本文件面向 离散型制造(ETO/MTO/ATO/MTS) 场景,提供从 产品设计/NPI 到 部件加工、装配、测试、包装入库 的端到端蓝图。以 MES 为核心,说明与 ERP/PLM/APS/WMS/QMS/SCADA/IIoT/CMMS(EAM)/LIMS/BI 等系统的集成,覆盖 5M1E 要点、工序流程、关键指标与追溯模型。
阅读提示:各小节包含“输入/输出、关键设备、工艺参数、MES 事务与质控点、数据采集项、5M1E 要点”。文档结构与此前半导体、PCBA/SMT 文档保持一致,便于统一治理与看板复用。
市场/设计协同层
承载客户需求、设计变更与工艺规划,保障产品定义统一。
- PLM / CAD:EBOM、3D/2D 图、ECN/ECO、可制造性校验。
- CAPP:BOP、工艺规程、工装治具与SOP版本。
设计即数据
计划与执行中枢
APS + MES 联动,完成约束排程、工单编排、现场执行与追溯。
- APS:产能/物料约束、换型、齐套、优先级调度。
- MES:BOP/Route、作业票、条码/SN、返修/返工闭环。
生产指挥塔
智能现场与设备层
将设备、工装、公辅能耗与人员资质纳入数字化管控。
- SCADA / IIoT:设备状态、能耗、过程参数、Andon。
- CMMS/EAM:点检、保养、备件,驱动 TPM 闭环。
可视透明
数据与服务层
集中沉淀实时数据资产,支持分析决策与数字孪生。
- QMS / LIMS:质量控制计划、校准、理化/油液分析。
- BI / 数据湖:OEE、成本、交付、质量、碳排等看板。
洞察驱动
1.1 系统清单
核心 MES:工单/排程、BOP/Route、作业票、WIP、条码/序列化、SPC、返修、追溯
ERP:物料主数据、BOM、工单、采购/库存、成本与结算
PLM:设计数据、EBOM/MBOM、ECN/ECO、3D/2D 模型
APS:高级计划与排程(产能/约束/换型/齐套)
WMS:仓储/库位/批次、条码、领退/入库、先进先出
QMS:质量管理(控制计划、FMEA、8D、检验计划、校准)
SCADA/IIoT:设备采集、Andon、能耗、公辅(气/电/水/油/氮)
CMMS/EAM:点检/保养/备件、故障维修、TPM
LIMS:理化/计量、材料与油液分析
BI/数据湖:OEE/良率/成本/交付/质量趋势
CAD/CAPP:工艺规划、BOP、工装工艺卡
1.2 集成关系与数据流
MES
Route / BOP / SOP / 工装 · WIP / 追溯
SCADA / IIoT
设备 / 参数 / 能耗
QMS / LIMS / 计量
规程 / 检验 / 校准
典型接口事件(示例)
EBOM→MBOM
- 源 → 目标
- PLM → ERP/MES
- 关键字段
- 版本、替代/等效、工装/量具、关键特性(CTQ)
- 触发时机
- 新产品/ECN
工单下发
- 源 → 目标
- ERP/APS → MES
- 关键字段
- WO、数量、交期、优先级、线体/工序、客户
- 触发时机
- 排程完成
工艺/作业票
- 源 → 目标
- CAPP/MES → 现场/设备
- 关键字段
- Route、SOP、作业参数、检具/扭矩、质量门
- 触发时机
- 开工/换型
物料齐套
- 源 → 目标
- WMS ↔ MES
- 关键字段
- 批次、序列、替代、有效期、防错规则
- 触发时机
- 投料/换料
过程数据
- 源 → 目标
- SCADA/IIoT → MES/SPC
- 关键字段
- 设备状态、参数、能耗、报警
- 触发时机
- 周期/事件
检验结果
- 源 → 目标
- QMS/LIMS → MES/ERP
- 关键字段
- 检验单、判定、不良项、处置
- 触发时机
- 来料/制程/完工
入库过账
- 源 → 目标
- MES/WMS → ERP
- 关键字段
- SN/批/箱/库位、数量、检验结论
- 触发时机
- 完工合格
1.3 主数据与编码体系
物料/BOM
物料层级、配置选项(Variant/Option)、关键件、替代与受控件。
