MES 与 SCADA:主要区别及二者如何协同工作

在本文中

SCADA 帮助操作员监控和控制设备。MES 帮助生产团队管理订单、物料和质量,并记录每批或每件产品的生产过程。. 当植物既需要实时查看生产过程,又需要可追溯的生产记录时,它们会同时使用这两种方法。.

例如,SCADA 系统可以显示某条灌装线因压力下降而停机。MES 系统可将此次停机与订单及物料批次关联起来,从而让质量团队知道需要检查哪批产品。.

选择应从您需要弥补的差距入手:设备可视性、生产执行,还是两者兼而有之。.

MES 与 SCADA 一览

您需要了解的内容SCADAMES
主要目的监控设备并监督工艺流程管理生产工作及其记录
典型数据设备状态、报警、温度和压力订单、数量、物料批次和质量结果
操作员任务检查趋势,确认警报,并使用允许的控制措施按照说明操作,扫描材料并记录核对情况
当一条线停止时显示故障和设备状态将止损与订单关联,并记录生产损失
可追溯性保存设备和工艺历史记录将物料和操作与批次或成品单元关联起来

各项功能可能会有所重叠。有些SCADA产品包含批处理工作流,而有些MES产品则显示实时设备数据。请确认在您的工厂中,每项任务和记录将由哪个系统负责。.

SCADA 起什么作用?

SCADA是“监督控制与数据采集”的缩写。操作员通过它来查看设备运行状况,并对工艺变化作出响应。典型的屏幕界面会显示设备状态、报警信息以及压力或温度等趋势数据。根据工厂的控制系统设置,授权操作员还可以调整设定值或下达监督控制指令。.

在灌装线上,操作员可能会使用SCADA系统排查低压报警,并在重新启动前确认压力是否已恢复正常。PLC(可编程逻辑控制器)负责处理底层的机器控制逻辑。.

美国国家标准与技术研究院(NIST)对SCADA的定义 提供了有关数据采集和监督控制的更多背景信息。.

MES 主要做什么?

A 制造执行系统(MES) 帮助团队开展并记录生产工作。操作员可以接收订单、遵循工作指令、核对物料并录入质量结果。主管可以跟踪进度、损耗和在制品。.

MES 补充了机器信号本身无法提供的背景信息:当时正在运行的是哪一单,操作员使用了哪个批次,以及产出情况如何。各团队利用这些历史数据进行物料追溯、质量调查和生产报告。.

要建立可靠的记录,您需要准确的订单数据、物料识别信息和设备事件记录。请在实施过程中明确由谁负责维护这些输入数据。.

工厂实例:一个工位,三种视角

假设在一次批次生产过程中,填充机停机40秒。此外,操作员还扫描了一个当前订单不允许使用的物料容器。.

操作员正在检查灌装线旁的一个物料容器以及人机界面(HMI)
示例性物料扫描场景:设备数据和物料识别分别用于支持不同的生产决策。.

设备视图: SCADA 系统显示故障、压力趋势和设备状态。操作员根据工厂的控制程序进行排查,并重启生产线。.

生产视图: 在配置好相关检查后,MES 系统会对物料不符的情况进行标记或阻止。它会将该异常记录在订单中,并将停产操作与当前批次关联起来。随后,质量团队可以识别受影响的产品,并决定是否将其暂扣以待检验。.

商业视角: ERP系统接收已商定的生产结果,例如已完成产量和物料消耗量。计划人员利用这些结果进行库存和订单规划。我们的 MES 与 ERP 指南 解释了这种关系。.

每个团队都需要对同一事件有不同的视角。集成使这些视角保持联系。.

MES与SCADA如何协同工作

MES 可以从 SCADA、历史数据库或集成层接收设备事件。它还可以通过边缘网关或诸如 OPC UA. 选择适合您现有控件和所需数据的方案。.

