MES.docx
《MES.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MES.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
MES
MES系统技术及其应用
1MSE的定义
美国先进制造研究机构AMR（AdvancedManufacturingResearch）将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”。
它为操作人员／管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态。
制造执行系统协会（ManufacturingExecutionSystemAssociation，MESA）对MES所下的定义：
“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。
当工厂发生实时事件时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。
这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。
MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。
”
MESA在MES定义中强调了以下三点：
1）MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一的解决某个生产瓶颈；
2）MES必须提供实时收集生产过程中数据的功能，并作出相应的分析和处理；
3）MES需要与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流来实现企业信息全集成。
2MES的基本概念
1990年11月，美国先进制造研究中心AMR（AdvancedManufacturingResearch）就提出了MES（制造执行系统）概念。
1997年，MESA提出的MES功能组件和集成模型，包括11个功能，同时规定，只要具备11个功能之中的某一个或几个，也属MES系列的单一功能产品。
2004年，MESA提出了协同MES体系结构（c-MES）。
20世纪90年代初期，中国就开始对MES以及ERP的跟踪研究、宣传或试点，而且曾经提出了“管控一体化”，“人、财、物、产、供、销”等颇具中国特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念，只是总结、归纳、宣传、坚持或者提炼、提升不够，发展势头不快。
国内最早的MES是20世纪80年代宝钢建设初期从SIEMENS公司引进的。
中国工业信息化基本上是沿着西方工业国家的轨迹前进，只是慢半拍而已。
几乎绝大多数大学和工业自动化研究单位，甚至于国家、省、市级政府主管部门都开始跟踪、研究MES。
从中央到地方，从学会到协会，从IT公司到制造生产厂，从综合网站到专业网站，从综合大学到专科院校，都卷入了MES热潮之中。
制造执行管理系统（MES）是企业CIMS信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。
工厂制造执行系统MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。
MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。
适用于不同行业（家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药），能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。
目前国外知名企业应用MES系统已经成为普遍现象，国内许多企业也逐渐开始采用这项技术来增强自身的核心竞争力。
企业计划层与过程控制层之间的信息“断层”问题，我国制造业多年来采用的传统生产过程的特点是“由上而下”按计划生产。
简单的说是从计划层到生产控制层：
企业根据订单或市场等情况制定生产计划—生产计划到达生产现场—组织生产—产品派送。
企业管理信息化建设的重点也大都放在计划层，以进行生产规划管理及一般事务处理。
如ERP就是“位”于企业上层计划层，用于整合企业现有的生产资源，编制生产计划。
在下层的生产控制层，企业主要采用自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流搬运储存设备等解决具体生产（制程）的生产瓶颈，实现生产现场的自动化控制。