BOP/Route
线体→工位→工步;工装/夹具/量具/扭矩模板;质量门与放行条件。
条码/序列化
批次/序列号、部件 SN、总成 VIN/主序列;箱/栈板码。
人员/资质
上岗证、资质矩阵、电子签名;关键岗位双签。
设备/能力
能力矩阵、加工范围、程序/配方、PM/校准、量具溯源。
1.4 标准/协议规范
- 质量:ISO 9001、IATF 16949(汽车)、AS9100(航天)、ISO 13485(医疗)。
- 工程:APQP/PPAP、MSA、SPC、PFMEA、控制计划、8D。
- 互联:OPC UA、MQTT、REST/Message Queue、条码/二维码、RFID、工业以太网。
- 合规:RoHS/REACH、职业健康安全、信息安全(ISO 27001)。
人(Man)
- 关键点
- 资质/培训、排班、技能等级、作业影像
- 在 MES/集成中的体现
- 资质校验、上岗授权、电子签名、换型/首件签核
机(Machine)
- 关键点
- 能力/参数、程式/配方、OEE、PM/校准
- 在 MES/集成中的体现
- 程序下发锁定、状态采集、能耗、点检/PM 联动
料(Material)
- 关键点
- 批次/序列、保质期/环境、关键件/替代、齐套
- 在 MES/集成中的体现
- 上料防错、齐套校验、FEFO、异常拦截
法(Method)
- 关键点
- SOP/作业票、扭矩/间隙、检具使用、控制计划
- 在 MES/集成中的体现
- 版本控制、强制步骤、扭矩/尺寸数据采集
环(Environment)
- 关键点
- 温湿度、清洁度、噪声/振动、能源与公辅
- 在 MES/集成中的体现
- SCADA/EMS 接入、越界报警、环保台账
检(Examination)
- 关键点
- 来料/过程/完工检、计量、型式试验
- 在 MES/集成中的体现
- 检验计划、抽检方案、SPC、量具溯源
3.1 设计/NPI(DFX/ECN)
输入 / 输出
- 输入:市场需求、技术规范、上一版产品与客户变更。
- 输出:EBOM、3D/2D 图、关键特性(CTQ)、试制计划、控制计划草案。
关键系统
PLM(版本/ECN)、ERP(物料/BOM)、CAPP(BOP)、MES(Route/SOP/作业票)。
技术要点 / MES 行为
- DFM/DFA/DFS 评审、样机试制 FPY、问题清单闭环。
- MES 建模 Route/BOP、首件/试制流程、ECN 冻结与灰度切换。
3.2 加工制造(机加/钣金/焊接/热处理/涂装)
机加工(CNC/车铣磨)
- 输入/输出
- 毛坯 → 加工件
- 关键设备
- CNC、车床、磨床、坐标测量
- 工艺参数/指标(示例)
- 尺寸/形位公差、表面粗糙度、刀具寿命
- MES 事务与质控点
- 程序/刀具清单、首件检、过程首末件、测量数据采集(SPC)
- 5M1E 要点
- 刀具/夹具管理、冷却液/切削参数、振动/温控
钣金/冲压/折弯
- 输入/输出
- 板材 → 钣金件
- 关键设备
- 激光/冲床/折弯机
- 工艺参数/指标(示例)
- 展开补偿、回弹控制、毛刺/倒角
- MES 事务与质控点
- 程序版本、模具寿命、首件放行
- 5M1E 要点
- 材料批次/厚度、模具维护、手指安全/护具
焊接(手工/机器人)
- 输入/输出
- 部件 → 焊接件
- 关键设备
- 机器人/焊机/工装
- 工艺参数/指标(示例)
- 焊缝尺寸、热输入、无损检测(UT/MT/PT)
- MES 事务与质控点
- 焊接 WPS/PQR、焊工/程序资质、工装定位、NDT 记录
- 5M1E 要点
- 防飞溅/防护、烟尘治理、工装夹具刚性
热处理
- 输入/输出
- 件 → 性能达标
- 关键设备
- 炉/淬火/回火设备
- 工艺参数/指标(示例)
- 温度曲线、硬度/金相
- MES 事务与质控点
- 炉号追溯、温度记录、样品验证
- 5M1E 要点
- 介质管理、变形控制、安全防护
表面处理/涂装
- 输入/输出
- 件 → 涂层/防腐
- 关键设备
- 喷砂/电镀/喷涂线
