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带你彻底搞懂MES概念 发布时间:2018-01-31        浏览:

 
 

MES(Manufacturing Execution System)即制造企业生产过程执行系统,是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES 可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

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概述:

制造执行系统(manufacturing execution system,简称MES)是美国AMR公司(Advanced Manufacturing Research,Inc.)在90年代初提出的,旨在加强MRP计划的执行功能,把MRP计划通过执行系统同车间作业现场控制系统联系起来。这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。

 

定义:

美国先进制造研究机构AMRAdvanced Manufacturing Research)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(Manufacturing Execution System AssociationMESA)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。” MESAMES定义中强调了以下三点: 1MES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;2MES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。 3MES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。

 

分类:

传统的MES(Traditional MES,T-MES)大致可分为两大类:

1)专用的MES (Point MES)。它主要是针对某个特定的领域问题而开发的系统,如车间维护、生产监控、有限能力调度或是SCADA等;

2)集成的MES(Integrated MES)。该类系统起初是针对一个特定的、规范化的环境而设计的,如今已拓展到许多领域,如航空、装配、半导体、食品和卫生等行业,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。

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。集成的 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。

 

市场需求:

      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。

     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。在应用方面,国内的MES明显落后于发达国家。中国大部分制造企业还过度依赖人力进行生产,因此收集完整、可靠的,数据化信息非常困难。而且制造企业的信息系统都是由许多独立的子系统组成,基于事务处理的子系统和许多基于实时操作的工厂子系统,集成难度非常高、相容性比较低。 MES是制造执行与控制管理系统,由于制造过程及过程控制对象的复杂性和专有性,使得MES系统形态有比较大的差异,应用模式也可能完全不同,这些因素客观上造成了MES产品与服务市场的多样性。但是由于MES的多样性、复杂性、特殊性以及特定行业的需要性,MES在国内市场已经出现较大的需求。

 

定位:

MES是处于计划层和现场自动化系统之间的执行层,主要负责车间生产管理和调度执行。一个设计良好的MES系统可以在统一平台上集成诸如生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能,使用统一的数据库和通过网络联接可以同时为生产部门、质检部门、工艺部门、物流部门等提供车间管理信息服务。系统通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产,协助企业建立一体化和实时化的ERP/MES/SFC信息体系。

 

 特点:

  1)采用强大数据采集引擎、整合数据采集渠道(RFID、条码设备、PLC、Sensor、IPC、PC等)覆盖整个工厂制造现场,保证海量现场数据的实时、准确、全面的采集;

 2)打造工厂生产管理系统数据采集基础平台,具备良好的扩展性;  

3)采用先进的RFID、条码与移动计算技术,打造从原材料供应、生产、销售物流闭环的条码系统;

4)全面完整的产品追踪追溯功能;

 5)生产WIP状况监视; 

6Just-In-Time 库存管理与看板管理;

 7)实时、全面、准确的性能与品质分析SPC 

8)基于Microsoft .NET平台开发,支持Oracle/SQL Sever等主流数据库。系统是C/S结构和B/S结构结合,安装简便,升级容易; 

9)个性化的工厂信息门户(Portal),通过WEB浏览器,随时随地都能掌握生产现场实时信息;

  10)强大的MES技术队伍,保证快速实施、降低项目风险;

 

趋势:

近年来,随着JIT(Just In Time)BTO(面向订单生产)等新型生产模式的提出,以及客户、市场对产品质量提出更高要求,MES才被重新发现并得到重视。同时在网络经济泡沫的破碎后,企业开始认识到要从最基础的生产管理上提升竞争力,即只有将数据信息从产品级(基础自动化级)取出,穿过操作控制级,送达管理级,通过连续信息流来实现企业信息集成才能使企业在日益激烈的竞争中立于不败之地。目前,MES在国外被迅速而广泛地应用。制造执行系统(MES)旨在提升企业执行能力,具有不可替代的功能,竞争环境下的流程行业企业应分清不同制造管理系统的目标和作用,明确MES在集成系统中的定位,重视信息的准确及时、规范流程、利用工具、管理创新,根据MES成熟度模型对自身的执行能力进行分析,按照信息集成、事务处理、制造智能三阶段循序渐进地实施MES系统,才能充分发挥企业信息化的作用,提高企业竞争力,为企业带来预期效益。

 

 

 

 

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5W2H梳理MES概念

1.Why 为什么/定位

企业上层有ERP系统,实现内部价值链和供应链整合,包括销售、采购、生产、库存、质量、财务、人力资源等业务管理。在工厂会有很多自动化系统,目的是为了减轻人工和提高生产率,但不同的自动化系统往往各自独立。

MES 导入之前,公司MRP系统与生产现场之间透过人为方式沟通,使生产现场如同黑箱作业,无法掌握实时正确信息。

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MES的出现正是填补中间空白,AMR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”。有中国专家戏称MES为“王道”,你看呢?

2.When何时

有两个时间观:

MESA: “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…”这定义了MES的管理广度。

AMR时间因子定义了MES的管理细度:

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ERP:使用年、月、周、天的时标, 100x时间系数。

MES:使用天、班、小时、分钟的时标,10X时间系数。

控制层:使用分、秒实时工作,1x时间系数。

3.Where何地

S95的制造企业模型,其中第三层事务就是指MES。具体来讲,包括工厂下属的车间、仓储、检验室、维修间。

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4.Who 资源

S95中定义了4类资源:人员、设备、物料、工艺段。如果将人员视为使用者,可以细分为:现场操作人员、业务管理人员、综合管理人员。

5.What 做什么

AMR: MES连接过程级的自动化监控系统与企业级的ERP系统,实现操作过程自动化,支持企业全面集成。

MESA:当工厂发生实时事件时,MES能对此及时作出反应、报告,并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。为此MESA设计了龟背图,定义了11个功能模块。

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S95:定义了4类业务运作:生产业务、质量业务、库存业务、设备运维业务。

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1.How 如何做

S95定义了生产定义、生产能力、生产调度和生产性能4类信息交互。

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下图是生产业务的业务参考模型。质量业务、库存业务、设备运维业务都具有相似的模型。

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2. how much 实施费用

这是工知哥的诠释:MES建设包括硬件、软件、人工三部分,配套还会有自动化改造和外部系统集成。其中人工投入是最大的费用支出。

MES有三类实施方式:

1、 全委托给服务商,所谓交钥匙工程,投入大但效果最差;

2、 工厂和服务商联合实施,投入适中,实施效果可控,双方共同努力,这种目前较好的模式;

3、 工厂把控业务,服务商只负责开发实施,投入虽小但对工厂自身要求高,适合于对MES有经验、技术水平较高的工厂。

最后总结一张图,供大家参考:

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