工厂车间MES系统
2019年11月19日
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在工厂车间中MES制造执行系统在生产过程中，实现了自动化、智能化、信息化等方面的作用，帮助工厂车间提高效率和便于管理。
一、为何实施 MES系统
MES系统一词相对其他信息系统在中国流行较晚。很多企业决策者开始常提到：为何实施MES系统？外国也有同论：Why MES系统 ？因为许多规划是先实施ERP，后实施MES系统。因此产生了为ERP实施MES系统的结论。其实不尽然。
1、企业生存环境的客观需要
因为工厂级、车间级管理面临着新的挑战：需要上下游车间的高效沟通，信息的及时性、准确性，随时面临的计划变动，越来越小的任务单元，越来越高的质量追溯要求，管理人员成本的不断升高等。
2、企业管理的内在规律
MES系统从时间空间角度以及业务链条看，是企业管理中的不可或缺的领域和环节。
3、是信息技术发展的必然结果
信息技术在企业中的应用，首先是解决生产过程控制的问题，而且发展迅速。接着就是提升经营管理水平和手段，产生了以ERP为代表的一大批软件。
但是，在实施ERP的过程中，人们发现：ERP的规模大、周期长，导致ERP项目有46%逾期完成；支出多、投入大，导致41%超过预算；多种原因致使49%没有达到预期的社会效益、经济效益和目标。其中一个重要因素是与生产现场的连接与集成被忽略了，而生产现场的数据，即完美的生产信息是ERP的基础，是集成的关键。
由于ERP层和DCS层的工作是分别进行的，因此产生了两个问题：一是横向系统之间的信息孤岛（Island of Information），二是ERP和DCS两层之间形成缺损环或断缺链接（Missing Ring or Link）。这也是催生MES系统的重要原因。
因此，国际上公认的信息化总体架构是原则上将框架划分为3层：PCS层、MES系统层、ERP层。PCS层为底层，以硬设备为主，主要面向操作工人，实现生产过程操作运转自动化，减少操作工人编制；
MES系统层为中间层，承上启下，以生产运行管理软件为主，主要面向生产管理人员，实现生产管理信息化，以及管理组织的扁平化和紧密化；ERP层为最高层，以经营管理软件为主，主要面向经营管理和决策人员，实现经营决策管理信息化以及管理组织的扁平化和集约化。
近期从最上层分离出决策层，演变成4层结构。突出实时制造性能监控、实时运营智能等管理理念。
二、MES系统的功能划分
在过程控制方面
MES系统管理生产订单的整个生产流程，通过对生产过程的所有突发事件实时监控，自动纠正生产过程中的错误或提供决策支持，以实现生产调度要求；在出现异常或与生产计划偏离太大时，及时反馈相关人员使其采取相应的措施。
在任务派工方面
MES系统在生产计划完成后，自动生成任务派工单，根据生产设备实际加工能力的变化，制定并优化生产的具体过程及各设备的详细操作顺序；为了提高生产柔性，生产任务根据生产执行具体情况及设备情况，结合资源配置进行现场动态分配。
在资源配置方面
MES系统通过详细的数据统计和分析，为企业提供各种生产现场资源的实时状态，与任务分配紧密协调，为各生产工序配置相应的工具、设备、物料、文档等资源，保证各操作按调度要求准备和执行
在能力平衡分析方面
MES系统分析对比工作中心/设备任务负荷、部门/班组任务负荷、工种任务负荷等并做出相应的评估，协助计划和调度人员进行生产任务的外协和均衡，并实现最优的生产计划排程。
在质量管理方面
MES系统跟踪原材料进厂到成品入库的整个生产流程，对产品原料、生产设备、操作人员、工序批次等数据实时采集，为产品的使用、改进设计及质量控制提供依据；根据检测结果确定产品问题、提供相应的决策支持。
在文档管理方面
MES系统基于数据库的解决方案，拥有海量数据的存储和管理能力，自定义文档管理结构树和版本追踪，有效管理产品的设计、操作流程、工艺说明等;根据加工任务分配，为个生产工序提供相应的加工程序和生产信息等。
在数据采集方面
MES系统根据不同的数据、应用场景、人员能力、设备投入等方面采取不同的数据采集方式，实时获取各工序、设备、物料、产品等数据，并统计、分析成其它系统、管理者所需的信息。
在人力资源管理方面
MES系统提供人员的状态和相关的信息，跟踪个人的工作执行情况，为企业实现精细考勤管理、控制人力成本、轻松绩效考核、减少员工流失、优化人员调度等方面提供决策支持。
在维护管理方面
MES系统记录每台设备、每把工具的维护时间、维护内容、故障原因等，从而计算出最常见的设备/工具维护工作并进行经验积累，管理和指导生产设备、工具的维护活动，并生成相应的维护经验文档，以供浏览、查询。
