來源:  北京軟件開發(fā)公司

概述　　

     MES系統(tǒng)意思是制造執(zhí)行系統(tǒng) (manufacturing execution system，簡稱mes）在90年代初美國AMR公司提出的(目的是旨在加強MRP計劃的執(zhí)行功能，把MRP計劃同車間作業(yè)現(xiàn)場控制，通過執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)系起來。這里的現(xiàn)場控制包括PLC程控器、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、各種計量及檢測儀器、機械手等。MES系統(tǒng)設置了必要的接口，與提供生產現(xiàn)場控制設施的廠商建立合作關系。

MES的定義

       美國先進制造研究機構AMR（Advanced Manufacturing Research）將MES定義為“位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)”,它為操作人員/管理人員提供計劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態(tài)?！?nbsp;

　　
    制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(Manufacturing Execution System Association，MESA)對MES所下的定義：“MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優(yōu)化管理。當工廠發(fā)生實時事件時，MES能對此及時做出反應、報告，并用當前的準確數(shù)據(jù)對它們進行指導和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應使MES能夠減少企業(yè)內部沒有附加值的活動，有效地指導工廠的生產運作過程，從而使其既能提高工廠及時交貨能力，改善物料的流通性能，又能提高生產回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行為的關鍵任務信息。” 　　
 MESA在MES定義中強調了以下三點： 　　
 MES是對整個車間制造過程的優(yōu)化，而不是單一的解決某個生產瓶頸； 　　
 MES必須提供實時收集生產過程中數(shù)據(jù)的功能，并作出相應的分析和處理。 　　
 MES需要與計劃層和控制層進行信息交互，通過企業(yè)的連續(xù)信息流來實現(xiàn)企業(yè)信息全集成。 
MES的基本概念
        1990年11月，美國先進制造研究中心AMR（Advanced Manufacturing Research）就提出了MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）概念。1997年，MESA提出的MES功能組件和集成模型，包括11個功能，同時規(guī)定，只要具備11個功能之中的某一個或幾個，也屬MES系列的單一功能產品。2004年，MESA提出了協(xié)同MES體系結構(c-MES)。 　　
       20世紀90年代初期，中國就開始對MES以及ERP的跟蹤研究、宣傳或試點，而且曾經提出了 “管控一體化”，“人、財、物、產、供、銷”等頗具中國特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念，只是總結、歸納、宣傳、堅持或者提煉、提升不夠，發(fā)展勢頭不快。 　　
        國 內最早的MES是20世紀80年代寶鋼建設初期從SIEMENS公司引進的。中國工業(yè)信息化基本上是沿著西方工業(yè)國家的軌跡前進，只是慢半拍而已。幾乎絕大多數(shù)大學和工業(yè)自動化研究單位，甚至于國家、省、市級政府主管部門都開始跟蹤、研究MES。從中央到地方，從學會到協(xié)會，從IT公司到制造生產廠，從綜合網站到專業(yè)網站，從綜合大學到?？圃盒?，都卷入了MES熱潮之中。 　　
        制造執(zhí)行管理系統(tǒng)(MES)是企業(yè)CIMS信息集成的紐帶，是實施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略和實現(xiàn)車間生產敏捷化的基本技術手段。工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)MES是近10年來在國際上迅速發(fā)展、面向車間層的生產管理技術與實時信息系統(tǒng)。MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造業(yè)環(huán)境，幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產品的質量和提高服務質量。適用于不同行業(yè)(家電、汽車、半導體、通訊、IT、醫(yī)藥)，能夠對單一的大批量生產和既有多品種小批量生產又有大批量生產的混合型制造企業(yè)提供良好的企業(yè)信息管理。 　　
