项目管理人员继续教育论文高级制造行业生产执行系统MES应用及发展前景的研究探讨钟志刚.doc

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项目管理人员继续教育论文

制造行业生产执行系统（MES）应用及发展前景的研究探讨

钟志刚－201071370

2022年10月9日

摘要：

[本文档主要阐述了制造行业生产执行系统（MES）在国内外的发展历程、当前应用状况和未来发展趋势。

中间结合本人的工作经验对MES技术的应用和发展中的问题和现象做出分类介绍，并提出了探讨性建议。

]

关键词：

制造行业生产执行系统MES

一、引言

中国是世界的制造业中心，现代制造企业的制造环境随着设备装备水平、工艺技术水平和信息技术的飞速发展而发生着深刻的变革，突出表现在四个方面：

1、企业的规模不断扩大、产品品种不断增多，而市场需求越来越向小批量、多品种、个性化定制方向发展，在供、产、销各个环节的管理都变得复杂多变，大中型制造企业成为了典型的复杂系统；

2、企业外部原材料与能源动力的供应市场受国内外经济环境影响越来越表现出极大的不确定性，导致企业的生产制造模式必须从面向库存的生产转变为面向订单的生产；

3、企业的竞争力在外部越来越依赖于供应链的协同能力，在内部越来越依赖于为应对供应与销售两个市场风云变幻所必须具备的对制造资源进行动态调度的能力；

4、物流管理不仅是供应链管理的核心，也是企业内部制造资源计划调度的核心，物流管理效益已经成为日益增长的企业第三利润来源。

二、制造行业实施MES的意义

MES系统是面向企业生产管理的新一代信息化集成系统。

它以提高生产效率、减低生产成本、缩短交货期，改善客户服务为目标，运用计算机网络把各个自动化孤岛连接起来，运用信息化手段管理和优化全局生产流程，实现从产品定单开始、直到产品交付的整个生产管理流程自动化。

有了MES系统，下层自动化系统与上层ERP系统就能实现无缝的集成。

对制造业企业而言，当前的技术水平、生产工艺、内部管理和外部竞争环境都发生了深刻变化。

在这种新的多因素环境下，要提高制造企业的核心竞争力需要将工艺技术、管理技术与信息技术紧密结合，以系统集成的方法解决问题。

以信息化改造制造业，推进生产设备数字化、生产过程智能化和企业管理信息化，提高机电装备信息化水平，推广集散控制、现场总线控制、敏捷制造等技术，强化生产过程的在线监测、预警和控制。

传统产业改造对信息技术的需求不断升级，分布式网络技术、多媒体技术、多网融合、供应链管理、协同商务、网络化服务、数据挖掘、商务智能、高可靠与高可信等信息通信技术将受到更多重视和深入应用。

其中，流程工业结构升级和资源整合的任务繁重，信息技术应用的关键就是在生产和管理两个方面支撑制造工业的结构转型。

一方面，信息技术改造将集中在精细化控制和智能软件系统的二次开发方面。

另一方面，是围绕提高资源利用效率，节能减排的需求，加快推动流程工业MES应用，从进一步提高生产管理水平和资源配置的效率，促进循环经济模式两个方面发挥信息技术的渗透作用。

MES是当前制造业产业升级的加速器，是全面实现制造业信息化的重要一环。

MES是在企业计划管理和车间生产控制之间架起的一座信息沟通和管理的桥梁，更容易建立一个快速反应、有弹性、精细化的统一信息化制造环境，提高生产效率和产品质量，降低能源、材料和人力等资源的消耗的目标。

模块化MES能促进现代化企业管理制度的建立、实现产品质量管理、加强计量信息管理，降低能耗、提高设备利用率、为生产经营提供决策依据等功能，从而极大提高企业工作效率。

二、当前制造行业MES技术发展现状

尽管在国外MES和ERP的概念同一年提出，但是ERP却比MES的发展势头迅猛。

因此，国内尽管关于MES的研究、开发和应用只是近年来的事情，但是与国外的差距并不大。

目前，没有一个清晰的范围、没有一个规范的生产管理体系、没有一个全球性的战略对每一个解决方案的指导等诸多因素，都是制约MES在中国普及的因素。

从国内的发展趋势看，CIMS、MES、ERP等概念都进入中国较早，但只以DCS为代表的底层自动化和以ERP为代表的管理系统普及速度较快，因此，中国工业企业的信息孤岛和缺损环链现象比国外更为突出，也就是对MES层的认识相对落后，但是，确实有一些公司在加快开发中国式的MES产品或应用国外的MES产品，而且势头较好，同时，在认识观念上由关注ERP到关注MES的转变也已开始。

从国外的发展趋势看，已经形成了一批MES软件产品和解决方案，出现了一批以MES为核心产品的工业企业管理应用软件公司，而且企业信息技术应用的焦点已经由ERP转向MES，然而MES的标准化仍有大量工作要做。

目前，国外MES应用规模正以每年25%的速度发展，而国内基本是局部MES功能的发展，具体是一些简单的数据采集、物流管理等。

对于MES系统的使用，大部分企业还处于初始阶段。

从已经实施过MES的大型企业，比如本人从事的钢铁及煤炭行业MES来分析，当前，MES技术发展及实施主要有以上两种状态：

2.1T-MES（传统MES）

T-ME：

即传统的MES，它的最主要特征就是：

定制开发。

T-MES又可大致分为专用的MES系统和整合的MES系统两大类。

专用的MES是指为解决某个特定领域问题，如车间维护单独应用系统。

整合的MES则是针对一特定行业如航空等行业而设计，具有一定的通用性。

虽然专用的MES能够为某一特定环境提供最好的性能，却常常难以与其它应用集成，整合的MES比专用的MES迈进了一大步，具有一些优点，如单一的逻辑数据库，系统内部具有良好的集成性，统一的数据模型等。