由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新，一个制造型企业能否良性运营，关键是使“计划”与“生产”密切配合，企业和车间管理人员可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，作出准确的判断和快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速修正。
虽然ERP和现场自动化系统已经发展到了非常成熟的程度，但是由于ERP系统的服务对象是企业管理的上层，一般对车间层的管理流程不提供直接和详细的支持。
而现场自动化系统的功能主要在于现场设备和工艺参数的监控，它可以向管理人员提供现场检测和统计数据，但是本身并非真正意义上的管理系统。
所以，ERP系统和现场自动化系统之间出现了管理信息方面的“断层”，对于用户车间层面的调度和管理要求，它们往往显得束手无策或功能薄弱。
比如面对以下车间管理的典型问题，它们就难以给出完善的解决手段：
1.出现用户产品投诉的时候，能否根据产品文字号码追溯这批产品的所有生产过程信息？
能否立即查明它的：
原料供应商、操作机台、操作人员、经过的工序、生产时间日期和关键的工艺参数？
2.同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动校验和操作提示以防止工人部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误？
3.过去12小时之内生产线上出现最多的5种产品缺陷是什么？
次品数量各是多少？
4.目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？
要分别供应给哪些供应商？
何时能够及时交货？
5.生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？
影响设备生产潜能的最主要原因是：
设备故障？
调度失误？
材料供应不及时？
工人培训不够？
还是工艺指标不合理？
3MES的现状
MES的体系结构经历了从T—IVIES向I—MES发展的历程。
传统的MES（T-MES）是从20世纪70年代的零星车间级应用发展起来的。
T-MES又可以分为专用MES（PointMES）和集成MES（IntegratedMES）两类。
专用MES是一种自成一体的应用系统，它针对某个单一的生产问题（如在制品库存过大、产品质量得不到保证、设备利用率低等）提供有限功能（如物料管理、质量管理、设备维护、作业调度等），或适用某种特定的生产环境（如应用于半导体和MEMS车间的MES、应用于FMS系统的MES等）。
专用MES具有实施快、投入少等优点，但通用性和可集成性差。
集成MES系统起初是针对特定行业（如航空、装配、半导体、食品和卫生等）特定的规范化环境而设计的，目前已拓展到整个工业领域。
在功能上它已实现了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成。
集成化MES具有丰富的应用功能、统一的逻辑数据库、产品及过程模型等优点。
但该类系统依赖特定的车间环境，柔性差，缺少通用性和广泛的集成能力，难以随业务过程变化而重新配置。
AMR在分析信息技术的发展和加陷应用前景的基础上，提出了可集成MES（InterpretableMES，I—MES）这一概念。
可集成MES是将模块化、消息机制和组件技术应用到MES的系统开发中，是两类传统MES系统的结合。
从表现形式上看，I-MES具有专用MES系统的特点，即I-MES中的部分功能可以作为可重用组件单独销售；同时，它又具有集成MES的特点，即能实现上下两层之间的集成。
此外，I-MES还具有客户化、可重构、可扩展和互操作等特性，能方便地实现不同厂商之间的集成和原有系统的保护以及即插即用（P&P）等功能。
目前，基于组件的I-MES是MES的主要发展方向。
4主流技术
由于MES处于ERP和PCS之间，既要对ERP内部系统和ERP的外部网络收发信息，又要对PCS系统传递信息。
因此，MES开发与实施涉及的关键技术包括了计算机操作系统、数据库技术、MES体系结构、开发应用技术等。
此外，进行MES的开发和实施还需要考虑MES系统的可配置性。
根据LogicaCMG咨询公司2005年对MES软件的调查报告，国际MES产品的主流技术情况如下：
a．支持平台方面，主要有WindowsNT、Windows2000、WindowsXP、Unix、Linux。
与2004年相比，MES的开发厂商对WindowsNT平台的平均支持率下降到了68％，而大部分厂商转向支持Windows2000、Windows2003以及WindowsXP等平台，特别是对XP的支持率达到了96％；Unix平台的支持率稳定在44％的水平；Linux平台的支持率从2004年的17％增长到2005年的28％，只有少数的产品支持AS／400和OpenVMS等平台。
b．数据库方面，MES产品支持的数据库主要有Oracle、SQLServer、DB2、Progress、Informix、Ingress、Sybase等。
