智慧工厂-MES系统的应用

  谈及MES必须先谈生产，生产体系模型如图所示，涉及人、财、物、信息等资源，产、供、销等环节，以及供应商、客户、合作伙伴等。

其中，生产管理是通过对生产系统的战略计划、组织、指挥、实施、协调、控制等活动，实现系统的物质变换、产品生产、价值提升的过程。要善于进行生产运营战略的设计计划、运作与控制、分析与改善的P、D、C、A循环，分析问题、查找原因、制定对策、改善生产。

生产管理是企业价值链的主要环节，是构成企业核心竞争力的关键内容。MES是企业级的资源计划系统和工厂底层的控制系统之间的各种工厂管理系统的集合，是提高企业工厂制造能力和生产管理能力的重要手段。主要包括生产计划与调度、物料平衡及物流、库存、工艺技术、过程监控、质量、HSE、设备、能源、成本、绩效管理等。

一、为何实施MES？

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。

二、MES的功能地位

MES主要管理4种资源，包括生产活动中的人力资源、生产设备、物料和能源以及工艺过程链；在企业经营计划层面与生产过程控制层面之间，实现生产能力信息的交换、产品信息的交换、生产调度信息的交换、生产绩效信息的交换

 MES有11个功能：

（1）生产资源分配与监控；

（2）作业计划和排产；

（3）工艺规格标准管理；

（4）数据采集（装置在线连接采集实时数据和各种参数信息，控制系统接口，生成生产数据记录、质量数据、绩效信息、台账累计）；

（5）作业员工管理；

（6）产品质量管理；

（7）过程管理（过程控制、APC、基于模型的分析与模拟、与外部解析系统接口）；

（8）设备维护；

（9）绩效分析；

（10）生产单元调度；

（11）产品跟踪。

三、实施MES的关键

① 对企业制造执行能力进行分析

MES是制造执行系统，为生产制造管理服务，旨在提高生产制造执行能力和水平。因此，实施MES前，首要问题是对现有的制造执行能力进行评估。从制造战略、制造质量、供应链协调、信息收集、绩效管理与改进、制造与IT基础设施等角度把企业的制造执行能力成熟程度划分为劣、可、良、优、未来追求目标共5个等级。使用该成熟度模型，根据企业目前状况和环境对企业的要求，对企业进行评价，找出差距，定出目标。

② 选好功能模块

MES系统中最重要的模块——生产运行管理模块的核心，即生产计划、统计与调度。生产运行的基础是设备及其运行，因此设备管理模块和数据采集和存储（实时数据库），也应是MES的基本模块。一般还有产品质量管理模块，成本管理模块，物料平衡与仓储管理模块等。目前，随着管理的集约化和精细化，又有新的需求。产生了新的信息技术和软件，增加了MES的功能。

③ 做好集成

随着信息技术的进步，企业管理的空间、时间范围在扩大，同时管理的细度或粒度又在缩小。从宏观和微观上都要求可视化和实时化，这就需要集成技术。一是MES各模块的集成，二是MES和PCS层面、ERP层面的集成，三是企业内部与企业外部的集成。目前流行的理念和技术是实时绩效管理、制造绩效服务，如图所示。

四、结论

（1）信息化普遍设计为有机相连的3或4层架构。

（2）ERP与MES的界限是模糊的，有些功能有重叠。所以，其模块边界的划分是有学问的。 ERP不能代替MES，对流程行业尤其是这样。

（3）以DCS为重点的控制系统，以ERP为代表的经营管理系统，以MES为核心的生产运行指挥调度系统，是企业信息化的3大领域，其中MES的效率和效益最具潜力。

（4）MES重点关注“人、财、物”的“物”，”产、供、销”的“产”，以及生产运行的“安、稳、长、满、优”。

（5）实施MES可先从基础的、基本的模块做起，再实施扩充的、增强的、高级的模块。

（6）没有一家的产品能包打天下。MES模块应优中选优，再通过第三方集成平台软件进行综合集成是上策。

（7）除了选取MES应用模块、软件外，选取集成商或主承包商提供整体解决方案和集成最关键。