       目前國外知名企業(yè)應用MES系統(tǒng)已經成為普遍現(xiàn)象，國 內許多企業(yè)也逐漸開始采用這項技術來增強自身的核心競爭力。返回企業(yè)計劃層與過程控制層之間的信息“斷層”問題我國制造業(yè)多年來采用的傳統(tǒng)生產過程的特點是“由上而下”按計劃生產。簡單的說是從計劃層到生產控制層：企業(yè)根據(jù)訂單或市場等情況制定生產計劃—生產計劃到達生產現(xiàn)場—組織生產—產品派送。企業(yè)管理信息化建設的重點也大都放在計劃層，以進行生產規(guī)劃管理及一般事務處理。如ERP就是“位”于企業(yè)上層計劃層，用于整合企業(yè)現(xiàn)有的生產資源，編制生產計劃。在下層的生產控制層，企業(yè)主要采用自動化生產設備、自動化檢測儀器、自動化物流搬運儲存設備等解決具體生產(制程)的生產瓶頸，實現(xiàn)生產現(xiàn)場的自動化控制。 　　
       由于市場環(huán)境的變化和現(xiàn)代生產管理理念的不斷更新，一個制造型企業(yè)能否良性運營，關鍵是使“計劃”與“生產”密切配合，企業(yè)和車間管理人員可以在最短的時間內掌握生產現(xiàn)場的變化，作出準確的判斷和快速的應對措施，保證生產計劃得到合理而快速修正。雖然ERP和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)已經發(fā)展到了非常成熟的程度，但是由于ERP系統(tǒng)的服務對象是企業(yè)管理的上層，一般對車間層的管理流程不提供直接和詳細的支持。而現(xiàn)場自動化系統(tǒng)的功能主要在于現(xiàn)場設備和工藝參數(shù)的監(jiān)控，它可以向管理人員提供現(xiàn)場檢測和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但是本身并非真正意義上的管理系統(tǒng)。所以，ERP系統(tǒng)和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間出現(xiàn)了管理信息方面的“斷層”，對于用戶車間層面的調度和管理要求，它們往往顯得束手無策或功能薄弱。比如面對以下車間管理的典型問題，它們就難以給出完善的解決手段： 　　
       出現(xiàn)用戶產品投訴的時候，能否根據(jù)產品文字號碼追溯這批產品的所有生產過程信息？
能否立即查明它的：原料供應商、操作機臺、操作人員、經過的工序、生產時間日期和關鍵的工藝參數(shù)？ 　　
 同一條生產線需要混合組裝多種型號產品的時候，能否自動校驗和操作提示以防止工人部件裝配錯誤、產品生產流程錯誤、產品混裝和貨品交接錯誤？ 　　
 過去12小時之內生產線上出現(xiàn)最多的5種產品缺陷是什么？
次品數(shù)量各是多少？ 　　
 目前倉庫以及前工序、中工序、后工序線上的每種產品數(shù)量各是多少？
要分別供應給哪些供應商？
何時能夠及時交貨？ 　　
 生產線和加工設備有多少時間在生產，多少時間在停轉和空轉？
影響設備生產潛能的最主要原因是：設備故障？
調度失誤？
材料供應不及時？
工人培訓不夠？
還是工藝指標不合理？ 　　
 能否對產品的質量檢測數(shù)據(jù)自動進行統(tǒng)計和分析，精確區(qū)分產品質量的隨機波動與異常波動，將質量隱患消滅于萌芽之中？ 　　
 能否廢除人工報表，自動統(tǒng)計每個過程的生產數(shù)量、合格率和缺陷代碼？ 　　
       MES的定位，是處于計劃層和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，主要負責車間生產管理和調度執(zhí)行。一個設計良好的MES系統(tǒng)可以在統(tǒng)一平臺上集成諸如生產調度、產品跟蹤、質量控制、設備故障分析、網絡報表等管理功能，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和   通過網絡聯(lián)接可以同時為生產部門、質檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務。系統(tǒng)通過強調制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產，協(xié)助企業(yè)建立一體化和實時化的ERP/MES/SFC信息體系。 

