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1、论研究 .282. 2关键技术实现 .343原型系统 .474软件产.503 待解决的 关术 57生过程建模.57面向业务 流集成.58可配臵 化组件.61优化调度 63开 展 MES 技 术 标 准 研 644 发 展 方向 71于MES 80基 于流 88SOA 92发展趋势 99标准 101“ 十五总 体标 103未 来品形态 105、八 、-前言二一世纪以来，随着全球经济一体化发展，人们对产 品的需求日趋多样化和个性化。产品的生命周期日益缩短， 更新换代的速度也在逐步地加快，使得企业的生产模式和组 织方式逐渐由面向产品转变为面向客户、面向需求和面向服 务。企业的生产方式也转向了按照订单

2、的方式来组织生产， 大批量定制和多品种少批量的生产方式逐渐成为主流。面对 竞争激烈的全球一体化市场，企业要想立于不败之地，就必 须具有把握机遇和不断创新的能力，能够以更快的响应速度 和应变能力生产出市场需要的产品，其重要对策就是将传统 的制造技术与现代的信息、自动化、管理技术等有机融合为 新一代的先进制造技术，提高企业生产的敏捷性和核心竞争 力。以计算机络、数据库和应用软件等 IT技术为依托，企业的信息化技术也从局部的、事后处理方式转向全局的、及 时（实时）处理方式。多种先进的生产管理和制造信息化软 件也大量地涌现和应用，在企业生产过程中发挥越来越重要 的作用。在产品开发层面， CAD CAM

3、 CAPP PDM等软件已深入企业应用；在企业管理层面， ERP/MRP-II、SCM CRM等软件也在迅速普及，直到今天企业 ERP系统还在如火如荼的进行；在生产现场，JIT （准时生产）、LP （精良生产）、 OPT （最优化生产技术）等先进的生产组织、管理理念及生产模式也得到了初步应用，同时，在过程控制领域 PLC DCS等得到大量应用，也在车间级的流程控制和管理方面取得了 良好的成效。信息技术的广泛采用，使得以市场需求和订单 为轴心的生产活动已可以不受时间和地域的限制，依靠信息 技术从事市场竞争，提高了企业的综合竞争能力。全球经济一体化进程，加速了制造全球化的形成和快速发展，现代制造企

4、业面临的竞争环境将会越来越残酷，市场 竞争日趋国际化，迫使制造企业必须做出及时反应和制定相 应的对策，改变传统观念与方法，采用与一体化进程相符的 现代管理思想和方法。建立现代管理理念，引进现代管理决 策机制，提高核心竞争力已经成为企业最迫切的要求和机遇 所在。纵观全球生产管理模式的发展趋势，可以清晰的得出 企业行为势必从单项、局部逐渐向综合、集成的优化转变， 尤其是生产计划、组织、控制三大职能的整体优化更是企业 为实现其经营目标，获得竞争优势的重点。面对拥有高度信息化优势的国际企业的挑战，要使我国制造企业积极参与国际化分工合作和竞争，必须掌握和应用现代络、 通讯技术、计算机软件等技术， 全面集

5、成企业各种信息系统，打通制造企业从市场预测、产 品分析、产品设计、生产计划、生产制造、销售到售后服务 的产品全生命周期数字化通道，在提升我国制造企业信息化 应用水平基础上，促进企业提高市场的综合竞争能力，帮助实现我国制造业跨越式的发展目前，我国企业信息化应用的总体水平仍然不高，许多 企业根据自身的特点和财力情况，在信息化建设中有重点的 分别推进。如在离散型企业中，有的企业注重产品研发、有 的企业注重生产管理、有的企业则注重财务管理等等；对于 一些流程型的企业，信息化的建设主要围绕供应、销售和财 务管理来进行。因此，各企业信息化应用水平、实施的内容 也不均衡。在很多实施了信息化建设的企业中，系统