一、为何实施 MES系统
MES系统一词相对其他信息系统在中国流行较晚。很多企业决策者开始常提到：为何实施MES系统？外国也有同论：Why MES系统 ？因为许多规划是先实施ERP，后实施MES系统。因此产生了为ERP实施MES系统的结论。其实不尽然。
1、企业生存环境的客观需要
因为工厂级、车间级管理面临着新的挑战：需要上下游车间的高效沟通，信息的及时性、准确性，随时面临的计划变动，越来越小的任务单元，越来越高的质量追溯要求，管理人员成本的不断升高等。
2、企业管理的内在规律
MES系统从时间空间角度以及业务链条看，是企业管理中的不可或缺的领域和环节。
3、是信息技术发展的必然结果
信息技术在企业中的应用，首先是解决生产过程控制的问题，而且发展迅速。接着就是提升经营管理水平和手段，产生了以ERP为代表的一大批软件。
但是，在实施ERP的过程中，人们发现：ERP的规模大、周期长，导致ERP项目有46%逾期完成；支出多、投入大，导致41%超过预算；多种原因致使49%没有达到预期的社会效益、经济效益和目标。其中一个重要因素是与生产现场的连接与集成被忽略了，而生产现场的数据，即完美的生产信息是ERP的基础，是集成的关键。
由于ERP层和DCS层的工作是分别进行的，因此产生了两个问题：一是横向系统之间的信息孤岛（Island of Information），二是ERP和DCS两层之间形成缺损环或断缺链接（Missing Ring or Link）。这也是催生MES系统的重要原因。
因此，国际上公认的信息化总体架构是原则上将框架划分为3层：PCS层、MES系统层、ERP层。PCS层为底层，以硬设备为主，主要面向操作工人，实现生产过程操作运转自动化，减少操作工人编制；
MES系统层为中间层，承上启下，以生产运行管理软件为主，主要面向生产管理人员，实现生产管理信息化，以及管理组织的扁平化和紧密化；ERP层为最高层，以经营管理软件为主，主要面向经营管理和决策人员，实现经营决策管理信息化以及管理组织的扁平化和集约化。
近期从最上层分离出决策层，演变成4层结构。突出实时制造性能监控、实时运营智能等管理理念。
二、MES系统的功能划分
在过程控制方面
MES系统管理生产订单的整个生产流程，通过对生产过程的所有突发事件实时监控，自动纠正生产过程中的错误或提供决策支持，以实现生产调度要求；在出现异常或与生产计划偏离太大时，及时反馈相关人员使其采取相应的措施。
在任务派工方面
MES系统在生产计划完成后，自动生成任务派工单，根据生产设备实际加工能力的变化，制定并优化生产的具体过程及各设备的详细操作顺序；为了提高生产柔性，生产任务根据生产执行具体情况及设备情况，结合资源配置进行现场动态分配。
在资源配置方面
MES系统通过详细的数据统计和分析，为企业提供各种生产现场资源的实时状态，与任务分配紧密协调，为各生产工序配置相应的工具、设备、物料、文档等资源，保证各操作按调度要求准备和执行
在能力平衡分析方面
MES系统分析对比工作中心/设备任务负荷、部门/班组任务负荷、工种任务负荷等并做出相应的评估，协助计划和调度人员进行生产任务的外协和均衡，并实现最优的生产计划排程。
在质量管理方面
MES系统跟踪原材料进厂到成品入库的整个生产流程，对产品原料、生产设备、操作人员、工序批次等数据实时采集，为产品的使用、改进设计及质量控制提供依据；根据检测结果确定产品问题、提供相应的决策支持。
在文档管理方面
MES系统基于数据库的解决方案，拥有海量数据的存储和管理能力，自定义文档管理结构树和版本追踪，有效管理产品的设计、操作流程、工艺说明等;根据加工任务分配，为个生产工序提供相应的加工程序和生产信息等。
在数据采集方面
MES系统根据不同的数据、应用场景、人员能力、设备投入等方面采取不同的数据采集方式，实时获取各工序、设备、物料、产品等数据，并统计、分析成其它系统、管理者所需的信息。
在人力资源管理方面
MES系统提供人员的状态和相关的信息，跟踪个人的工作执行情况，为企业实现精细考勤管理、控制人力成本、轻松绩效考核、减少员工流失、优化人员调度等方面提供决策支持。
在维护管理方面
MES系统记录每台设备、每把工具的维护时间、维护内容、故障原因等，从而计算出最常见的设备/工具维护工作并进行经验积累，管理和指导生产设备、工具的维护活动，并生成相应的维护经验文档，以供浏览、查询。
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