但其整个系统重构性能弱，很难随业务过程的变化而进行功能配置和动态改变。

为解决传统EMS的不足，可集成MES（I-MES）逐渐成为人们研究的热点。

2.2I-MES（可集成MES）

可集成MES最主要的特征是：

模块化组件，它将对象技术、消息机制和组件技术应用到MES系统研发中，在系统的集成性、适应性、可复用性方面是优于传统的T-MES的。

但I-MES的研发和实施还有很多应用瓶颈，例如：

如何保证模块组件在不同企业间的通用性？

如何保证组件数量的可控等。

两种MES技术，各有利弊，随着信息技术的发展和制造企业的竞争需求，MES应用技术还将不断进步。

但总的而言，制造行业MES的发展趋势可归纳为以下几点：

可集成性、可配置性、可适应性、可扩展性和可靠性。

下面一节就着重探讨一下MES的发展趋势。

三、制造行业MES技术发展趋势探讨

制造行业MES系统正向易于配置、易于变更、易于使用、无客户化代码、良好的可集成性，其主要目标是以MES为引擎实现全球范围内的生产协同。

目前，国际上MES技术的主要发展趋势体现在以下几个方面：

1、MES新型体系结构的发展。

一方面，这种基于新型体系结构的MES具有开放式、客户化、可配置、可伸缩等特性，可针对企业业务流程的变更或重组进行系统重构和快速配置；另一方面，随着网络技术的发展及其对制造业的重大影响，当前MES系统正在和网络技术相结合，MES的新型体系结构大多基于Web技术、支持网络化功能。

2、更强的集成化功能。

新型MES系统的集成范围更为广泛，不仅包括制造车间本身，而且覆盖企业整个业务流程。

通过建立能量流、物流、质量、设备状态的统一工厂数据模型，开发模型维护工具，使数据适应企业业务流程的变更或重组的需求，真正实现MES软件系统的可配置。

在集成方式上更为快捷方便和易于实现，通过制定MES系统设计、开发的技术标准，使不同软件供应商的MES构件和其他异构的信息化构件可以实现标准化互连与互操作以及即插即用等功能，并能方便地实现对遗留系统的保护。

3、更强的实时性和智能化。

新一代的MES应具有更精确的过程状态跟踪和更完整的数据记录功能，可实时获取更多的数据来更准确、更及时、更方便地进行生产过程管理与控制，并具有多源信息的融合及复杂信息处理与快速决策能力。

有学者曾提出了智能化第二代ⅧS解决方案（MESⅡ），它的核心目标是通过更精确的过程状态跟踪和更完整的数据记录以获取更多的数据来更方便地进行生产管理，它通过分布在设备中的智能来保证车间生产的自动化。

如日本森精机的计算机辅助生产管理系统（CAPS），可通过Internet和通信终端进行远程实时数据采集、监控与生产管理。

4、支持网络化协同制造。

MESA提出了协同的制造执行系统的概念，指出e-MES的特征是将原来MES的运行与改善企业运作效率的功能和增强MES与在价值链和企业中其他系统和人的集成能力结合起来，使制造业的各部分敏捷化和智能化。

由此可见，下一代MES的一个显著特点是支持生产同步性，支持网络化协同制造。

它对分布在不同地点甚至全球范围内的工厂进行实时化信息互联，并以MES为引擎进行实时过程管理，以协同企业所有的生产活动，建立过程化、敏捷化和级别化的管理，使企业生产经营达到同步化。

四、综述

综合而言，这几年我国制造行业MES系统的技术的研究发展和应用实施都很迅速，但总体来说，与西方发达国家相比，应用深度与应用广度上都还有很大的发展潜力。

目前，国内制造企业已经实施的MES系统大都是定制开发的专用系统，多是针对某个特定领域业务场景而开发的，随着信息化技术的进一步发展，今后制造行业MES系统将是一个具有良好集成性、能快速实现客户化、可重构、可扩展和互操作等多个特性综合性生产制造执行系统。

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参考文献：

钱纳里等：

《工业化与经济增长的比较分析》，上海三联书店，1989年版

张跃全，《模块化生产制造执行系统MES的研究》，北京冠华宏鑫科技有限公司；

刘世锦、冯飞主编：

《2003·中国产业发展蓝皮书》，华夏出版社，2003年版。

GB/T1457《软件工程术语》；

GB8567-88《计算机软件产品开发文件编制指南》；

作者简介：

钟志刚

性别：

男

毕业学校：

财政部财政科学研究所

专业：

会计学

学历：

硕士

1980年07月-1984年07月

四川大学计算机系软件专业本科

1984年07月-1987年07月

财政部财政科学研究所研究生部会计电算化专业硕士研究生

1987年07月-1989年07月

四川省财政厅办公室

1989年07月-1991年07月

四川石油管理局会计

1991年07月-1993年07月

深圳津村药业有限公司财务经理

1993年11月-1998年07月

四川安易财务软件有限公司总经理

1998年08月-2002年07月

汉普（中国）有限公司副总裁

2002年07月-2006年03月

毕博管理咨询（中国）有限公司董事

2006年03月～迄今

北京冠华宏鑫科技有限公司执行总经理

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