MES系统简介

nMES是是“Manufacturing Execution System”的英的英文缩写文缩写，中文翻译为中文翻译为“制造执行系统制造执行系统”、“生产生产实施系统实施系统”等。等。n简单地讲，简单地讲，MES是面向车间的生产过程管理与实是面向车间的生产过程管理与实时信息系统。它主要解决车间生产任务的执行问时信息系统。它主要解决车间生产任务的执行问题。题。n20世纪世纪80年代末，美国先进制造研究机构年代末，美国先进制造研究机构(AMT)首先提出首先提出MES的概念；的概念；n1992年，美国成立以宣传年，美国成立以宣传MES思想和产品为宗旨的贸易联思想和产品为宗旨的贸易联合会合会MES国际联合会（国际联合会（MESA International）；）；n1997年，年，MESA发布修订后的发布修订后的6个关于个关于MES的白皮书，对的白皮书，对MES的定义与功能、的定义与功能、MES与相关系统间的数据流程、应用与相关系统间的数据流程、应用MES的效益、的效益、MES软件评估与选择以及软件评估与选择以及MES发展趋势等发展趋势等问题进行了详尽的阐述；问题进行了详尽的阐述；n1999年，美国国家标准与技术研究所（年，美国国家标准与技术研究所（NIST）在在MESA白白皮书的基础上，发布有关皮书的基础上，发布有关MES模型的报告，将模型的报告，将MES有关概有关概念标准化。念标准化。n美国先进制造研究机构美国先进制造研究机构(AMR)： MES是位于上层计划管理是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间、面向车间层的管理信息系统。它系统与底层工业控制之间、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、客户需求等人、设备、物料、客户需求等)的当前状态信息。的当前状态信息。nMES 国际联合会国际联合会(MESA International)： MES 是一些能够是一些能够完成车间生产活动管理及优化的硬件和软件的集合，这些生完成车间生产活动管理及优化的硬件和软件的集合，这些生产活动覆盖从订单发放到出产成品的全过程。产活动覆盖从订单发放到出产成品的全过程。它通过维护和它通过维护和利用实时准确的制造信息来指导、传授、响应并报告车间发利用实时准确的制造信息来指导、传授、响应并报告车间发生的各项活动，同时向企业决策支持过程提供有关生产活动生的各项活动，同时向企业决策支持过程提供有关生产活动的任务评价信息的任务评价信息。nMichael McClellan (曾任曾任MESA主席主席)： MES是一个集成的是一个集成的计算机化的系统，它是用来完成车间生产任务的各种方法和计算机化的系统，它是用来完成车间生产任务的各种方法和手段的集合。手段的集合。n车间层生产管理系统本身发展的需要车间层生产管理系统本身发展的需要nMRPII/ERP进一步发展的需要进一步发展的需要n其它先进制造及管理模式发展的需要其它先进制造及管理模式发展的需要n相关技术的发展为相关技术的发展为MES提供了技术支撑提供了技术支撑n在在MES出现之前出现之前, 车间生产管理依赖若干独立的单一功能车间生产管理依赖若干独立的单一功能软件，如车间作业计划系统、工序调度、工时管理、设软件，如车间作业计划系统、工序调度、工时管理、设备管理、库存控制、质量管理、数据采集等软件来完成备管理、库存控制、质量管理、数据采集等软件来完成。这些软件之间缺乏有效的集成与数据共享，难以达到。这些软件之间缺乏有效的集成与数据共享，难以达到车间生产过程的总体优化。车间生产过程的总体优化。n为了提高车间生产过程管理的自动化与智能化水平，必为了提高车间生产过程管理的自动化与智能化水平，必须对车间生产过程进行集成化管理，实现信息集成与共须对车间生产过程进行集成化管理，实现信息集成与共享，从而达到车间生产过程整体全局优化的目标。享，从而达到车间生产过程整体全局优化的目标。nMRPII/ERP强调企业的计划性，好的计划应该建立在实强调企业的计划性，好的计划应该建立在实时、准确、全面信息的基础之上。时、准确、全面信息的基础之上。nMRPII/ERP无法及时获取车间生产现场的实时信息，造无法及时获取车间生产现场的实时信息，造成成“生产计划生产计划”与与“生产信息生产信息”不同步，使得计划的合不同步，使得计划的合理性大打折扣。理性大打折扣。n因此，必须把因此，必须把“生产生产”与与“计划计划”实时关联起来。但实时关联起来。但MRPII/ ERP本身无法直接与生产现场的控制层相联系本身无法直接与生产现场的控制层相联系，作为连接两者的桥梁，作为连接两者的桥梁，MES应运而生。应运而生。