特點：
 1）采用強大數(shù)據(jù)采集引擎、整合數(shù)據(jù)采集渠道（RFID、條碼設備、PLC、Sensor、IPC、PC等）覆蓋整個工廠制造現(xiàn)場,保證海量現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時、準確、全面的采集； 　　
 2）打造工廠生產管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集基礎平臺，具備良好的擴展性； 　　
 3）采用先進的RFID、條碼與移動計算技術，打造從原材料供應、生產、銷售物流閉環(huán)的條碼系統(tǒng)； 　4）全面完整的產品追蹤追溯功能；　　
5）生產WIP狀況監(jiān)視；　
 6）Just-In-Time 庫存管理與看板管理； 　　
 7）實時、全面、準確的性能與品質分析SPC； 　　
 8）基于Microsoft .NET平臺開發(fā)，支持Oracle/SQL Sever等主流數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)是C/S結構和B/S結構結合，安裝簡便，升級容易； 　　
 9）個性化的工廠信息門戶（Portal），通過WEB瀏覽器，隨時隨地都能掌握生產現(xiàn)場實時信息； 　　  
 10）強大的MES技術隊伍，保證快速實施、降低項目風險； 
目標：
 1）不下車間掌控生產現(xiàn)場狀況工藝參數(shù)監(jiān)測、實錄、受控 　　
 2）制程品質管理，問題追溯分析 　　
 3）物料損耗、配給跟蹤管理 　　
 4）生產排程管理，合理安排工單 　　
 5）客戶訂單跟蹤管理，如期出貨 　　
 6）生產異常，及時報警提示 　　
 7）設備維護管理，自動提示保養(yǎng) 　　
 8）EE指標分析，提升設備效率 　　
 9）自動數(shù)據(jù)采集，實時準確客觀 　　
 10）報表自動及時生成，無紙化 　　
 11）員工生產跟蹤，考核依據(jù)客觀 　　
 12）成本快速核算，訂單報價決策 　　
 13）細化成本管理，預算執(zhí)行分析 
功能模塊
 1）生產監(jiān)視 　　
 2）數(shù)據(jù)采集 　　
 3）工藝管理 　　
 4）品質管理 　　
 5）報表管理 　　
 6）生產排程 　　
 7）基礎資料 　　
 8）OEE指標分析 　　
 9）薪資管理 　　
 10）數(shù)據(jù)共享 
制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）常見功能
 現(xiàn)場管理細度：由按天變?yōu)榘捶昼?秒 　　
 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集：由人手錄入變?yōu)閽呙?、快速準確采集 　　
 電子看板管理：由人工統(tǒng)計發(fā)布變?yōu)樽詣硬杉?、自動發(fā)布 　　
 倉庫物料存放：模糊、雜散變?yōu)橥该?、?guī)整 　　
 生產任務分配：人工變?yōu)樽詣臃峙洹a能平衡 　　
 倉庫管理：人工、數(shù)據(jù)滯后變?yōu)橄到y(tǒng)指導、及時、準確 　　
 責任追溯：困難、模糊變?yōu)榍逦?、正確 　　
 績效統(tǒng)計評估：靠殘缺數(shù)據(jù)估計變?yōu)閼{準確數(shù)據(jù)分析 　　
 統(tǒng)計分析：按不同時間/機種/生產線等多角度分析對比 
國外、國 內MES 廠商
 伴隨著國際MES市場的發(fā)展，MES廠商猶如雨后春筍般地涌現(xiàn)出來，而他們的來源也主要分為以下五類： 　　
     從自動化設備基礎上發(fā)展而來的，MES的數(shù)據(jù)采集與指令執(zhí)行就是和底層設備打交道，這些廠商進入MES領域有著天然的優(yōu)勢，對自動化設備了如指掌。這類廠商的代表有：GE Fanuc、Siemens、Rockwell等。 　　
     從專業(yè)SCADA、HMI廠商發(fā)展而來，這些廠商多是從開發(fā)人機界面開始，然后擴展MES領域的，這類廠商的代表有：AdAstra、Wonderware、Citech（已被收購，但獨立運營）等。 　　
     從專業(yè)MES發(fā)展而來的，這些廠商一開始就專注于MES或者MES中的某一項功能，如自動識別、質量管理、組態(tài)系統(tǒng)、測控等，然后不斷發(fā)展，不斷積累而來，現(xiàn)在這些廠商面臨的生存環(huán)境越來越惡劣，很多已經被并購，而并購者多是自動化設備供應商。如Siemens收購比利時的Compex IT Plant Solutions公司的MES產品proCX，GE Fanuc并購MES軟件產品的供應商Mountain Systems，Rockwell自動化對Enterprise Technology Group、Datasweep的收購。目前，這類廠商仍存在的代表有Mfsoft、Honeywell、CAMstar Systems和Tieto等。 　　
     從PLM、ERP等領域延伸而來的。由于MES的專業(yè)性很強，所以目前PLM、ERP等廠商進入這個領域的并不多。這類廠商的代表有：UGS、SAP(捆綁德國的PSI)等。 　　
 從其它領域延伸過來的。如Apriso是從數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)挖掘到1998全面介入MES軟件的開發(fā)。 
國 內MES廠商的類別
 目前在國 內，按照主要服務行業(yè)的不同，MES廠商可以分為三類： 　　
     借鑒國外自動化廠商的成功經驗，背靠國 內壟斷行業(yè)發(fā)展自身優(yōu)勢產品，如石化盈科、上海寶信、哥瑞利軟件等，主要服務石化、煙草、半導體、太陽能高科技制造等偏流程的工業(yè)； 　　
 與大陸市場緊密相連臺資軟件公司，如甲上科技、明基逐鹿、中冠咨詢、臺灣羽冠等；主要服務電子、汽車等離散工業(yè)； 　　
      與本土企業(yè)結合發(fā)展的國 內軟件企業(yè)，如哥瑞利軟件、萬友軟件、和利時、麥伊斯等，具有很強本土優(yōu)勢，很適宜本土制造企業(yè)使用。 　　
    與航空，航天，電子制造為背景依托，而成功發(fā)展的國 內軟件公司，如中江聯(lián)合，有行業(yè)特性。 　　
     一些條碼設備廠商或者小erp企業(yè)也來做mes，“甚至有些原來做數(shù)據(jù)采集的或者賣條碼設備的公司，做幾張車間報表，把登錄圖片一換，就MES了”。

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