Системы MES и Teamcenter

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Информационное обеспечение, программирование
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    13,66 Кб
  • Опубликовано:
    2013-11-24
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Системы MES и Teamcenter

Содержание

Назначение, структура, функциональные возможности системы MES

Программные продукты системы MES

Назначение, структура, функциональные возможности системы Teamcenter

программное обеспечение продукт

Назначение, структура, функциональные возможности системы MES

MES (от англ. Manufacturing Execution System, система управления производственными процессами) - специализированное прикладное программное обеспечение, предназначенное для решения задач синхронизации, координации, анализа и оптимизации выпуска продукции в рамках какого-либо производства. MES-системы относятся к классу систем управления уровня цеха.

Чтобы разобраться, что же такое на самом деле MES-системы, еще раз взглянем на регламентированный состав функций MES, число которых ровно одиннадцать.

. Контроль состояния и распределение ресурсов (RAS).

. Оперативное/Детальное планирование (ODS).

. Диспетчеризация производства (DPU).

. Управление документами (DOC).

. Сбор и хранение данных (DCA).

. Управление персоналом (LM).

. Управление качеством продукции (QM).

. Управление производственными процессами (PM).

. Управление техобслуживанием и ремонтом (MM).

. Отслеживание истории продукта (PTG).

. Анализ производительности (PA).