n计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（CIMS）：）：对车间层制造过程及对车间层制造过程及管理自动化以及与其它分系统集成的需求；管理自动化以及与其它分系统集成的需求；n JIT/精益生产：精益生产：对生产现场实施对生产现场实施“零库存零库存”控制的需求控制的需求；n网络化制造：网络化制造：对车间生产过程及数据管理信息化、集成对车间生产过程及数据管理信息化、集成化、网络化的需求；化、网络化的需求；n敏捷制造：敏捷制造：对车间生产过程集成化、智能化、柔性化的对车间生产过程集成化、智能化、柔性化的需求。需求。n计算机网络、数据库及计算机软件技术的发展计算机网络、数据库及计算机软件技术的发展：Internet /Intranet/LAN/Field Bus/MAP，大型分布式数据库，分大型分布式数据库，分布式对象计算、软总线及组件技术等；布式对象计算、软总线及组件技术等；n自动控制与传感检测技术：自动控制与传感检测技术：PLC/DCS/SCADA， 智能仪智能仪表，数字传感器，网络数控技术等；表，数字传感器，网络数控技术等；n计算机辅助生产管理技术的普及与发展：计算机辅助生产管理技术的普及与发展：生产计划与控生产计划与控制，设备管理，工具管理，质量管理与控制，过程管理制，设备管理，工具管理，质量管理与控制，过程管理及工作流技术等。及工作流技术等。资源资源配置配置与状态与状态文档文档管理管理派遣生派遣生产单元产单元操作操作/ /详细详细调度调度过程过程管理管理劳工劳工管理管理质量质量管理管理数据数据采集采集/ /获取获取产品产品跟踪和跟踪和系谱系谱维护维护管理管理性能性能分析分析MESControls车间设备控制车间设备控制SCM供应链供应链管理管理MRPII/ERP企业资企业资源规划源规划SSM服务销售服务销售管理管理MES制造执行系统制造执行系统P/PE产品及产品及工艺设计工艺设计MES定位及功能模型定位及功能模型序序功能项目功能项目英文全称英文全称功能概述功能概述备注备注1资源分配与状资源分配与状态态Resource Allocation and Status管理车间资源状态及分配信息管理车间资源状态及分配信息MESA /NIST2操作操作/详细调度详细调度Operations/Detail Scheduling生成操作计划，提供作业排序功能生成操作计划，提供作业排序功能M/N3分派生产单位分派生产单位Dispatching Production Units管理和控制生产单位的流程管理和控制生产单位的流程M/N4文档管理文档管理Document Control / Specification Management管理、控制与生产单位相关的记录管理、控制与生产单位相关的记录M/N5数据采集数据采集/获取获取Data Collection/Acquisition采集生产现场中各种必要的数据采集生产现场中各种必要的数据M/N6人力管理人力管理Labor Management提供最新的员工状态信息提供最新的员工状态信息M/N7质量管理质量管理Quality Management记录、跟踪和分析产品及过程特性记录、跟踪和分析产品及过程特性M/N8过程管理过程管理*Process Management监视生产，纠偏或提供决策支持监视生产，纠偏或提供决策支持MESA9维护管理维护管理Maintenance Management跟踪和指导设备及工具的维护活动跟踪和指导设备及工具的维护活动M/N10产品跟踪和谱产品跟踪和谱系系Product Tracking and Genealogy提供工件在任意时刻的位置及其状提供工件在任意时刻的位置及其状态信息态信息M/N11性能分析性能分析Performance Analysis提供最新的实际制造过程及对比结提供最新的实际制造过程及对比结果报告果报告M/N12物料管理物料管理*Material management管理物料的运动、缓冲与储存管理物料的运动、缓冲与储存NISTn资源分配与状态：资源分配与状态：该功能跟踪资源状态并维护一个详细的该功能跟踪资源状态并维护一个详细的历史记录。它保证设备能够适时地安装调整以及其它资源历史记录。它保证设备能够适时地安装调整以及其它资源（如文档）能够及时获取。对上述资源的管理包括对操作（如文档）能够及时获取。对上述资源的管理包括对操作/详细调度功能的支持。详细调度功能的支持。n操作操作/ /详细调度：详细调度：提供基于优先级、属性、特性以及制造提供基于优先级、属性、特性以及制造方法与工艺等的作业排序功能，负责生成工序计划（即详方法与工艺等的作业排序功能，负责生成工序计划（即详细计划）以满足用户定义的运行目标。细计划）以满足用户定义的运行目标。n分派生产单位：分派生产单位：根据生产计划和详细排程，指导作业、订根据生产计划和详细排程，指导作业、订单、批次、工作指令等形式的生产单位的工作流程。以适单、批次、工作指令等形式的生产单位的工作流程。以适当的顺序分派信息，使在正确的时间到达正确的地点。它当的顺序分派信息，使在正确的时间到达正确的地点。它具有变更预定排程具有变更预定排程/ /生产计划、以及通过缓冲管理来控制生产计划、以及通过缓冲管理来控制在制品数量的能力。在制品数量的能力。