬于什么款、具體哪個單，此張物料上已經做好了什么工序，該張物料是否加工完成。

 

圖3-1 原始的刷卡記錄的表格

如圖3-1 所示的一個原始的刷卡記錄的表格，以第一條ID為305的數據為例，控制器為19946、讀頭號為9，可查詢數據庫中的設備信息的基礎表，知控制器號為19946以及讀頭號為9的工位的位置，管理者即可了解到該條刷卡記錄是在哪個工位上做的；從圖中的“員工卡”這列，員工卡號為277，查詢數據庫中的人事基礎表，可知卡號為277對應的員工是誰，該員工屬于哪個車間等信息。通過物料卡號1241996626可查詢數據庫中的物料表，是知該物料屬于哪個款，該物料已經加工了多少工序；從圖中的開始時間、完成時間、工序組可知，該卡號為277員工加工該物料1241996626的工序“5”的開始時刻為2010-09-11日17:13:58，結束時刻為2010-09-11日17:43:59。

如圖3-2所示的制單進度情況圖，通過對原始記錄的數據分析得到的制單進度表。因為在原始記錄表中有記錄物料加工的工序，那么只需統計該款下面的所有的物料卡，并分析即可知道該單的進度情況。圖3-2中的“工序序號”、“工序編號”、“工序名稱”是通過查詢數據庫中該款的基本資料，制單工序劃分表得到的；“開始時間”是統計屬于該款的所有物料的加工信息所得到的最早的“開始時間”，視為該款的開始加的時間；“已生產”是到目前為止各工序總共生產的數量。“進度”是該款各個工序已做的數量與該款的計劃需做的數量的百分比。“預計剩余天數”，是根據當前單的加工進度，以及該工序的平均加工效率，經分析，計算出的該工序完成的預計時間。

 

圖 3-2 制單進度情況

MES數據分析模塊將數據統計與成生產過程緊密鑲嵌在一起，改變了大部分公司生產過程與數據統計項分離的情況，加強了管理層與底層的數據的溝通。

通過數據分析，使用管理者可以實時看到數據的管理的結果，看到每個生產單，每個車間甚至到每個員工的生產實時情況，方便管理者對流水線的進度監控，查看員工績效，進行員工的排產調度，資源狀態的實時查看，資源的合理分配，設備的狀態管理，方便整個工廠提高管理效率，提高生產價值。

ERP/財務系統接口：本系統可實現與SAP 、ORACLE、用友、金碟等主流ERP系統無縫集成，也可根據用戶需求提供二次開發，滿足成長型企業個性化管理的需求。

四．項目意義和技術特點：

4.1項目意義：

（1）通過MES的實時數據管理和工人績效考核的改革，實現了工人的自我管理，從而使工人效率倍增。可以幫助企業發現好工人，留住好工人，吸引好工人。

（2）數據透明化，員工隨時可了解個人的計件數量。

（3）中層管理者清楚各個工序的生產進度，合理平衡生產線，達到生產線產能最大化；清楚每個工人的工作狀態，在以數據為依托的前提下對每個工人進行個性化管理。

（4）工廠對中層管理的經驗要求降低，不再因為某個中層的能力高低而影響整條生產線的產能，使中層管理能力由經驗化轉變為知識化、數據化。

（5）可清楚知道某訂單或某款式的生產進度，不再需要到車間，就能夠了解到整個工廠的生產進度，節約了寶貴的時間；清楚了解生產瓶頸，合理安排生產，減少瓶頸從而降低工資成本支出。實現全面評估車間管理水平，創造更高的生產效益

（6）為ERP提供強有力的數據支持

4.2 技術特點

1、數據終端和基站之間的無線通訊采用zigbee技術傳送數據，該技術具有自動組網功能，每個數據終端均可傳送自己的數據，同時又可以傳輸其它數據終端的數據，不僅傳輸快、成本低，而且數據終端越多傳輸越可靠。

2、采用RFID作為事件數據媒介，具有不怕臟污、不怕高溫、不怕機械損毀的特點，而且可以循環使用，管理比較容易。

3、生產現場與MES數據庫自動地隨時雙向傳輸數據，還能夠傳遞通知、提醒等信息。

4、本系統可以采集設備的主電機電流數據，識別其是否處于工作狀態。從而判斷出工人實際操作設備時間，與讀卡的數據相互印證，避免主觀因素的影響。

5、本系統提供C/S運行軟件，在車間局域網內實現快速的數據傳送，同時又提供web服務模式，用戶可以用計算機、手機、ipad等平板電腦等上網查詢訂單執行情況，傳輸計劃調整指令，跟蹤訂單質量狀況。

圖1 本MES網絡結構

 