Несмотря на кажущееся, на первый взгляд, многообразие функций MES, надо понимать, что все эти функции имеют оперативный характер и регламентируют соответствующие требования не к предприятию в целом, а к той его единице (цеху, участку, подразделению), для которой ведется планирование работ. При этом надо также понимать, что такие функции, как управление документами, персоналом - это управление цеховыми документами (наряд-заказами, отчетными ведомостями и пр.) и персоналом цеха. Основными функциями MES-систем из перечисленных выше являются - оперативно-календарное планирование (детальное планирование) и диспетчеризация производственных процессов в цеху. Именно эти две функции определяют MES-систему как систему оперативного характера, нацеленную на формирование расписаний работы оборудования и оперативное управление производственными процессами в цеху. MES-система получает объем работ, который либо представлен ERP на этапе объемно-календарного планирования, либо выдается APS-системой в виде допустимого для предприятия план-графика работы цеха, и в дальнейшем сама не только строит более точные расписания для оборудования, но и в оперативном режиме отслеживает их выполнение. В этом смысле цель MES-системы - не только выполнить заданный объем с указанными сроками выполнения тех или иных заказов, но выполнить как можно лучше с точки зрения экономических показателей цеха. Мы уже говорили, что APS-системы формируют некие исходные расписания работы первой степени приближения еще до начала реализации производственных планов. При этом, ввиду большой размерности задачи, не учитываются многие технологические и организационные факторы. MES система уже на этапе выполнения, получая такой предварительный план, оптимизирует его по ряду критериев. При этом, после оптимизации и построения нового план-графика работы цеха, очень часто за счет уплотнения работы оборудования, отыскиваются дополнительные резервы, появляется возможность в рамках планируемого периода выполнить дополнительные заказы. Тем самым достигается эффект увеличения пропускной способности производственных структур. В отличие от APS-систем, MES-системы оперируют меньшими размерностями назначения - до 200 станков и 10000 операций на горизонте планирования, который обычно составляет не более трех-десяти смен. Уменьшение размерности связано с тем, что в MES учитывается гораздо большее количество ограничений технологического характера. Еще одним отличием является то, что MES-системы обычно оперируют не одним или двумя критериями построения расписания, а, зачастую, несколькими десятками, что дает возможность диспетчеру цеха строить расписание с учетом различных производственных ситуаций. И только MES-системы оперируют так называемыми векторными, интегральными критериями построения расписаний, когда в один критерий собираются несколько частных критериев. При этом диспетчер, составляя расписание, может указать, что он хочет видеть в конкретном расписании: уменьшение календарной длительности выполнения всего задания, уменьшение длительности операций переналадок, высвобождение станков, имеющих небольшую загрузку и т.п. Оперативность составления и пересчета расписания является также прерогативой MES, поскольку пересчет может вестись с дискретой в одну минуту. Это не означает, конечно же, что каждую минуту рабочему будут выдаваться новые задания, но это означает, что все процессы в цеху контролируются в режиме real time и это позволяет заранее предвидеть все возможные нарушения расписаний и вовремя принимать соответствующие меры. Алгоритмы MES-систем, хотя и базируются, в большинстве случаев, на эвристике, но, как правило, значительно сложнее и «умнее» алгоритмов APS. Вначале алгоритм MES находит допустимое решение с учетом всех ограничений и выбранного критерия (частного или интегрального). В дальнейшем на этапе оптимизации происходит поиск лучшего расписания. Конечно, полученное расписание также не является оптимальным в полном смысле слова, поскольку поиск оптимум в таких задачах всегда сопровождается со значительными временными затратами (MES-системы строят расписания за 0.1 - 5 минут на современной технике), но полученные при этом расписания, как правило, уже намного ближе к оптимуму, нежели расписания, построенные APS-системами. В ряде случаев MES-системы могут составлять расписания не только для станков, но также для транспортных средств, бригад наладчиков и других обслуживающих устройств. Не под силу каким-либо другим системам такие особенности планирования, как формирование технологических сборов, планирование выпуска изделий с параллельным планированием изготовления требуемого комплекта оснастки (приспособлений, уникального инструмента). Важным свойством MES-систем является выполнимость расписаний. Встроенные в планирующий контур ERP, APS-системы составляют производственные расписания только в случае внесения в портфель заказов новых изделий или работ; корректировать их в режиме реального времени крайне сложно, что приводит к серьезным проблемам использования APS-систем в мелкосерийном производстве. MES-системы в таких случаях работают более гибко и оперативно, пересчитывая и корректируя расписания при любых отклонениях производственных процессов, что повышает гибкость и динамичность производства. Если расписания APS-системы больше подходят для производств с крупносерийным характером выпуска продукции, где резких отклонений от производственной программы, как правило, не бывает (устойчивый характер производства), то MES-системы являются незаменимыми в мелкосерийном и позаказном производстве. При этом если для APS-систем цех с большим объемом технологической и оперативной информации является в какой-то мере «черным ящиком», то MES-системы при выполнении заданий опираются на принцип расчета и коррекции производственных расписаний по фактическому состоянию производства. Эти системы достаточно чутко реагируют на отклонения во времени выполнения технологических операций, на непредвиденный выход из строя оборудования, на появление брака в процессе обработки изделий и другие возмущения внутреннего характера. В отличие от систем классов ERP и APS, MES-системы являются предметно-ориентированными: для машиностроения, деревообработки, полиграфии и пр. Поэтому они максимально полно отражают особенности технологии конкретных производственных процессов и зачастую включают в себя развитые средства поддержки технологической подготовки того или иного типа производства. Очень часто MES-системы имеют средства интеграции с системами САПР ТП/АСТПП. Характерно, что согласно западным данным внедрение MES на предприятии не только обеспечивает составление детальных производственных расписаний, но также положительно влияет на менеджмент качества и уровень обслуживания технологического оборудования. На рынке существуют решения, как для систем с дискретным характером выпуска продукции, так и для производств с непрерывным характером. Наиболее сложными с точки зрения точности планирования и выполнимости планов следует отметить системы первого вида, особенно с «позаказным» типом производства. Так же, как и в случае с APS-системами, ведущие производители ERP-систем заинтересованы в интеграции своих продуктов.