n文档管理：文档管理：控制、管理与交付与生产单位关联的信息包，控制、管理与交付与生产单位关联的信息包，包括工作指令、制造方法、图纸、标准操作规程、零件加包括工作指令、制造方法、图纸、标准操作规程、零件加工程序、批次记录、工程更改通知以及交班信息等。它支工程序、批次记录、工程更改通知以及交班信息等。它支持编辑预定信息和维护文档历史版本。持编辑预定信息和维护文档历史版本。n数据采集数据采集/获取：获取：获取和更新用于产品跟踪、维护生产历获取和更新用于产品跟踪、维护生产历史记录以及其它生产管理功能的生产信息。它可使用扫描史记录以及其它生产管理功能的生产信息。它可使用扫描仪、输入终端、与制造控制者的软件界面以及其它软件等仪、输入终端、与制造控制者的软件界面以及其它软件等方式相结合来完成上述功能。它以手工或自动方式在车间方式相结合来完成上述功能。它以手工或自动方式在车间采集最新的数据。采集最新的数据。n人力管理：人力管理：提供最新的人员状态信息，包括时间和出勤记提供最新的人员状态信息，包括时间和出勤记录、资质跟踪以及追踪其间接活动的能力。它与资源分配录、资质跟踪以及追踪其间接活动的能力。它与资源分配进行交互以确定最优的人员分派。进行交互以确定最优的人员分派。n质量管理：质量管理：及时提供产品和制造工序测量尺寸分析以保证及时提供产品和制造工序测量尺寸分析以保证产品质量控制，并辨别需要引起注意的问题。它可推荐一产品质量控制，并辨别需要引起注意的问题。它可推荐一些矫正问题的措施。也可以包括些矫正问题的措施。也可以包括SPC/SQC跟踪、离线检跟踪、离线检测操作以及在实验室信息管理系统测操作以及在实验室信息管理系统(LIMS)中分析。中分析。n过程管理：过程管理：监视生产过程，自动纠偏或为操作者提供决策监视生产过程，自动纠偏或为操作者提供决策支持以纠正和改善在制活动支持以纠正和改善在制活动。它可包括报警管理。可能通它可包括报警管理。可能通过数据采集过数据采集/获取提供智能设备与获取提供智能设备与MES的接口。的接口。（NIST认认为过程管理活动已在分派与质量管理中描述；为过程管理活动已在分派与质量管理中描述；MESA将其将其单列，是因为该活动可能由一个单独的系统来执行）单列，是因为该活动可能由一个单独的系统来执行）n维护管理：维护管理：跟踪和指导设备及工具的维护活动以保证这些跟踪和指导设备及工具的维护活动以保证这些资源在制造进程中的可获性，保证周期性或预防性维护调资源在制造进程中的可获性，保证周期性或预防性维护调度，以及对应急问题的反应（报警）度，以及对应急问题的反应（报警），并维护事件或问题并维护事件或问题的历史信息以支持故障诊断。的历史信息以支持故障诊断。n产品跟踪和谱系：产品跟踪和谱系：提供所有时期工作及其处置的可视性。提供所有时期工作及其处置的可视性。其状态信息可包括：谁在进行该工作；供应者提供的零件其状态信息可包括：谁在进行该工作；供应者提供的零件、物料、批量、序列号；任何警告、返工或与产品相关的、物料、批量、序列号；任何警告、返工或与产品相关的其它例外信息。其在线跟踪功能也创建一个历史记录，该其它例外信息。其在线跟踪功能也创建一个历史记录，该记录给予零件和每个末端产品使用的可跟踪性。记录给予零件和每个末端产品使用的可跟踪性。n性能分析：性能分析：提供实际制造操作活动的最新报告，以及与历提供实际制造操作活动的最新报告，以及与历史记录和预期经营结果的比较。运行性能结果包括对诸如史记录和预期经营结果的比较。运行性能结果包括对诸如资源利用率、资源可获取性、产品单位周期、与排程表的资源利用率、资源可获取性、产品单位周期、与排程表的一致性、与标准的一致性等指标的度量。一致性、与标准的一致性等指标的度量。n物料管理：物料管理：管理物料（原料、零件、工具）及可消耗品的管理物料（原料、零件、工具）及可消耗品的运动、缓冲与储存。这些运动可能直接支持过程操作或其运动、缓冲与储存。这些运动可能直接支持过程操作或其它功能，如设备维护或安装调整。它功能，如设备维护或安装调整。 （该功能为（该功能为NIST所所追加，它认为上述物料管理活动与资源分配和跟踪功能的追加，它认为上述物料管理活动与资源分配和跟踪功能的关系并不明确）关系并不明确）？资源资源配置配置与状态与状态文档文档管理管理派遣生派遣生产单元产单元操作操作/ /详细详细调度调度过程过程管理管理劳工劳工管理管理质量质量管理管理数据数据采集采集/ /获取获取产品产品跟踪和跟踪和系谱系谱维护维护管理管理性能性能分析分析MES上层生产计划层上层生产计划层底层设备控制层底层设备控制层生产什么生产什么控制指令控制指令计划计划控制控制执行执行车间车间MRPII/ERPMRPII/ERP时间因子：时间因子：100100X XMESMES时间因子：时间因子：1010X X控制层控制层时间因子：时间因子：1 1X X人员人员设备设备要生产什么？要生产什么？生产方法指令生产方法指令生产了什么生产了什么操作结果操作结果操作状态操作状态生产了什么？是如何生产的？生产了什么？是如何生产的？ 