SQLServer和Oracle是开发商主要采用的数据库，约有30％的产品支持DB2，仅有小部分的产品支持其他数据库。
’
c．应用技术方面，MES系统的开发主要采用DCOM、COM手，Active-X、XML，DotNET、J2EE，ODBC、OLE、OPC等技术。
目前的厂商大多采用Microsoft的技术进行系统的开发。
XML的采用比例逐年增加，所有参与2005年调查的厂商都采用了XML技术，这是因为XML技术使不同的M陷软件之间以及MES软件与管理软件之间可以进行数据交换以及功能的交互；DotNET技术目前采用率达到了72％；J2EE的采用率也达到了32％；DCOM、COM+、OLE的采用率都在60％以上，Active-X、OPC则在70％以上，ODBC的应用率为82％。
d．系统架构方面，MES系统主要采用C／S、Web使能、瘦客户端、分布式结构、负荷平衡等体系结构。
C／S架构的采用率呈下降的趋势，相反瘦客户端（ThinClient）的采用率却上升至90％。
大约92％的产品都是Web使能架构的。
图1国际主流MES产品的平均可配置性
5应用情况
MES在发达国家已实觋了产业化，其应用覆盖了离散与流程制造领域，并给企业带来了巨大的经济效益。
麟分别在1993年和1996年以问卷方式对若干典型企业进行了两次有关MES应用情况的调查，这些典型企业覆盖了下列的7大行业：
医疗产品、塑料与化合物、金属制造、电气／电子、汽车、玻璃纤维、通讯等。
调查表明企业使用MES后，可有效地缩短制造周期，缩短生产提前期，减少在制品，减少或消除数据输入时间，减少或消除作业转换中的文书工作，改进产品质量／减少次品，消除损失的文书工作。
据权威咨询公司AMR最新完成的一项市场调查显示：
2004年，全球MES市场营收为10．6亿美元，与2001年相比，增长超过50％；2006年全球制造业在管理软件方面的投资，MES居第二位，仅次于ERP。
在国外很多行业应用中MES已和ERP相提并论，而且MES已经成为目前世界工业自动化领域的重点研究内容之一。
国内在“十五”期间，流程工业领域MES成为技术研究的突破口，重点面向钢铁和石化2个典型流程制造行业。
目前，MES已在钢铁、石化等行业得到成功应用并开发完成了若干自主产权的MES系统，如：
上海宝信MES、中国石化MES（S-MESV1．0）等。
根据中国电子信息产业发展研究院的1份报告，到2003年底，共有110套MES应用于国内的钢铁企业。
“十五”期间还对离散制造MES进行了探索性研究，并取得初步成效（如西飞MES等），国内市场上也出现一些针对离散制造业的MES产品，如：
ICON—MES、OrBit—MES、天为MES等。
“十一五”期间，随着我国制造业信息化建设的深入开展，MES有望在我国获得更广泛和深入的应用。
6应用
案例1：
海尔集团内各个产品事业部信息化起步较早，大部分事业部都已成功实施了国际上主流的ERP管理软件SAP。
伴随企业的发展，在SAP成功的实施应用之后，如何提高企业执行能力，就成为企业急需解决的问题。
海尔集团随着信息化的不断推进，需要在前期信息化建设的基础上，实现从订单、评审、采购、配送、制造、销售、售后服务的信息整体互动，在这过程中集团的各相关部门参与工作。
如商流、海外推、资金流、研发推、定单推、制造事业部等。
最终的目标是建立集团的信息化统一、完整平台，实现信息流、物流、资金流的通畅。
在前期物流、资金流已经改造、整合的基础上，希望通过信息化，从信息的角度实现企业管理水平的再次提升。
在集团信息化的思路与方向下，需要产品事业部和集团的SAP信息系统统一接口，从而能够监控每一批定单的生产进度，每一批定单的投入、每一批定单的产出，以及每一个产品的主关件信息、生产信息、质量信息，不但建立订单的生命周期管理，而且对于每一个产品个体实现整个生命周期的管理。
同时通过信息化的手段，企业建立公开、透明、精确的人力考核平台，实现自动计酬。
解决之道
§ 生产计划管理：
对于SAP下达的生产计划，对生产现场进行计划排产及作业调度
§ 质量管理:
订单质量跟踪、质量数据分析利用、检验数据管理、在制品维修管理、售后质量反馈
§ 电子跟单管理:
定单的生产信息数据共享，一票到底
§ 生产管理;作业计划管理、订单执行监控、生产数据统计
§ 系统接口：
ERP系统接口。
与ERP系统建立接口，导入物料BOM、生产订单、等相关数据；回馈ERP产品下线完工数据
§ 自动计酬平台：
通过自动计酬平台收集各类工资因素，进行汇总统计，实现工人、管理人员的自动计酬.
在实施过程中也遇到了一些问题，主要是R2E系统与SAP系统集成，如何做到两系统实时同步，如何确保两系统之间数据准确等等。
在项目整个实施过程中，海尔集团领导亲自下一线指导工作，协助SAP系统数据较对，确保了项目的顺利进展。
系统特点
开放式平台。
R2E采用先进的面向对象设计模式高效封装业务逻辑，您可以基于R2E开放平台快速定制企业特殊应用需求。
系统集成。