Ниже речь пойдет о трех прогрессивных отечественных разработках, имеющих полное право носить гордое имя MES, и их некоторых внутривидовых отличиях. Это продукты многолетней работы трех научных центров разработки систем этого класса - из городов Москва (система "ФОБОС"), Орел (система "YSB.Enterprise.Mes") и Уфа (система "PolyPlan").Несмотря на то, что все три системы предназначены для оперативного управления производством дискретного типа (преимущественно позаказного, мелкосерийного и единичного - заметим, что для массового и серийного производства проще планировать, а потому возможностей ERP часто может хватить) и все реализуют описанные выше возможности, исторически системы ориентируются несколько по-разному.Так, "ФОБОС" традиционно - на крупные и средние машиностроительные предприятия. "YSB.Enterprise.Mes" выросла из деревообрабатывающей промышленности и ввиду особенностей, изложенных ниже, ориентируется на средние и ниже среднего сектор. Система "PolyPlan" имеет меньший состав функций MES, но позиционируется как система оперативно-календарного планирования для автоматизированных и гибких производств в машиностроении.В целом, системы функционально очень близки, а их разработчики - опытные специалисты в области управления производством, так что несмотря отличия в позиционировании, системы могут быть адаптированы под различные отраслевые особенности дискретного или сводимого к дискретному типу производств.Некоторое же отличие систем в следующем. "ФОБОС" осуществляет внутрицеховое планирование и управление, традиционно принимая и отдавая входные и выходные данные ERP-системе, которая обычно внедрена в машиностроении на крупных заводах. Как правило, это "тяжелые" ERP-продукты, такие как BAAN и SAP, взаимодействие с которыми осуществляется посредством интеграции, хотя сейчас ведутся работы и по интеграции с "1С-Предприятием". В комплексе с этими системами "ФОБОС" способен покрыть большинство задач крупного предприятия. Система "YSB.Enterprise", напротив, работая с предприятиями сектора пониже, вынуждена была расширить свои функциональные возможности "вправо и влево" от MES, включив в себя продажи с формированием портфеля заказов, возможности по управлению складским дефицитом (не только производственного происхождения) и даже бухгалтерию с расчетом заработной платы многообразными способами. В настоящее время идут разработки по созданию модуля управления закупками. Конечно, до уровня полноценной ERP функционал системы пока не дорос, тем не менее имеющихся возможностей может быть достаточно для многих российских предприятий. Такая политика позиционирования разработчиками системы выбрана ввиду того, что предприятия среднего и ниже класса, уже "выросшие из штанишек" 1С, пока обделены полноценной производственной автоматизацией - цены на западных и российский софт, включающий хоть сколько-нибудь серьезное производство, не говоря уже об оптимальном его планировании, пока зашкаливают за уровень доступности для большинства компаний, вынужденных значительную часть средств инвестировать в свое развитие. Расширенный спектр функций "YSB.Enterprise" по сравнению с традиционными MES дает возможности учета дополнительных данных при управлении производством. Так, включение склада позволяет организовать определение приоритетов при запуске заказов в производство. К примеру, при недостаточной обеспеченности покупными материалами или отсутствии предоплаты за заказ.Российская MES система "PolyPlan" тоже ориентирована на машиностроительные производства. Но кроме традиционного класса обслуживающих устройств типа рабочие центры (РЦ), оперативно-календарное планирование "PolyPlan" предполагает формирование расписаний для транспортных систем, осуществляющих перевозку партий деталей между РЦ, складских устройств приема-выдачи партий деталей и бригад наладчиков. Ввиду отсутствия явного контура оперативного диспетчирования стоимость "PolyPlan" несколько ниже, по сравнению с ценами на указанными выше системами. Система MES "PolyPlan" легко адаптируется для управления и неавтоматизированным производством. Ориентированная на машиностроение, она может быть также использована и на этапе маркетинга, - программа позволяет на укрупненных данных определить возможность выполнения портфеля заказов по существующим фондам времени технологического оборудования. При оперативном планировании производства возможно получение нескольких допустимых решений расписания. Чем выше глубина поиска, которая задается пользователем, тем больше время счета, но и тем выше точность построения расписания. Точность "однопроходной" оптимизации, часто используемой в таких задачах, отличается от оптимального решения не более чем на 5-7%, но на порядки экономит время счета.Рассказывает Евгений Борисович Фролов, главный конструктор системы "ФОБОС", доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией Исполнительных производственных систем Института конструкторско-технологической информатики РАН (ИКТИ РАН): "По существу, если составлять с помощью компьютеров оптимальные производственные расписания и иметь возможность в случае необходимости оперативно осуществлять их коррекцию, то можно гарантированно повысить скорость исполнения заказов. Опыт показывает, что часто можно выполнить весь месячный план всего за 20 дней. Оптимизация материальных потоков позволяет на 10 дней, т.е. на 30% сократить время выпуска изделий! А увеличение скорости прохождения производственных заказов в 1,5 раза позволяет также снизить и объем НЗП приблизительно на 25%".В связи с такими впечатляющими цифрами надо заметить, что экономическая эффективность внедрения ERP-систем во многих случаях туманна и расплывчата, и по этому поводу не смолкают споры специалистов. Напротив, для MES такая эффективность рассчитывается довольно точно (даже 10% ускорение производственной деятельности за счет оптимизации, расшивки узких мест и увеличения пропускной способности вкупе с уменьшением накладных затрат при сокращении сроков - это не шутки), и примеры расчетов убеждают, показывая их быструю окупаемость.