生产方法生产方法及人员指令及人员指令生产结果及生产结果及人员反馈人员反馈 设备操设备操纵控制纵控制输入输入/ /输出输出传感器值传感器值MRPII/ERPMRPII/ERP预测预测成本成本生产计划生产计划产品定义产品定义工艺定义工艺定义人力资源人力资源采购采购分销分销MESMES资源分配资源分配/ /状态状态操作调度操作调度生产分派生产分派文档控制文档控制数据采集数据采集在制品状态在制品状态/ /跟踪跟踪质量管理质量管理性能分析性能分析过程管理过程管理产品跟踪及谱系产品跟踪及谱系维护管理维护管理产品需求产品需求BOM/BOM/图纸图纸/ /零件程序零件程序生产方法生产方法/ /资源资源工艺规程工艺规程人员特性人员特性库存状态库存状态生产指令生产指令订单状态订单状态/ /完成情况完成情况资源状态资源状态/ /利用情况利用情况人员状况人员状况/ /利用情况利用情况物料状况物料状况/ /利用情况利用情况实际的实际的BOM/BOM/图纸图纸/ /方法方法实际的加工路线实际的加工路线/ /工艺工艺产品谱系，废品产品谱系，废品/ /次品次品CONTROLCONTROL监视与传感监视与传感过程，设备，环境过程，设备，环境人员，物料人员，物料控制控制机器控制机器控制调整控制调整控制实时质量控制实时质量控制高级过程控制高级过程控制操作操作过程排序过程排序机器与过程指令机器与过程指令人员指令人员指令人机接口人机接口安全，维护安全，维护MESMES资源分配资源分配/ /状态状态操作调度操作调度生产分派生产分派文档控制文档控制数据采集数据采集在制品状态在制品状态/ /跟踪跟踪质量管理质量管理性能分析性能分析过程管理过程管理产品跟踪及谱系产品跟踪及谱系维护管理维护管理过程指令：过程指令：方法方法/ /工作指令工作指令/ /零件程序零件程序操作员指令：操作员指令：预定预定/ /预防性维护预防性维护物料安全指令（文档）物料安全指令（文档）机器操作指令（文档）机器操作指令（文档）过程状态（工序进展）过程状态（工序进展）批次结束报告批次结束报告特别查询（设备运行参数）特别查询（设备运行参数）物料分析（使用状况）物料分析（使用状况）事件事件: : 时间时间/ /日期日期/ /批批/ /警报警报数据采集数据采集n生产管理系统的演进生产管理系统的演进nMES技术国际上的发展历程技术国际上的发展历程nMES在国际上的应用情况在国际上的应用情况nMES在中国的发展与应用情况在中国的发展与应用情况nMES技术的发展趋势技术的发展趋势财务系统财务系统MRPP/SMESMRPII预测预测DRPI-MESERP新一代解决方案新一代解决方案l 同步化同步化l 模块化模块化l 面向对象面向对象l 行业集中行业集中l 具有伸缩性具有伸缩性l 基于战略基于战略SCM1960197019801990未来未来专用专用MES是一种自成一体的应用系统，它是一种自成一体的应用系统，它针对某个单一的生产问题针对某个单一的生产问题(如制造周期缺乏竞争力、在制品库存过大、产品质量得不到保证、如制造周期缺乏竞争力、在制品库存过大、产品质量得不到保证、设备利用率低、缺乏过程控制等）提供相应的软件系统（如作业计设备利用率低、缺乏过程控制等）提供相应的软件系统（如作业计划与控制、物料管理、质量管理、设备维护、过程管理等）加以解划与控制、物料管理、质量管理、设备维护、过程管理等）加以解决。决。该类系统起初是针对特定的行业该类系统起初是针对特定的行业(如航空、装配、半导体、食品和卫如航空、装配、半导体、食品和卫生等生等)的特定的规范化环境而设计，目前已拓展到整个工业领域。在的特定的规范化环境而设计，目前已拓展到整个工业领域。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。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。集集成化成化MES具有丰富的应用功能、统一的逻辑数据库、单一的车间产具有丰富的应用功能、统一的逻辑数据库、单一的车间产品及过程模型等优点成为商品化品及过程模型等优点成为商品化MES产品的主流。但该类系统依赖产品的主流。但该类系统依赖特定的车间环境，柔性差，特定的车间环境，柔性差，缺少通用性和广泛的集成能力。缺少通用性和广泛的集成能力。它将模块化应用组件技术应用到它将模块化应用组件技术应用到MES的系统开发中的系统开发中, 是前两类是前两类MES系统的结合：既具有专用系统的结合：既具有专用MES系统的特点，即系统的特点，即I-MES中的部分功能中的部分功能作为可重用组件单独销售；又具有集成化作为可重用组件单独销售；又具有集成化MES的特点，即能实现上的特点，即能实现上下两层之间的集成。下两层之间的集成。I-MES还具有能实现客户化、可重构、可扩展还具有能实现客户化、可重构、可扩展和互操作等特性，能方便地实现不同厂商之间的集成和遗产系统的和互操作等特性，能方便地实现不同厂商之间的集成和遗产系统的保护，以及即插即用等功能。保护，以及即插即用等功能。