6、集成和 资源共享水平还比较低，信息孤岛现象大量存在于企业内 部。其突出表现是许多企业只重视物质供应、产品设计、生 产计划、销售和财务管理等计划层的信息化建设，忽视产品 在车间制造过程管理等执行层的信息化建设，使得企业的计 划层与控制层之间缺乏有效联系和沟通，两者间出现了信息 断层，导致物资供应、产品设计、生产计划、产品销售与车 间作业之间脱节，计划层的静态和动态信息不能及时地传达 的车间，而车间中的零件在制品、加工设备、物料需求、人 员配臵，以及计划的执行和完成情况等信息也无法快速反馈 给上面的计划层。在市场需求越来越多地趋于大批量订制和 多品种少批量订单方式，企业表现出对市场反应不够灵敏，

7、对客户的个性化订单也不能够及时满足，直接导致企业在市 场竞争中处于被动地位。因此，在激烈的市场竞争中要把被动地位变为主动地位，必须快速响应市场，保证企业计划层与控制层之间的信 息畅通。鉴于我国企业信息化的建设状况，消除企业计划层 与控制层之间的断层，建立它们之间的数据联系，就是要研 制和开发适用于不同行业（企业）和生产模式的制造执行系 统（Manufacturing Execution System ，以下简称 MES ，MES是实现企业计划层与控制层之间信息畅通的必由之路。1. MES既述在企业的生产运作管理流程中，一般抽象为三个层次，即计划层、执行层和控制层。计划层按照客户订单、库存和 市

8、场预测情况，安排生产和组织物料。执行层根据计划层下 达的生产计划、物料和控制层的工作情况，制定车间作业计 划，安排控制层的加工任务，对作业计划和任务执行情况进 行汇总和上报；当生产计划变更、物料短缺、设备发生故障、 出现加工质量等问题时，执行层对作业计划进行及时调整， 保证生产过程正常进行。执行层处于企业计划层与控制层之 间，存在大量的信息传递、交互与处理的过程。控制层，又 称设备层，完成产品零件的加工或装配。美国先进制造研究机构（Advanced ManufacturingResearch Inc.,简称AMR通过对大量企业的调查研究和归 纳总结，于90年代初首次提出了制造执行系统的理念。

9、ARM的调查结果表明，在企业地计划层普遍采用 MRP-II/ERP为代表的企业管理信息系统，在企业的生产控制层则米用SCADA（ Supervisory Control and Data Acquisition ）和HMI （ Human Machine Interface ）为代表的生产过程监控软 件系统，在计划和控制层之间则是由 MES构成的执行层，MES作为计划和控制层之间的桥梁，实现计划和控制层之间数据 交换。因此，AMR组织提出了由计划层、执行层和控制层组 成的企业信息集成模型，图所示。10X1X篇二：MES系统总体规划书华茂公司MES系统总体规划书文档编号：Jxlgie001 版本

10、编号：分册名称：总体规划编制单位：江西理工大学机电学院 生效日期：20XX -12-201.2. 3.企企业诊断4 MES的需求、目标与性 行 7 4.需 求与 目 标7 MES可 行性析 7总 体 规划 8规 戈U总 体 原 则8 MES总体信息模 型一 95.计 10络 设10 硬 件 选13系 统 软 件选 136.MES 应 用 ：系 统设计 14基础信15销售 管 理15产品 工 程15库存 信 息16动态 数 据16生计划管16统统17设备量理 系 18 7.项目 实施划 18 8. 9.项 目 组18 实 施 流19 实 施 计20实 施 预 21 效益与风险分 析 21效 益

11、分 析21 风 险 分 析 与 管 理 221.企业概况赣州华茂钨材料有限公司（简称华茂公司）座落在“世 界钨都”江西省赣州经济技术开发区 “江钨科技园”内，105 国道、323国道、京九铁路连南接北，距飞机场仅几公里路 程，赣粤、昆厦两条高速公路更是近在咫尺， 交通十分便利。“华茂公司”是由江西钨业集团有限公司和赣州华兴钨制品 有限公司投资兴建的股份制企业。江西钨业集团有限公司是 由中国五矿有色金属股份有限公司控股的大型企业，实力雄 厚，拥有丰富的钨矿产资源和自营进出口权，具有稳定的销 售络，产品远销美国、日本、韩国、印度、以色列等国家。 赣州华兴钨制品有限公司为国有控股企业， 华兴公司于1