五、本系統功能

5.1系統功能

生產計劃和調度：根據生產的現狀將上層的生產計劃轉化為車間的作業計劃，制定各個工作中心的任務作業順序、開工和完工時間、生產準備要求等，對設備能力進行平衡。

生產過程控制：根據生產工藝控制生產過程，可通過連接設備控制系統實現自動投料控制，監控在制品、成品和物料的生產狀態和質量狀態，并支持訂單取消、產品改制、加裝、分批、返工、補料等事務的處理，實時統計車間采集數據。該模塊還包括通過數據終端雙向提醒和報警功能，提醒管理者和操作者及時處理緊急事務。

數據采集：主要采集兩種類型的數據，一種是基于自動識別技術（RFID、BarCode）的數據采集，主要應用于離散行業的裝配數據采集，另一類是設備的工作的實時電流數據采集，主要應用于判斷工人操作設備的狀態時間。該功能在于采集設備的主電機電流數據，識別其是否處于工作狀態。從而判斷出工人的實際操作設備時間，與讀卡的數據相互印證，避免主觀因素的影響。

質量檢測與控制：基于全面質量管理的思想，從底層開始對產品的生產過程進行質量記錄和分析，并嚴格控制和預防重大質量事故，有效地防止不良品的流動，降低不良品率。

物料追蹤：根據物料的批次信息，追蹤到所有使用了該批次物料的成品，也支持從成品到原料的逆向追蹤，查清全部生產過程的信息，以適應行業的召回制度，協助制造商把損失最小化、更好地為客戶服務。

原輔料消耗控制：記錄和管理車間原輔材料的入庫和領用，控制耗材的浪費，降低生產成本，實現全面的制造資源管理。

成本管理：輸入間接成本、自動匯集直接成本，制定標準成本，計算每批任務的實際成本，統計每道工序的成本。

統計過程分析（SPC）：該模塊幫助企業穩定生產過程和評估過程能力。通過監測過程的穩定程度和發展趨勢，及時發現不良或變異，以便及時解決問題；通過過程能力指數評估，明確過程中工作質量和產品質量達到的水平。眾多的經過合理設計和優化的報表，為管理者提供迅捷的統計分析和決策支持，實時把握生產中的每個環節。

Web服務：通過web網頁跟蹤訂單的執行情況，查詢車間的資源利用狀況，展示企業的產品生產的技術實力和管理水準，同時根據登陸的權限，提供生產調整或信息交流的窗口，無論在廠還是出差旅行都可以通過上網進行查詢和管理。方便融入企業聯盟，成為供應鏈的一環。

ERP/財務系統接口：本系統可實現與SAP 、ORACLE、正航等主流ERP系統無縫集成，也可根據用戶需求提供二次開發，滿足成長型企業個性化管理的需求。

5.2數據分析報表

六、工作基本流程

員工使用兩張RFID卡。其中，通過ID卡中輸入員工的基本資料，工票卡里輸入相關的工序和材料，以及每道工序需要注意事項等內容。每個訂單會分為若干裁片，最后分解到工序清單，每一道工序會通過發卡器將工序信息寫入RFID工票卡并通過標簽打印機打印標簽貼在工票卡上，對應地拴在每一扎裁片上，用不同顏色的膠帶紙貼在RFID工票卡上區分不同生產線。

當員工開始生產時，先刷每一捆裁片上的工票卡，再刷自己的員工ID卡，讀卡器就記錄下該員工刷卡時間和工序內容，當員工完成該工序，再刷一次工票卡，讀卡器就可以記錄工序完成時間，因為數據是通過無線局域網實時傳輸的，即員工每刷一次卡，都可以在終端電腦里立刻查到記錄。當工人把完成的裁片發給質檢員，質檢員根據裁片對應的工票卡，找到不合格產品，由于每個裁片的每道工序對應一個員工，所以可以迅速找到是哪個工人出現的次品。圖4-11顯示了基于RFID的車間生產數據管理流程。

 

圖4-11 RFID無線終端工作流程圖

員工在工作時間內，本系統采集設備的主電機電流數據，識別其是否處于工作狀態。從而判斷,記錄并統計每個員工每天實際操作設備時間。

RFID終端采集到的數據通過無線局域網實時傳輸到電腦終端后，相應的軟件可以及時把數據導入到統計分析軟件，完成數據分析。

5.3現場的數據查詢

1、員工任務的查詢可以通過在移動終端上刷員工卡后通過翻頁鍵查詢到該員工未完成和已完成的工單情況。

2、在車間安裝觸摸屏工控機，根據不同的權限設定，輸入員工卡號可以查詢到相關的工單信息以及檢驗狀況。

3、在車間安裝LED顯示屏實時刷新滾動顯示每張工單的完成情況。

4、本系統開發了WEB客戶端，可以實現在IPAD，智能大屏手機通過IE瀏覽器登錄系統完成相關數據以及報表的查詢。

六、硬件投入預估

按照600個工位估算：