其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其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。能来保证车间生产的自动化。其显著的特点是强调生产同步性（协同），支持网络化制造。它通其显著的特点是强调生产同步性（协同），支持网络化制造。它通过过MES引擎在一个和几个地点来进行工厂的实时生产信息和过程管引擎在一个和几个地点来进行工厂的实时生产信息和过程管理以协同企业所有的生产活动，建立过程化、敏捷化、有效的组织理以协同企业所有的生产活动，建立过程化、敏捷化、有效的组织和级别化的管理使企业生产经营达到同步化。和级别化的管理使企业生产经营达到同步化。 nMES在发达国家已实现产业化，其应用覆盖离散与流程制在发达国家已实现产业化，其应用覆盖离散与流程制造行业和领域造行业和领域:半导体、电子、机械、航空、汽车、医疗、半导体、电子、机械、航空、汽车、医疗、食品、酿酒、石油、化工、冶金等，并给企业带来了巨大食品、酿酒、石油、化工、冶金等，并给企业带来了巨大的经济效益。的经济效益。n据据AMR和和MESA于于1997年提供的数据：年提供的数据： 1993年年MES的市的市场销售额为场销售额为1.5亿美元，亿美元，1994-1995年的销售额以大约年的销售额以大约30%的速度增长，这一增长速度将继续保持到的速度增长，这一增长速度将继续保持到2000年。年。nMES的出现和普及，对国外生产管理界也产生了深远的影的出现和普及，对国外生产管理界也产生了深远的影响。在国外很多行业应用中响。在国外很多行业应用中MES已和已和ERP相提并论。相提并论。MES是目前世界工业自动化领域的重点研究内容之一。是目前世界工业自动化领域的重点研究内容之一。nMES思想在思想在20世纪世纪90年代中期引入我国，年代中期引入我国， 1999年国家年国家863高技术发展计划首次将高技术发展计划首次将MES纳入纳入CIMS主题进行探索性研主题进行探索性研究。究。n国家国家“十五十五”863将将MES作为重点项目进行资助，取得了作为重点项目进行资助，取得了一批研究与应用成果（如可集成的一批研究与应用成果（如可集成的MES、基于构件的可重、基于构件的可重构构MES、知识化、知识化MES、基于、基于WEB的的MES、敏捷化、敏捷化MES理理论等），应用范围覆盖离散制造与流程工业。论等），应用范围覆盖离散制造与流程工业。n但我国在但我国在MES应用方面与西方发达国家相比，无论是在技应用方面与西方发达国家相比，无论是在技术深度与应用广度上都存在较大差距，主要还停留在术深度与应用广度上都存在较大差距，主要还停留在MES技术的早期阶段（专用技术的早期阶段（专用MES和集成化和集成化MES）。）。n进一步强化系统的可集成性；进一步强化系统的可集成性；n可配置性与可重构性；可配置性与可重构性；n柔性与自适应性；柔性与自适应性；n开放性与可扩展性开放性与可扩展性，即插即用；即插即用；n进一步提高系统的可靠性；进一步提高系统的可靠性； n强调过程管理，支持生产协同（同步性：强调过程管理，支持生产协同（同步性：Synchronous）；）；n面向客户，支持电子商务；面向客户，支持电子商务；n支持网络化制造模式。支持网络化制造模式。nMESA分别在分别在1993年和年和1996年以问卷方式对若干典型企业年以问卷方式对若干典型企业进行了两次有关进行了两次有关MES应用情况的调查应用情况的调查n这些典型企业覆盖如下七大行业：医疗产品，塑料与化合这些典型企业覆盖如下七大行业：医疗产品，塑料与化合物，金属制造，电气物，金属制造，电气/电子，汽车，玻璃纤维，通讯电子，汽车，玻璃纤维，通讯n这些企业中，这些企业中，75%为离散制造企业，为离散制造企业，16%为批量为批量/流程制流程制造企业，造企业，9%为混合型企业，它们平均应用为混合型企业，它们平均应用MES的时间为的时间为2.3年年n以下数据是这两次调查的结果以下数据是这两次调查的结果获益项目获益项目平平 均均 获获 益（获益（获 益益 范范 围）围）调查调查1 1（19931993年）年）调查调查2 2（19961996年）年）缩短产品制造周期缩短产品制造周期45%（2-80%）35%（10-80%）减少或消除数据输入时间减少或消除数据输入时间 75%（25-100%） 36%（0-90%）减少在制品数量减少在制品数量17%（25-100%） 32%（0-100%）减少或消除作业转换中的减少或消除作业转换中的文书工作文书工作56%（5-100%）67%（0-200%）缩短产品交付周期缩短产品交付周期32%（2-60%）22%（0-80%）改进产品质量改进产品质量(减少次品减少次品)15%（5-25%）22%（0-65%）消除损失的文书消除损失的文书/蓝图蓝图57%（10-100%） 55%（0-100%）n满足客户要求的高质量响应；满足客户要求的高质量响应；n提高制造系统对变化的响应能力以及客户服务水平；提高制造系统对变化的响应能力以及客户服务水平；n均衡企业资源的利用率，优化产能，提高运作效率；均衡企业资源的利用率，优化产能，提高运作效率；n大大缩短企业投资回报周期；大大缩短企业投资回报周期；n通过员工授权，大大提高企业员工的工作能力与效率；通过员工授权，大大提高企业员工的工作能力与效率；n提高企业敏捷性，增强企业核心竞争力。