12、997年10月建成投产，经过 9年的不断发展，目前已成为江西 省100户重点企业之一和赣州市重点企业。其年生产规模已 达到仲钨酸铵6000吨、氧化钨5000吨、偏钨酸铵 800吨， 产品深受国内外客户的好评，“ HUAXING品牌荣获“江西省名牌产品”称号。随着市场的发展，为壮大企业实力，延 伸产业链，赣州华兴钨制品有限公司提出了“三年再创业， 建设新华兴”的发展战略，进一步向钨深加工产业延伸。于 20XX年底进行钨粉项目易地技术改造， 成立“赣州华茂钨材料有限公司”，一期主要产品和年产能力为：氧化钨 3000吨、钨粉20XX吨、碳化钨粉1000吨。 “华茂公司”技术 力量雄厚，并拥有全自动十

13、四管还原炉、全自动节能型四管 还原炉、高温钼丝碳化炉、高温中频碳化炉等国内先进的钨 冶金生产设备和先进的化验检测设备（扫描电镜、高频碳硫 仪、激光粒度分布仪、平均粒度仪等）。其生产装备和工艺 技术已达到国内先进水平。2.企业诊断分析二十一世纪是信息化、络化、经济全球化的时代，是知 识经济的时代，这给每一个企业都提供了新的机遇和挑战。 我国冶金行业的财力与信息化程度的相对落后形成了巨大 的反差，就我国的冶金行业整体来讲，信息化建设仍处在普 及和规范化发展阶段，信息化投资的绝大多数用在基础硬件 设施的建设上，软件应用有所加强，然而，信息服务市场并 没有形成规模。国际冶金业正在加速向公司化、自由化、

14、民 营化、市场化方向发展。面临经营环境和竞争环境的变化所 带来的机遇和挑战，我国的冶金行业也加快了改革的步伐。 随着冶金市场竞争的国际化的发展趋势，行业信息化建设已 经关系到冶金行业的生存和发展。随着我国社会主义市场经济的不断推进，随着国内冶金 行业的不断发展，企业的外部环境日趋复杂，市场竞争日益 激烈，消费需求变化愈来愈快，我国冶金行业的竞争将逐步 从原材料和设备的竞争转向市场、 信息、人才和知识的竞争。 特别是我国加入 WTC后，中国经济与世界经济的接轨已是大 势所趋。如果国外大型冶金公司进入中国市场，由于他们丰 富的市场经验和大量的市场资金，将对中国冶金企业形成巨 大的压力，在新的一轮竞

15、争中，如何快速反应市场，占领和 巩固国内市场，开拓国际市场，是企业必须考虑的重要问题。 但是，我国企业的核心竞争能力已不能满足下一轮的市场竞 争需要，传统的、粗放式的管理思想、手段和方法，已不能 适应下一步的市场经济的要求和发展，必须采取“以信息化 带动工业化”的战略，加快信息化建设的步伐，以信息化为 手段，全面提高企业的核心竞争力，促进经营战略、业务流 程、组织结构、系统资源变革和实现。企业信息化建设的实 质就是建立现代化的企业管理体制，就是实施科学管理，不 仅仅用企业信息系统代替传统的手工作业，关键在于增强核 心竞争能力，企业获得管理所需的信息，在于加强企业与用 户的联系，在于降低生产成本

16、合交易成本，在于强化企业管 理，提高劳动生产率，提高产品质量，降低库存、提高管理 水平和工作效率，这也是适应国内国际形势的需要。对于华茂公司来说，MES系统信息化包括生产过程信息 化和管理信息化。生产过程信息化是指利用计算机监控系 统，来对公司各生产车间的有关数据进行实时采集、分析和 挖掘，用于指挥和控制生产；管理信息化是指华茂公司的管 理信息系统（ERP / MIS）、办公自动化系统（0A）、决策支持 系统（DSS）、物流系统、营销系统。如果将两个层面的信息 系统结合起来，从生产信息监控到计算机辅助管理，并通过 电子商务平台，衔接各个下属企业，就会形成一个基于供应 链运作的完整有机的业务整体