Сахават Юсифов, главный разработчик YSB.Enterprise.Mes: "Нормальная организация и автоматизация управления производством позволяет перенести акценты с плановых и производственных отделов на отдел продаж и рекламаций при работе под заказ - как это и должно быть в любой клиентоориентированной компании. При этом усиливается роль системы сбора информации о ходе производства и систем слежения за состоянием ресурсов, запасов, дефицитов".Нередко, задумываясь о проблеме повышении фондоотдачи основного технологического оборудования, руководители отечественных производств ориентируются, в основном, на передовой западный опыт. В России же новое перспективное направление MES проходит только первые этапы своего становления.

Назначение, структура, функциональные возможности системы Teamcenter

- пакет масштабируемых программных решений для поддержки жизненного цикла изделий, созданный на основе открытой платформы PLM. С момента приобретения SDRC (англ. Structural Dynamics Research Corporation) компанией EDS в 2001 году флагманский продукт первой - Metaphase PDM - получил новую архитектуру на базе J2EE, в результате на свет появился - Teamcenter. В 2004 году EDS продала EDS PLM Solutions частной группе компаний, состоящей из Bain Capital , Silver Lake Partners и Warburg Pincus. В 2007 году UGS приобретен концерн Siemens и была создана компания Siemens PLM Software, которая стала частью подразделения Siemens Automation & Drives Division. Разработка PLM системы Teamcenter продолжается. 24 апреля 2012 года вышла новая версия - Teamcenter 9. Решения Teamcenter предназначены для интенсификации создания разработок, ускорения вывода изделия на рынок, обеспечения соответствия управленческим и законодательным требованиям, оптимизации использования ресурсов предприятия и поддержки сотрудничества со смежниками.можно использовать для создания единой базы данных, процессов и изделий, получаемых из различных систем. Уполномоченные сотрудники получают возможность использовать этот ресурс для оперативного доступа к информации, необходимой для выполнения поставленных задач. Система обеспечивает совместную работу в распределенной среде: с её помощью удаленные группы специалистов компании устанавливают контакты, общаются и обмениваются информацией в режиме реального времени. Благодаря наличию открытого и функционального интерфейса можно интегрировать функции Teamcenter с уже имеющимися процессами.основан на гибкой, четырёхуровневой сервис-ориентированной архитектуре (SOA) и эффективно применяется как в малом бизнесе, так и крупнейшими мировыми компаниями. На базе Teamcenter были разработаны специализированные решения, адаптированные для различных отраслей - автомобильной, авиационной, космической и оборонной промышленности, высоких технологий и электроники, химической промышленности и фармацевтики, производству одежды и других отраслей. Решения Teamcenter по управлению данными на различных этапах жизненного цикла изделия для различных отраслей промышленности охватывают следующие области:

Управление требованиями

Управление проектами

Управление процессами проектирования

Управление составом изделия

Управление соответствием

Управление контентом и документами

Управление рецептурой, упаковкой и брендами

Управление поставщиками

Управление электромеханическими данными

Управление процессами технологической подготовки производства

Управление расчетными данными

Эксплуатация, сервисное обслуживание и ремонт

Отчеты и аналитика

Средства совместной работы

Встроенная визуализация

Сервисы расширения платформы

Управление требованиями

Позволяет создавать требования к изделию на различных этапах его жизненного цикла в структурированном виде. Связывать требования с элементами состава изделия, а также отслеживать соответствие назначенным требованиям их фактическим значениям.

Управление проектами.

Модуль предназначен для решения задач, связанных с планированием работ по конструкторской и технологической подготовке производства. Позволяет не только создавать и редактировать план реализации проекта, но и отслеживать ход его выполнения, связывать пункты плана с элементами состава изделия, запускать бизнес-процессы для реализации необходимых работ и многое другое.

Управление процессами проектирования.

Благодаря наличию функций разграничения прав доступа к информации и механизмов блокировки данных Teamcenter обеспечивает коллективную работу различных специалистов предприятия над одним проектом. Кроме этого, в состав Teamcenter входят модули интеграции с различными автоматизированными системами проектирования (САПР). Также, для организации ведения корпоративных справочников предприятия в состав Teamcenter входит приложение Классификатор[13].

Управление составом изделия.

Функции по управлению составом изделия (BOM - Bill of Materials) обеспечивают ведение нескольких согласованных составов изделия, позволяют конфигурировать различные версии составов изделия, управлять вариантами, альтернативами и заменами. Кроме этого Teamcenter обеспечивает ведение инкрементных изменений, сравнение различных составов изделий, позволяет осуществлять пространственный поиск и многое другое.

Управление соответствием.

Модуль предоставляет возможности по управлению рисками, связанными с невыполнением требований к продукции, предъявляемых внешними регламентирующими документами на всех этапах жизненного цикла изделия.

Управление контентом и документами.

Функции модуля обеспечивают управление данными на этапе разработки и публикации технической документации. Включая функции сборки документа из отдельных частей (глав, параграфов), перевода документации на различные языки, формирования выходного документа в различных форматах (HTML, PDF). Кроме этого обеспечивает создание интерактивных каталогов продукции, инструкций по эксплуатации, ремонту и обслуживанию.

Управление рецептурой, упаковкой и брендами.

Решение предназначено для организаций, работающих в сфере производства товаров народного потребления. Позволяет управлять химическим составом изделия, конструкцией и дизайном упаковки, а также обеспечивает единый подход к управлению брендом компании.

Управление поставщиками.

Решение позволяет организовать информационное взаимодействие конструкторско-технологических отделов, служб снабжения и других подразделений компании с представителями поставщиков на всех этапах жизненного цикла изделия.

Управление электромеханическими данными.

Позволяет объединить в единое целое данные об электрике, электронике, программном обеспечении и физическом изделии, представляя его как единую электромеханическую систему.

Управление процессами технологической подготовки производства.

В состав решения входят приложения, позволяющие организовать на предприятии технологическую подготовку производства - разработку технологических маршрутов, процессов сборки и изготовления, выпуск технологической документации, управление технологическими составами изделий (MBOM - Manufacturing Bill of Materials). А также организовать интеграцию с корпоративными информационными системами класса ERP и другими системами, используемыми на предприятии.