提高企业敏捷性，增强企业核心竞争力。n某金属制造企业的观点颇具代表性：某金属制造企业的观点颇具代表性：“MES的实时数据的实时数据不仅给工厂日复一日的运作带来了显著的优势，更重要不仅给工厂日复一日的运作带来了显著的优势，更重要的是改善了对客户的服务的是改善了对客户的服务”。n实时的订单状态、设备状态、库存可视性；实时的订单状态、设备状态、库存可视性；n实时的作业优先级，提供对工厂管理的实时信息；实时的作业优先级，提供对工厂管理的实时信息；n调度，分派，发到车间的调度，分派，发到车间的e-mail；n客户订单的跟踪与可跟踪性；客户订单的跟踪与可跟踪性；n实时的车间数据采集。实时的车间数据采集。n另一个显著发现：知识化和员工授权改变了员工的精神状另一个显著发现：知识化和员工授权改变了员工的精神状态，减少了监督，提高了工作效率。态，减少了监督，提高了工作效率。n某汽车供应制造企业：某汽车供应制造企业：“生产线上的员工操纵数据，工头生产线上的员工操纵数据，工头做他们自己的作业分派做他们自己的作业分派对所有的班次都是如此对所有的班次都是如此”。n某扣件系统制造企业：某扣件系统制造企业：“工头现在能够批准薪水册，并且工头现在能够批准薪水册，并且不用离开办公室就可以对其手下员工的工作进行调度不用离开办公室就可以对其手下员工的工作进行调度”。n某医疗产品制造企业：某医疗产品制造企业：“它允许操作者访问它允许操作者访问e-mail信息并参信息并参与到该系统中来，而不是抵触与到该系统中来，而不是抵触”。n某电气设备制造企业：某电气设备制造企业：“每个操作者可以完全访问所有的每个操作者可以完全访问所有的订单信息和过程订单信息和过程/装配信息，操作者不再被动地从工头那里装配信息，操作者不再被动地从工头那里等等 信息信息”。n人们不再问：下一步干什么？人们不再问：下一步干什么？n积极适应新系统，操作者成为主人积极适应新系统，操作者成为主人n对定单和库存的更好控制对定单和库存的更好控制n即时可获的更多信息使员工成为即时可获的更多信息使员工成为“知识工人知识工人”，他们热情高涨，他们热情高涨n工头可在线访问更好的信息（不再通过手工方式），有更多时间从事管理工作工头可在线访问更好的信息（不再通过手工方式），有更多时间从事管理工作n生产流程可视化，工头成为了教练生产流程可视化，工头成为了教练n便于进行库存控制，利于减低成本、规划生产便于进行库存控制，利于减低成本、规划生产n更快的反应时间，生产经理能够下到车间而不是在桌子处理数字更快的反应时间，生产经理能够下到车间而不是在桌子处理数字n丰富的员工授权，人们不必等事做，即时可获的信息使工作更有效，能作出更丰富的员工授权，人们不必等事做，即时可获的信息使工作更有效，能作出更好的决策好的决策n知道下一步工作是什么，并且能够获得更好的准备时间知道下一步工作是什么，并且能够获得更好的准备时间n改善了制造和计划调度之间的通讯改善了制造和计划调度之间的通讯n条形编码的容器提高操作自动化，它没有条形编码的容器提高操作自动化，它没有MESMES系统将无法运行系统将无法运行n能够从桌面获得信息，车间不必有能够从桌面获得信息，车间不必有MRPMRP，减少了文书工作，具有更好的责任性减少了文书工作，具有更好的责任性n及时提供的信息使员工能够实时看到有什么，需要干什么及时提供的信息使员工能够实时看到有什么，需要干什么n数据的访问率从数据的访问率从10%10%提高到提高到100%100%n整个车间对每个人而言都是整个车间对每个人而言都是“可见的可见的”基本理念：基本理念：n实施实施MES不仅仅是一项技术工作，更是车间的一次生产运不仅仅是一项技术工作，更是车间的一次生产运作管理模式的变革；作管理模式的变革；nMES是锦上添花（对现有工作流程信息化），不是雪中送是锦上添花（对现有工作流程信息化），不是雪中送炭（通过炭（通过MES改变工作流程），实施改变工作流程），实施MES不可本末倒置；不可本末倒置；n不能期望不能期望MES能够解决企业或车间的所有重大问题（如技能够解决企业或车间的所有重大问题（如技术和工艺问题、基础管理问题等），对术和工艺问题、基础管理问题等），对MES技术应当有合技术应当有合适的预期；适的预期；n人的因素是决定人的因素是决定MES成功实施的关键。应加强人员培训，成功实施的关键。应加强人员培训，熟练掌握技术，转变观念。熟练掌握技术，转变观念。n基本条件：基本条件：面向市场的产品定位；开拓进取的领导班子；面向市场的产品定位；开拓进取的领导班子；对对MES内涵认识明确；良好的管理基础；持续的员工培训内涵认识明确；良好的管理基础；持续的员工培训；管理人员与计算机人员的密切配合；合适的软件，有充；管理人员与计算机人员的密切配合；合适的软件，有充分的指导与支持。