17、。到目前为止，华茂公司生产环节，实现了计算机自动控 制和数据系统；但企业销售管理系统、资源管理系统、计划 统计系统等，涉及从财务、人事、物资、统计、生产、销售 等企业管理的方方面面，大部分的报表和日常管理业务没有 实现计算机化。主要表现在：模拟手工流程的系统。尽管企业建立了初步的 MIS 系统，但更大程度上仅仅是根据各部门的各自的需求，把以 前手工业务用计算机来模拟实现的。 因此，只不过是当前 企业管理的计算机翻版，无法实现管理上台阶、提高管理水 平的目篇三：MES项目实施经验MES项目实施经验概念篇发表时间：20XX-5-14 特约撰稿人： 龚春强：e-works本章主要描述MES的概念，并

18、从企业信息管理发展角度 来给MES定位，以期更加明确 MES的特点和功用。本文总结阐述在 BGJX_PLM项目中实施的一些经验，和 大家分享，以期引起共鸣。 以上内容是基于本人在 BGJX_PLM项目的实施过程中总结的， 会因为个人理解能力和 项目特点原因会存在局限性。有不当之处请各位指正，对内 容有任何建议和意见的，也请及时联系我，非常感谢！希 望能够就此引起大家讨论的兴趣。1.企业各信息流的关系根据常规的理解，企业运行过程中有四种流：业务流、 物流、信息流、资金流。 企业内部流程管理的终极目标是要保证物流、业务流、信息流和资金流完全、 及时对称。 其 中物流的流动伴随着业务流，而业务流不一

19、定伴随物流。资 金流通过信息流来实现和业务流的对称。此处讲的是狭隘的信息流的概念，广义地讲，任何事务 的发生都会伴随信息的产生。而此处要说明的是业务单据上承载的除开资金信息以外的信息。根据上面的理解，总结一般企业管理发展的过程。我认 为主要有四个阶段，见图 1。图1企业信息化发展过程其中，目前大多数企业还停留在第三阶段，忙于处理第 三阶段所带来的各种问题。第一阶段各流之间的对称全凭手工单据处理完成。特点：a） 不管是业务执行信息还是对应产生的财务信息，都是 通过各种单据手工处理，效率低下，难以保证信息流和资金 流的对称。b） 原始凭证和记账凭证真实，难以造假。目前企业信息化程度越来越高，采用这

20、种纯手工执行业 务操作的企业已经越来越少。第二阶段部分实施电算化，在各业务模块使用计算机来辅助管 理。提高对单个流的管理水平。 特点：a） 手工操作主导，计算机辅助。采用的方法没有本质的 改变，仅仅是将第一阶段的部分工作采用计算机完成。种方法会产生大量的信息孤岛大多数中小企业可能都在b） 此阶段主要是为了应对信息规模的不断增加，但是此 使用这种模式运作。那些单单使用财务系统或者销售系统的公司都属于这个类别。第三阶段实施ERP系统，业务信息和帐务信息自动匹配，实现信 息流和资金流的对称。a） ERP系统的引入实现了信息流和资金流的实时对称。b） 彻底更新原有的管理观念，将各业务部门信息在企业 内

21、部有效集成，减少信息孤岛效应。c） 提高企业各业务部门信息透明度和准确度，全面提高 信息的价值，降低企业业务数据管理成本。但是：d） 企业的信息流的流动主要还是以单据的形式流动；业 务流和信息流的匹配还是依靠业务单据等系统外信息承载 介质来驱动。这种方式的特点是：凭据真实，难以造假，但摆脱不了 人工处理数据的环节，信息对称能力差，及时性差。目前这个阶段的常见的操作方法是：用户手工凭单据输 入数据到ERP系统，ERP来实现信息流和资金流的对称。为了将信息录入ERP系统，实施方在各个业务流程点设 计了大量的单据。而且企业随着企业管理精细化要求的提 高，单据数量也迅猛增长。 这就是实施ERP后 “单

22、据满天飞” 现象的起缘。目前大多数企业还停留在思考如何把这个阶段做好，所谓的“上ERP找死”的也基本在说这个阶段的事情。而且这个阶段也是最容易暴露企业管理问题的部分。第四阶段业务流和信息流的对称利用各种标签识别技术使用 MES系统进行，MES和ERP直接通信实现业务流和信息流的实时 对称。a） 实现事务发生即记录、记账。b） 根据业务流程的特点，减少业务单据的产生，无论是手工填写的还是机打的。 c）此举保证了企业的资金流、信息流、业务流、物流的完整对称。在这种状态下，自动化企业成为可能。企业的各项业务 操作不在凭手工单据进行，取而代之的是用户使用各种识别 设备的简单的业务操作，部分业务点甚至可