R2E采用符合工业标准的XML消息和协议能够非常方便地与现有的ERP系统集成。
R2E也可以通过企业应用集成解决方案（EAI）实现企业所有信息系统的集成。
R2E与SAP、ORACLE、SSABPCS等领先的ERP系统实现可靠集成。
自动识别技术。
R2E支持多种码制条形码标签，提供灵活编码规则自定义功能，快速准确采集数据。
R2E可以和主流的条码打印设备（Zebra,Datamax等）直接集成，灵活高效打印条码标签。
通过严格的系统管理和业务流程的优化，规范了业务操作流程，使集团规范化发展
人力资源价值的优化，系统的运转不再依靠手工统计汇总，方便快捷、准确及时，为管理、经营决策提供了动态、实时的信息支持
系统的实施可以大大加强企业的集中管理，为企业整体资源的优化提供了可能，提高企业的核心竞争力
系统的实现可以使企业的管理组织向扁平化发展
案例2
南京康尼机电新技术有限公司（以下简称康尼）是中国轨道车辆门系统国产化研发和制造基地，以致力推进中国轨道交通装备现代化进程为己任，通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，提升企业自主创新能力，建立起了国内一流的轨道交通装备研发制造基地。
康尼向中国和世界市场提供的主要产品包括干线列车门系统、城轨车辆门系统、城轨车辆内部装饰、地铁站台安全门（屏蔽门）等产品。
2009年，南京康尼公司经过多方选择和比较，最终选定由南京比邻软件公司实施其条码管理系统（BMS），实现其物料、产品在企业内部各环节流转的信息化管理和追溯。
需求分析
希望通过BMS项目建设能提高现场的作业效率、准确率、防错率，满足质量追溯等相关要求。
结合工厂物流现状，结合康尼ERP功能情况对项目总目标进行分解，分解出以下需求：
ERP中对物料管理已精确到批次管理，因此对于物料库房而言，结合条码技术，利用现场实时数据扫描，更好的辅助ERP系统进行管理，以提高库房现场作业效率、作业准确率，保证帐物的一致性；
产品完工发货需要进行包装作业，主要还是人工控制，错装、漏装情况普遍，借助BMS系统管控成品包装解决错装、漏装，提高包装效率；
产品包装后进入成品库房后，由ERP管理成品库房的物流情况；产品包装后使用新的物料件号，但是一个包装箱中的货物只是产品的一种或多种零件，需借助BMS系统建立产品和包装箱之间的联系，对包装物料进行追溯；
系统功能
BMS系统功能定义如下：
主要功能简介
1、 资源配置管理
1）车间生产能力模型：
主要用来管理车间划分定义，包括车间、产线、工段、工位等；
2）车间流程控制模型：
主要包括工艺路线管理，工序定义；
3）车间人力资源模型：
维护车间工作班组及成员，部门职员、注册用户及权限控制；
4）产品及BOM模型：
维护车间基本物料信息，接收物料BOM结构，产品格式维护定义；
2、生产调度管理
1）车间作业调度管理：
接收ERP下达的生产任务，分配车间生产计划，进行车间生产。
2）作业调度监控：
主要用来对作业调度进行全程跟踪监控，如上下线的产量，完成情况等；
3、过程控制管理
1）在制品过程监控：
实时监控各工序点的制造、采集情况；
2）在制品维修：
针对出现质量问题的在制品，进行维修登记，记录故障，更换物料等；
3）班组工作日志：
管理产线各班组工作日志，查询班组作业时间；
4、数据采集
1）一般工序采集：
针对产品一般类型的工序采集，记录操作员，操作时间；
2）装配工序采集：
针对产品关键部件，进行部件装配采集，记录装配档案；
3）检验工序采集：
针对检验工序的采集，采集产品故障信息，报维修，记录质量档案；
5、装箱控制
1）产品装箱方案管理：
针对车门系统（车门，机构，散件），以整列车建立产品的装箱方案，方便快速制定包装生产计划建立产品装箱计划；
2）装箱计划制定：
针对包装生产计划，选择按产品箱方案或手工建立装箱计划，分配需要的每一个箱号，并打印装箱号条码标签；建立产品装箱档案
6、追溯管理
1）在制品档案：
根据产品SN号查询在制品档案信息，产品状态；
2）档案追溯：
根据SN号查询产品装配档案等信息；
3）进货批次检验：
IQC根据检验规则执行检验，判定批次是否合格，记录检验数据及结果；
4）打印批次条码：
打印来料的货物批号条码标签，方便进行数据录入和货物标识；
9、出入库业务管理
接收ERP中的相关出入库单据，执行出入库采集，回报结果给ERP；
通过比邻BMS系统，结合条码技术在管理过程中的应用，完善了康尼对库存产品和半成品、原材料的管理，一方面物料条码，产品条码将贯穿于整个物流环节，可以随时在系统中进行检索、追溯，另一方面系统可以加强现场的管理体制，规范业务流程，提高大家的整体协作能力，提高效率和准确率，为后期的数据查询分析和总部数据的对接提供基础的数据来源。
BMS系统的成功实施为康尼新技术有限公司信息化注入了新的活力，大大提高了公司从采购、库存、生产、销售到财务管理的有效协同，真正在企业内部搭建了一个统一的集成制造管理平台，使康尼的信息化建设又迈向了一个更高的台阶。
升级会员 