分的指导与支持。n需求明确：需求明确：总体预期目标和分阶段目标；管理层需求分析总体预期目标和分阶段目标；管理层需求分析；流程需求分析；软件功能需求分析；硬件配置需求分析；流程需求分析；软件功能需求分析；硬件配置需求分析；挑选系统的准则，二次开发与系统集成。；挑选系统的准则，二次开发与系统集成。n管理基础：管理基础：车间组织机构、车间组织机构、规章制度、运行机制规章制度、运行机制；MRPII/ERP系统；车间作业计划与控制系统；质量管理与系统；车间作业计划与控制系统；质量管理与控制系统；人力资源管理系统；数据采集与获取系统。控制系统；人力资源管理系统；数据采集与获取系统。n资金条件：资金条件：实施实施MES需要在应用软件、系统软件、硬件平台需要在应用软件、系统软件、硬件平台、培训、实施费用上投资。所以企业必须有充分的预算，这、培训、实施费用上投资。所以企业必须有充分的预算，这是实施是实施ERP系统的必要条件。系统的必要条件。n人员素质：人员素质：良好的员工素质是企业实施良好的员工素质是企业实施MESMES的必备条件，的必备条件，可以从以下方面进行评估：领导素质、员工素质、企业员工可以从以下方面进行评估：领导素质、员工素质、企业员工凝聚力。凝聚力。n基础数据：基础数据：包括产品结构、物料（包括编码规则、零件、毛包括产品结构、物料（包括编码规则、零件、毛坯、在制品、刀具、工装、工具、量检具等）、工艺路线、坯、在制品、刀具、工装、工具、量检具等）、工艺路线、工时、物料库存、设备与人员、各种例外代码等信息。工时、物料库存、设备与人员、各种例外代码等信息。n网络建设：网络建设：除了一般局域网外，还涉及车间现场数据采集与除了一般局域网外，还涉及车间现场数据采集与控制网络。车间现场网络可采用多种形式，如工业以太网、控制网络。车间现场网络可采用多种形式，如工业以太网、现场总线、现场总线、RS-485网络或网络或RS-232网络等。网络等。n软件功能满足程度好；软件功能满足程度好；n软件技术水平高（具通用性、适应性、开放性、可扩展软件技术水平高（具通用性、适应性、开放性、可扩展性），具有二次开发功能；性），具有二次开发功能；n软件可集成性好，便于与计划层和控制层的集成；软件可集成性好，便于与计划层和控制层的集成；n软件界面友好、简单易用；软件界面友好、简单易用；n服务质量好（供应商技术开发能力强、信誉好、产品升服务质量好（供应商技术开发能力强、信誉好、产品升级有保障、价格体系明晰、合作态度积极）；级有保障、价格体系明晰、合作态度积极）；n软件性价比高，投入产出效益大；软件性价比高，投入产出效益大；n与现有与现有MRPII/ERP系统的配套性系统的配套性。n以下是国际上一些比较出名的供应商及其以下是国际上一些比较出名的供应商及其MES产品：产品：nWonderware公司（公司（FactorySuite）nRockwell公司（公司（BS BizWare）nSiemens公司（公司（Simatic WinCC）nIntellution公司（公司（infoAgent）nEDS公司（公司（TCM-MES）等等n国内一些高校和科研机构亦从事国内一些高校和科研机构亦从事MES系统研发：系统研发：n西北工业大学，大连理工大学西北工业大学，大连理工大学n华中科技大学，南京航空航天大学华中科技大学，南京航空航天大学n中科院沈阳自动化所等中科院沈阳自动化所等国内也有一些软件商提供国内也有一些软件商提供MES产品：如普天、爱康等产品：如普天、爱康等系统实施成功的标志系统实施成功的标志：系统运行集成化；系统运行集成化；工作流程合理化；工作流程合理化；绩效监控动态化；绩效监控动态化；管理改善持续化。管理改善持续化。n上层的决心与推动：上层的决心与推动：车间信息化过程中，没有领导的关心车间信息化过程中，没有领导的关心和鼎力推进，和鼎力推进，MES系统是不可能实施成功的。系统是不可能实施成功的。n确切的需求分析：确切的需求分析：企业当前最迫切需要解决的问题是什么企业当前最迫切需要解决的问题是什么？MES系统是否能够解决？实施系统是否能够解决？实施MES后到底能够解决哪些后到底能够解决哪些问题、达到哪些目标？出现问题后如何解决？问题、达到哪些目标？出现问题后如何解决？n建立合理的工作流程：建立合理的工作流程：这是计算机系统在企业内有效运行这是计算机系统在企业内有效运行的关键，最好同咨询公司和高校合作。的关键，最好同咨询公司和高校合作。n制定合理的目标：制定合理的目标：上上MES不能贪大求全，要与不能贪大求全，要与ERP紧密结紧密结合，要根据企合，要根据企 业自身的实际条件设计建设目标。不仅要有业自身的实际条件设计建设目标。不仅要有完整性，还要具有可操作性。完整性，还要具有可操作性。n创造良好的实施和应用环境：创造良好的实施和应用环境：从企业的硬件设施，人员配从企业的硬件设施，人员配置，员工的心态到工作氛围、企业文化等方面予以重视。