Решение позволяет организовать хранение расчетных данных, установить их взаимосвязь с исходными конструкторскими моделями, провести анализ влияния исходных данных при проведении конструкторского изменения и другие функции. Модуль настройки внешних приложений позволяет настроить работу с любыми расчетными программами, включая приложения собственной разработки.

Эксплуатация, сервисное обслуживание и ремонт.

Функции, входящие в состав решения, позволяют организовать управление данными на поздних этапах жизненного цикла изделий. Это, прежде всего данные о различных составах изделия, например «как изготовлено» (As-Built). А также сервисные данные, данные о техническом обслуживании, информация о планировании проведения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту.

Отчеты и аналитика.

Представляет собой платформу для проведения анализа и генерации отчетов, включающих данные об изделии, хранящихся не только в базе данных Teamcenter, но и информацию из различных структурированных источников - ERP, PDM, CRM, файлов в формате Excel и других. Простой в использовании web-интерфейс позволяет конечному пользователю получать и обрабатывать данные на основании бизнес-правил и с учетом разработанной модели безопасности.

Средства совместной работы.

Инструмент для построения на базе web-технологий единой среды взаимодействия распределенных групп, удаленных подрядчиков, партнёров, заказчиков и других участников проекта. При этом все они могут находиться в различных географических зонах и работать в разных информационных средах.

Встроенная визуализация.

Встроенная визуализация доступна практически во всех приложениях Teamcenter и основана на использовании графического формата JT. Этот модуль позволяет не только просматривать графическое представление изделия, не загружая специализированного приложения, но и производить графическое сравнение и измерения, создавать сечения и заметки, формировать фотореалистичные изображения и многое другое.

Сервисы расширения платформы.

В состав Teamcenter входит приложение расширения базовой модели данных (BMIDE - Business Modeler Integrated Development Environment), которое позволяет создавать новые типы информационных объектов, задавать их взаимосвязи, управлять локализацией и многое другое. Кроме этого, в состав платформы входят интерфейсы к языкам программирования высокого уровня C и JAVA, которые позволяют при необходимости расширить функции системы на этапе внедрения. Например, для формирования сложных отчетов или для организации взаимодействия с внешними информационными системами.

Платформа управления знаниями.

Для наиболее эффективного управления данными об изделии в состав Teamcenter включены базовые модули и функции для осуществления поиска, организации персонального рабочего пространства, автоматизации бизнес-процессов предприятия (Workflow), управления изменениями (Change Management) и другие. Teamcenter обеспечивает гибкость и поддерживает самые разнообразные среды, включая поддержку межплатформенного программного обеспечения корпорации IBM. В рамках объявленного 18 июня 2009 года глобального партнерства между IBM и Siemens PLM Software система Teamcenter 9 выпускается и на основе технологий IBM, включая DB2 Information Manager, WebSphere Application Server, Tivoli Access Manager, Tivoli Storage Manager и Rational ClearCase. Интеграция представляет собой встроенный в приложения Microsoft Office клиент Teamcenter, независимый от "толстого" или "тонкого" клиента Teamcenter. Пользователи получают доступ к основным данным Teamcenter непосредственно из приложений Microsoft Office, таких как Word, Excel, PowerPoint или Outlook. Пользователями Teamcenter являются: Boeing Lockheed Martin Aeronautics , Snecma Nissan, Hendrick Motorsports, «Шанхайская автомобилестроительная корпорация» , Volkswagen и Audi, Royal Schelde Naval Shipyards и другие.

Среди российских заказчиков - компания «Гражданские самолёты Сухого», ОКБ Сухого Объединенная авиастроительная корпорация, ПКО «Теплообменник», ИТ ММПП «Салют», «Уральский оптико-механический завод», корпорация «Иркут», «Тихвинский вагоностроительный завод», ОАО "КАМАЗ"и другие.

Похожие работы на - Системы MES и Teamcenter

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!