23、以无人操作。 MES也包括两个层面：a） 设备自动化收集数据，比如一些机器中探头获取数 据，机床记录数据等；b） 这个层面强调各设备功能获取数据的准确性和及时性。属于偏硬件的技术层面。 c）MES收集和整理数据，将其和其它信息系统集成。这个层面强调有效收集数据，合理整理数据，建立完善 的数据模型。属于信息管理系统的核心层面。这里讨论的MES是收集和整理数据的部分。四种流和各种信息系统的关系根据以上分析，总结出各系统特点，见图 2。 ERP强于保证信息流和资金流的对称。 MES强于保证业务流和信息流的对称。两者结合起来就可以实现业务流（物流）、信息流、 资金流的完全对称。图2企业内部各流和各种信

24、息系统的关系图2中，仅实施了 ERP的企业，信息流和资金流可以依 靠ERP来对称，但是信息流和业务流以及业务流和物流的匹 配依然需要靠手工业务环境来进行。而实施了 MES的企业，用户可以在直接在物流层面使用 MES功能进行操作，MES负责将物流、业务流和信息流对称， 然后和ERP无缝集成，实现资金流、信息流、业务流、物流 的完全对称。通过实施MES和 ERP基本达到了企业自动化的状态。的优点从上面描述的 MES的基本特点出发，结合企业运行的实 际情况进行深入分析，不难发现 MES有很多优点。通过实施MES系统，可以实现：事务发生即记录。准确、完整记录实际业务发生时产生的信息。简化业务流程。和E

25、RP无缝集成。解决业务数据录入滞后的问题，实 现业务流和信息流完全对称。 MES实现企业运行过程全透明。为企业各层提供面对不同需求的管控功能。为企业执行各种业务数据分析提供有力数据支持。下面将详细阐述这六个优点，扌描述特点和举例，见图3 图3 MES的优点分布事务发生即记录通过在现场使用各种识别设备实时采集业务数据，实现 完整记录由什么人在什么时间因为什么事情做了什么事。详 细记录发生时间、事务类型、处理结果、处理人等信息。例如：BGJX_PLM设计的车间现场工序扫描要求操作工在 执行上下线等事务时实时扫描，由此能够记录每张工单的每 道工序的每个状态的实际执行数据，实现精确追溯，我们在 系统中

26、能够很方便的查询到某工单的某工序是由谁在什么 时间操作的。简化业务流程简化为对称业务流和信息流所产生的工作。这里使用了 一个比较抽象的概念来描述。目的是为了准确表达此点的效 果。简化为对称业务流和信息流产生的工作主要体现在：a） 简化业务流程。以前很多业务流程中的业务点是为了保证业务流和信息流匹配用的，由于业务上不能及时将业务数据录入系统，必须设计一个业务点来做缓冲，比如相关单据的生成是为了 定期录入系统准备的凭证。 这些在实施了 MES后都可以省略。b） 简化业务操作方式。手工对照单据将数据录入系统会产生较大的工作量和容易发生错误，这提高了保证信息流正确的成本。并且会带 来很多隐性负面效应，

27、比如影响员工工作效率，积极性等。 没有充分展示员工的创造性。通过使用各种识别技术，降低了业务点实施的成本。通过RFID和条码技术，基本杜绝了输入差错问题，且使各业务点的操作更加便捷。c） 减少手工单据，“单据满天飞”的现象显著改善。实施MES部分信息不用生成单据， 而直接由MES采集，大大减少了业务点中单据的数量，全面改善员工工作方式，提高了业务操作的效率。透过以上三个特点，MES不仅降低了业务流程的长度，同时增加了业务流程的宽度，使信息流动更加迅速、顺畅。和ERP无缝集成这是系统的先天优势。通过各种有效的数据库技术和设计合理的数据模型，实现MES系统和ERP系统的无缝集成。这样能够保证业务流、 信息流、资金流三者的完全对称， 从业务流程管理的角度，达到了企业管理的终极效果。MES实现企业运行过程全透明MES提供一个企业运行 X光机，能