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          1. MES-數字化工廠制造執行系統基石

            MES可以為企業提供包括制造數據管理、計劃排程管理、生產調度管理、庫存管理、數據采集、質量管理、人力資源管理、工作中心、設備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項

            摘要:制造執行系統,簡稱MES。是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統。MES可以為企業提供包括制造數據管理、計劃排程管理、生產調度管理、庫存管理、數據采集、質量管理、人力資源管理、工作中心、設備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項目看板管理、生產過程控制、底層數據集成分析、上層數據集成分解等管理模塊,為企業打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協同管理平臺。
             
            引言
            MES系統自上線以來,從銷售,研發,生產,再到售后,已成為企業核心管理部分,是企業建設信息化,數字化,智能化工廠的基石。本文針對MES在企業中的作用,從管理層,控制層,運用層等角度對mes運用及正確實現進行敘述。

            MES在整個企業信息集成系統中承上啟下,是生產活動與管理活動信息溝通的橋梁;MES采集從接受訂貨到制成最終產品全過程的各種數據和狀態信息,目的在于優化管理活動,從當前的視角來得到精確的實時的數據;從對實時的要求而言,若控制的時間系數為1,那么,MES的時間系數為10,ERP的時間系數為100。

            在從控制系統到MES到ERP的整個信息管理系統中,ERP把裝置、人員和設備等信息及根據客戶的訂單下達工作的指令,通過MES分解工作指令,把各種控制參數和操作員指令下達給控制系統,另外一方面,控制系統要把運行/任務狀態、機械/操作員狀態過程值等信息反饋到MES,然后由MES系統檢查各種硬件、軟件、人員資源,編制制造計劃,并不斷地刷新ERP系統,使ERP實現訂單狀態、半成品狀態、質量數據、制造記錄的管理。
             
            近年來在我國很多的行業如汽車、鋼鐵、煙草、等行業都興起了一種生產管理軟件,它就是制造執行系統MES,確實,因為MES能夠給用戶帶來極大的價值。在眾多工廠中,不論是國內還是國外,其管理模式這一塊目前仍由文件和人工系統進行,通常是由有經驗的管理人員執掌著工廠生產效益的鑰匙。在大多數企業管理運行中,人工系統和有經驗運行人員的判斷總是起著重要作用。但是,如今市場要求產品的品種和數量經常變化,僅僅靠人工和經驗調整生產顯然效率低、反應慢、缺乏競爭力。

            圖2

            而且人工系統也不可能適應產品、工藝、技術和用戶要求日趨加速的變化。由于生產運行變化非常迅速,MES的信息的及時性要求以分,甚至秒的速度進行反應,此時只靠人為恐怕不行。因此,采用MES替代人工和文件系統,解決管理與生產控制之間的斷層是必然的。
            制造執行系統體系架構
            圖3 制造執行系統體系架構

            傳統的數據流和控制流在管理層與控制層之間存在著巨大的鴻溝。業務管理系統與車間自動化系統之間存在著信息壁壘,排產和調度過于依賴經驗,計劃的可行性和應變能力較差,生產執行過程不透明,管理層難以及時準確地獲取生產信息。所以我們要把人工系統變成MES系統,它集成了各種生產數據,通過人員的干預進行運行操作,即要從原來的人工環境,變成由人員參與管理的集成的系統,把管理層和控制層進行順暢的流通。

            MES是通向成本、質量、響應、靈活綜合平衡的途徑,在當今激烈競爭的世界經濟中,要占有“最有價值”的地位,必須使企業具有最好的質量、最佳的客戶服務、最低的制造成本、快速響應以及靈活性的特點。而要達到這樣的水平,就必須在正確的時間提供正確的信息才可能進行最佳的決策。這就要求不斷地對公用的數據庫進行改善,同時讓每個部門都擁有把數據轉化為有用信息的工具。怎么能做到這些呢?唯有MES才能真正向企業提供以上這些功能。

            根據MES全球協會定義,MES有12個標準功能模塊:包括數據采集、質量管理、過程管理、維護管理、勞務管理、文件管理、性能分析、生產單元調度、產品跟蹤、資源配置和狀態、運行計劃編制調度等,MES商業價值在于在生產前期可以通過優化排產來降低生產成本、縮短生產時間,在生產執行過程中,在任務分派、數據采集、生產跟蹤、質量控制、資源管理等方面實現高效的執行力和質量保證,在生產后期還可以發現問題、總結原因、持續改進,包括做統計分析和決策支持。

            那么,如何保證MES成功實施呢?
            其一,企業MES建設是一項管理改造工程,而非僅僅是一個以技術為主導的項目。企業信息化是對企業業務模式的重塑、管理。因此,‘統一思想’至關重要;

            其二,企業在進行MES選型前進行詳細的需求分析,明確MES應用目標,目標與需求切忌大而全;

            其三,必須堅持‘整體規劃、效益優先、分步實施、重點突破’的原則,借用先進的計算機技術、網絡技術、通訊技術、企業建模及優化技術進行實施,保障系統的開放性、可擴展性。

            其四,考慮與企業已有管理系統的通訊、集成問題,避免出現更大或是更多的‘信息孤島’,提高企業的信息共享程度,為戰略、管理、業務運作提供支持,提高企業生產對市場需求的相應速度。

            其五,MES系統建設必須以‘工廠模型’為依托,以全流程物料移動與跟蹤為主線,以設備全面全生命周期管理為中心,以安全優化生產為目標進行設計和實施,保障系統的實用性和實效性。

            MES強調車間級的過程集成、控制和監控,以及合理地配置和組織所有資源,滿足車間信息化需要,提高車間對隨機事件的快速響應和處理能力,有力地促進企業信息化進程向車間層拓展?;诰W絡與信息化的制造技術是未來先進制造技術發展方向之一。以MES為核心的數字化車間,利用計算機軟、硬件及網絡環境,實現產品數字化制造,可提高產品制造能力,縮短產品制造周期,降低制造成本,從而提高企業競爭能力。



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