康明斯NGMES介绍

康明斯是全球知名的柴油发动机制造商，NGMES是其全球统一实施的MES系统。

NGMES基于Apriso FlexNet平台开发，由制造工程部门的业务专家、控制专家，和IT部门的技术专家进行联合设计，由Apriso公司顾问指导，由Tata公司技术人员进行开发。

NGMES基于康明斯发动机制造流程设计，由于采用了通用化设计，可配置程序较高，因此也适用于零部件制造工厂。

1. 业务功能

NGMES不包含机加车间业务，覆盖了缸盖分装线、发动机内装线、外装线、检测线的整体业务。

其业务模块包含计划管理、工艺管理、零件追溯、料架防错、拧紧防错、设备防错、质量管理、质量门、装配防呆等。

计划模块能够自动接收ERP工单，并生成序列号下发给上线工位PLC。

工艺管理模块提供工艺BOM配置功能，提供界面将物料BOM进一步拆分到装配工位、配料工位、拧紧工位、料架位置、装配顺序、图片地址等，为防呆防错提供依据。

零件追溯模块提供序列号、批次号追溯形式，可实时配置。

料架防错通过与PLC集成，在发动机到达时，通过发动机序列号自动识别零件在料架上的位置，并通过料架灯通知工人，工人在捡料后料架灯自动熄灭，并自动判断防错是否完成。

拧紧防错通过与PLC集成，在发动机到达时，通过发动机序列号自动识别拧紧枪号、拧紧次数，并通过拧紧枪控制器通知工人，在拧紧作业完成后，自动采集拧紧数据。

设备防错通过与PLC集成，自动向设备下发工艺参数，并收集操作结果数据。

质量模块提供了质量报警、问题检查、缺陷管理、短装管理、质量评审、维修管理、报废管理等功能。

质量门工位会检查质量状态是否合格、是否漏工位、是否漏装多装、是否检测不合格、是否评审不通过、是否有缺陷未清除。

工人使用的NGMES客户端界面通过与PLC集成，当发动机到达时，自动显示发动机的产品信息和质量信息，以及要装配的零件顺序、要扫描的零件清单、关键零件图片、问题清单，从而实现装配防呆的效果。

此外，NGMES通过消息队列服务器从ERP接收工单，从PLM接收物料BOM。

图3.2-1是其业务架构示意图：

 

图3.2-1 康明斯NGMES业务架构

2. 架构特点

如图3.2-1所示，NGMES的系统架构非常典型：

 

图3.2-2 康明斯NGMES系统架构

NGMES基于Apriso FlexNet平台开发，其核心模块是Process Designer，用于定义核心业务逻辑和流程，同时也是一个集成开发和调试环境，能够直接调用数据库函数和存储过程，能够直接和OPC通信。

为提高运算效率，有大量业务逻辑直接写在数据库里，然后通过Process Designer调用，然后进行类型转换、流程跳转。

为简化构架，应用服务器集成了DB Client、OPC Client、MQ Client、打印机服务器等功能。

由于客户端采用B/S架构，因此采用网络服务器实现负载均衡。由于Apriso FlexNet基于.Net框架，因此支持本地JS脚本和DLL调用，如人工装配工位的OPC Client直接部署在客户端上，从而实现了OPC通信的分布式架构。

NGMES的重大特点是高度可配置和界面一致性，大部分装配工位运行的是同一个程序，程序界面根据工艺配置自动生成，根据PLC信号自动刷新页面和进行握手。

3. 架构优点

由于界面一致性高，操作工上手非常容易，可使用相同版本的培训文件，对所有工厂的同户进行集中培训。

由于基于.Net框架开发，组件工具多，界面友好，再搭配大尺寸触摸屏，工人操作方便，形象很高大上。

由于所有工厂采用相同的程序包，可在项目实施前搭建演示和培训系统。

由于高度可配置，所有工厂80%的业务功能使用相同的核心代码，只有20%的订制开发，因此实施周期短，通常一个大型项目只要半年的实施时间。

由于所有工厂使用相同的代码，可在全球共享设计、实施、运维团队。

4. 架构缺点

由于可配置性高，这就要求核心模块要考虑各种各样的应用场景，如装配工位界面有考虑：有没有追溯件(如有是什么规则)、有没有料架防错、有没有拧紧防错、有没有质量检查、有没有质量报警、有没有零件图片、有没有短装检查，这样核心程序的流程跳转逻辑就变得非常复杂，非常难以理解，当现场出现问题时难以迅速找到症结。

同样的原因，造成OPC侦听进程较多，拖慢了OPC响应速度。

系统逻辑部分部署在Process Designer，部分部署在数据库中，这样提高了应用服务器的响应速度，减少了应用服务器与数据库之间的I/O，但是运维人员对模块的设计更难以理解。