设备、SCADA、MES 和 ERP 之间的数据流示意图
示意图。箭头表示信息交换;该工厂的工程化控制系统保留了机器控制和安全功能。.

为了制作一份有用的生产记录,在构建界面之前,请就以下五点达成一致:

  1. 机器状态: 请定义“运行中”、“已停止”、“被阻塞”和“资源饥饿”这几个术语,并就团队如何对故障进行分类达成一致。.
  2. 订单和批次编号: 决定如何将每个事件与正确的操作、订单和物料批次相关联。.
  3. 时间戳: 同步时钟,并测试订单变更后收到的事件。.
  4. 恢复: 测试该接口如何处理连接中断、缓冲数据和重复事件。.
  5. 访问权与所有权: 请指明哪些人员有权更改设定值、解除质量暂停以及更正生产记录。.

ǞǞǞ ISA-95 框架 有助于团队描述业务、制造和控制活动之间的职责分工及信息交流。该 OPC基金会维亨施泰芬接口模型 给出了关于机器与更高层级系统之间通信的一个更具体的示例。请利用这些参考资料,在与控制团队和IT团队讨论设计方案时作为依据。.

您需要SCADA、MES,还是两者都需要?

当操作员无法清晰观察设备时,应优先使用SCADA系统。. 您的主要需求可能是告警、工艺趋势以及对监督控制功能的访问。.

当您的差距涉及生产工作和记录时,请优先考虑MES。. 例如:纸质操作说明、手动损失报告、材料追溯不完整,或者员工无法将质量检查与订单关联起来。请保留您的工艺所需的机器控制和操作员界面。.

当您既需要设备监控,又需要订单级别的执行时,请将两者整合起来。. 这通常适用于那些必须在班次期间对故障作出响应,并在事后说明某批次或某单元发生了什么情况的工厂。.

首先列出当前系统已经处理的任务。然后找出缺失的工作流或记录,并评估如何提供这些内容。.

供应商演示中应检查哪些内容

准备一份生产订单、一个物料批次、一次短停以及一次质量检查不合格的情况。请供应商展示操作员界面及相应的记录。.

  • 在不手动匹配记录的情况下,你能将机器停机与正确的订单关联起来吗?
  • 操作员可以使用错误或被保留的物料吗?请说明相关规则及任何允许的例外情况。.
  • 质量团队能否追溯受影响的产品并记录其决定?
  • 网络中断后,能否恢复记录,且不遗漏或重复任何事件?
  • 当您更换设备或调整生产流程时,由谁来维护该界面?

演示结束后,请索取数据流图和职责清单。请让您的控制部门、生产部门和质量部门参与审查。.

关于MES和SCADA的常见问题

MES能取代SCADA吗?

MES 虽然可以提供设备的实时视图并接收机器数据,但您仍然需要满足工艺要求的监控功能和操作员界面。在替换现有的 SCADA 系统之前,请与您的控制团队一起评估这些功能。.

MES能否在不使用SCADA的情况下连接到设备?

是的,只要存在合适的接口。工厂可以使用边缘网关或 OPC UA 连接向 MES 提供数据。该集成仍需处理设备状态、时间戳和恢复操作。.

SCADA 能计算 OEE 吗?

某些 SCADA 配置支持设备综合效率 (OEE)。要解读结果,请检查该解决方案是如何获取计划生产时间、合格品和废品数量以及理想节拍时间的。这些输入数据可能来自 MES 或其他记录。.

ERP 适用于哪些领域?

ERP负责管理业务规划和库存。MES将生产执行与这些业务记录相连接,而SCADA则支持设备监控。请明确哪套系统提供订单和主数据,哪套系统报告生产结果。.

有关供应商候选名单和评估清单,请参阅我们的 MES软件对比.

如果您正在计划进行系统集成,, 了解 Accevo MES 并带着您当前的控制架构来参加演示。请让我们向您展示,在您的工作流中,设备事件是如何转化为可追溯的生产记录的。.

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