Discrete · MES

离散制造 · 数智执行体系

覆盖多品种小批量的端到端业务,连接 PLM/APS/MES/WMS,确保工艺路线与现场执行实时闭环。

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0. 文档总览

聚焦离散制造的设计—制造—交付闭环,构建以 MES 为核心的数字底座

本文件面向 离散型制造(ETO/MTO/ATO/MTS) 场景,提供从 产品设计/NPI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。

覆盖环节
设计 → 出货
集成系统
10+ 子系统
追溯粒度
批/序列号/工序/关键件
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。
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1. 体系架构与系统集成

打通设计、计划、执行与现场装置,塑造透明可控的离散制造体系

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

PLM

EBOM / ECN

ERP

物料 / BOM / 工单

APS

约束排程

MES

Route / BOP / SOP / 工装 · WIP / 追溯

WMS

领料 / 补料 / 批次 / MSD

MES

上线 / 齐套 / 替代料

SCADA / IIoT

设备 / 参数 / 能耗

MES

程序 / 配方 / 实时采集

QMS / LIMS / 计量

规程 / 检验 / 校准

MES

判定 / 放行 / 留痕

CMMS / EAM

PM / 故障 / 工单

MES

设备能力 / 停机联动

BI

指标 / 看板

全链路数据湖

多源沉淀 / 数据融合

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)。
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2. 人-机-料-法-环(5M1E)与检(Examination)

把人员资质、设备能力、物料齐套与环境参数纳入 MES 约束链

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
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3. 业务/工艺流程(设计 → 成品)

串联设计、机加、装配、测试到交付的关键控制点与 MES 行为

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。
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4. KPI 与看板

统一指标口径,支撑产线、工位、设备多维 Drill-down

OEE/停机分类
可用/性能/质量
CT/TT/WIP
节拍/循环/在制
FPY/RTY
一次/滚动良率
交付
OTD/欠产/齐套率
质量
PPM/投诉/8D周期
成本
工时/能耗/返工报废

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)。

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5. 异常/变更/质量闭环

构建 Andon、ECN、TPM、8D 等事件的快速响应与溯源

  • 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。
🛡️

6. 安全合规与版本发布

覆盖安全生产、环保、信息安全与参数版本治理

  • 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。
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附录 A:典型工序技术指标速查(示例上限)

按行业自定义阈值,可作为装配/机加工类项目的母版

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。