- 工艺参数/指标(示例)
- 膜厚/附着力/盐雾、洁净度
- MES 事务与质控点
- 配方/批次、前处理参数、膜厚抽检
- 5M1E 要点
- VOC/环保、静电喷涂/ESD、防爆
3.3 装配(机械/电气/液压/气动)
部件预装
- 输入/输出
- 零件 → 子组件
- 关键设备/工装
- 工装治具、扭矩工具、压装机
- 关键参数/指标
- 扭矩/角度、间隙/同轴度、压装位移/力
- MES 事务与质控点
- 作业票、参数模板、Poka-Yoke、防错扫描
- 5M1E 要点
- 扭矩校准、治具寿命、人员资质
总装集成
- 输入/输出
- 子组件 → 总成
- 关键设备/工装
- 起重/AGV/输送线、定位夹具
- 关键参数/指标
- 顺序/节拍、关键件确认(KPC/CC)
- MES 事务与质控点
- 关键件双签、序列化 SN 绑定、线边超市补料
- 5M1E 要点
- 人机工程、安全点检、换型 SMED
电气接线/气液联接
- 输入/输出
- 线束/软管 → 功能连通
- 关键设备/工装
- 线束测试仪、泄漏/耐压测试
- 关键参数/指标
- 导通/绝缘、泄漏率、压力保持
- MES 事务与质控点
- 通断/耐压自动判定、缺陷代码、返修闭环
- 5M1E 要点
- 端子压接质量、管接头清洁、压力安全
调试/参数标定
- 输入/输出
- 总成 → 可用设备
- 关键设备/工装
- 上位机/PLC/工装台
- 关键参数/指标
- 循环/定位精度、振动/噪声、能耗
- MES 事务与质控点
- 程序版本与参数归档、试运行记录
- 5M1E 要点
- 软件版本控制、风险评估/锁定
3.4 检验与测试(IQC/IPQC/FQC/型式)
测试 / 检验类型
- IQC:来料尺寸/性能/证书、关键件全检。
- IPQC:过程首件/巡检、SPC、计量器具点检。
- FQC:完工外观/尺寸/功能;抽检与AQL。
- 型式/可靠性:寿命/环境/安全规范;第三方认证。
MES / 数据
- 检验计划/控制计划,抽样方案(ANSI/ASQ Z1.4),不良与处置。
- 量具溯源:证书有效期、校准记录、失效拦截。
- SPC:关键特性 Cpk、预警/失控规则、Hold/Release。
3.5 包装/入库/出货/追溯
包装与标签
客户规范/运输条件、防护/干燥、条码/RFID(SN、批次、工单、日期)。
入库/出货
WMS 过账、库位/批次/序列化、先进先出、POD/ASN/箱栈板绑定。
追溯模型
SN→总成→子件→零件批次→工序参数/检验记录→设备/治具/人员→供应商。
建议建立数据湖与指标口径(天/周/月)统一,支持 Drill-down(线体→工位→工序→设备→人员/物料)。
- Andon/异常:自动拦截(参数越线/资质失效/量具过期/缺料);SLA 响应。
- 变更(ECN/Deviation):冻结/灰度/回退;版本与有效期切换。
- 8D 闭环:遏制→根因→纠正→验证→固化;证据链跨系统联动。
- TPM:异常→工单(CMMS)→备件→复机→KPI 归档。
- 机械/电气/液压安全、起吊/高处作业、焊接/涂装防护、化学品/VOC 管理。
- 信息安全与电子签名、作业票留痕、权限最小化;审计与追责。
- 软件/参数版本发布矩阵:试制/量产、审批链、回退与留档。
机加工
- 代表性指标/规范
- 尺寸/形位公差、Ra、刀具寿命、首件合格率、Cpk≥1.33(示例)
焊接
- 代表性指标/规范
- 焊缝无损检测合格率、热输入范围、返修率、焊材批次追溯
热处理
- 代表性指标/规范
- 温度曲线、硬度/金相合格率、变形控制
装配
- 代表性指标/规范
- 扭矩/角度一致性、节拍达成率、关键件漏装率→0
测试
- 代表性指标/规范
- 功能通过率、泄漏/耐压合格、噪声/振动限值、型式试验通过
追溯
- 代表性指标/规范
- SN/批次全链路、量具证书有效、设备/程序/参数版本可回溯
说明:指标阈值需按行业(汽车/工程机械/家电/机床/电梯/新能源等)与客户规范定制;本模板与半导体、PCBA/SMT 文档风格一致,可作为通用母版扩展。