置，员工的心态到工作氛围、企业文化等方面予以重视。n完善的教育培训：完善的教育培训：强化全员培训，包括对生产第一线的物强化全员培训，包括对生产第一线的物流管理员、检验员工进行不间断的循环培训；召集中高层流管理员、检验员工进行不间断的循环培训；召集中高层管理人员反复讨论、了解管理人员反复讨论、了解MES。n由浅而深，由线而面，建立阶段里程碑标志：由浅而深，由线而面，建立阶段里程碑标志：MES涵盖很涵盖很广，先找一能立竿见影的部份导入，使用成功是最好的教广，先找一能立竿见影的部份导入，使用成功是最好的教育推广方式。育推广方式。n贯彻执行力：贯彻执行力：要求各阶层各部门确实将此系统做为管理作要求各阶层各部门确实将此系统做为管理作业上业上 的重要工具，彼此互相督促，施予正面的压力。的重要工具，彼此互相督促，施予正面的压力。n实施项目变更管理：实施项目变更管理：在任何一个阶段，如果对系统功能说在任何一个阶段，如果对系统功能说明书中的任何功能进行合理的、必需的变更，则必须通过明书中的任何功能进行合理的、必需的变更，则必须通过必要的变更步骤对其管理。必要的变更步骤对其管理。n建立建立MES的实施维护团队：的实施维护团队：培养自己的人才队伍，建立培养自己的人才队伍，建立MES实施团队，以确保实施团队，以确保MES的顺利实施，减少系统失败的的顺利实施，减少系统失败的风险。风险。领导与管理领导与管理层培训层培训MESMES原理原理培训培训软硬件产品培训软硬件产品培训操作培训操作培训 持续培训持续培训现场现场问题问题需求分析需求分析 目标确定目标确定软件选型软件选型项目项目组织组织基础数据设备基础数据设备MESMES网络建设网络建设系统原系统原型测试型测试系统系统安装安装系统二次开发系统二次开发集成开发集成开发模拟运行模拟运行及客户化及客户化并行运行并行运行工作工作规则规则验收分布验收分布切换运行切换运行切换切换运行运行业绩评估业绩评估改进方案改进方案典典 型型 的的 MES MES 实实 施施 进进 程程前期工作前期工作准备工作准备工作模拟运行模拟运行与试运行与试运行新系统运行新系统运行青岛海尔集团青岛海尔集团是一家很受尊重的企业，其不断革新的管理理是一家很受尊重的企业，其不断革新的管理理念一直为业界所推崇。海尔冰箱更是家喻户晓，是国内知名念一直为业界所推崇。海尔冰箱更是家喻户晓，是国内知名品牌。海尔集团冰箱本部品牌。海尔集团冰箱本部贵州海尔冰箱事业部贵州海尔冰箱事业部是其开拓西部是其开拓西部市场的重要战略。市场的重要战略。本案例将详细介绍贵州海尔冰本案例将详细介绍贵州海尔冰箱事业部成功实施箱事业部成功实施MES项目的项目的过程：过程： 现状分析、解决方案现状分析、解决方案 MES实施内容实施内容 效益、经验效益、经验 贵州海尔冰箱早在前些年就率先引进了贵州海尔冰箱早在前些年就率先引进了ERP，并根据，并根据ERP的逻辑来规范工厂管理的逻辑来规范工厂管理流程。前前后后他们还引用了诸如工厂监流程。前前后后他们还引用了诸如工厂监控系统、售后条码跟踪系统等来进行生产控系统、售后条码跟踪系统等来进行生产管理。可是即便是合此之力，仍然留有一管理。可是即便是合此之力，仍然留有一块未垦之地。无论是块未垦之地。无论是ERP还是其他系统，还是其他系统，都不能全面实时地管理生产过程。都不能全面实时地管理生产过程。怎么还是怎么还是不行啊！不行啊！？！？n企业生产原材料的库存太大，不同原材料常常堆放得企业生产原材料的库存太大，不同原材料常常堆放得“满满坑满谷坑满谷”；而生产订单下达之后，又常常出现原材料供应；而生产订单下达之后，又常常出现原材料供应不足的问题。不足的问题。n尤其是每年春夏季节是冰箱生产的黄金期，生产计划赶不尤其是每年春夏季节是冰箱生产的黄金期，生产计划赶不上变化，常有紧急订单加进来，导致企业生产的采购、物上变化，常有紧急订单加进来，导致企业生产的采购、物流和库存等后勤部门应接不暇。流和库存等后勤部门应接不暇。n上述局面为按时完成订单生产任务带来很大的风险，而且上述局面为按时完成订单生产任务带来很大的风险，而且容易出现质量隐患。容易出现质量隐患。 n这是这是ERP系统的应用问题？还是自身的管理存在薄弱环系统的应用问题？还是自身的管理存在薄弱环节？开始公司确实不十分清楚问题出在什么地方，因为节？开始公司确实不十分清楚问题出在什么地方，因为当时还处于当时还处于ERP系统与管理体制的磨合期。系统与管理体制的磨合期。n于是，在内部，企业的业务部门和信息中心联合起来反于是，在内部，企业的业务部门和信息中心联合起来反复到生产现场调研，掌握第一手资料，研究生产计划变复到生产现场调研，掌握第一手资料，研究生产计划变化与生产过程、原材料库存等环节之间的关系。同时，化与生产过程、原材料库存等环节之间的关系。同时，外部邀请咨询公司、外部邀请咨询公司、ERP厂商，共同探讨问题的症结所厂商，共同探讨问题的症结所在。在。 nERP到了工厂制造车间这一层陷入了到了工厂制造车间这一层陷入了“断流断流”的困境的困境和和生产相关的数据不得不靠统计员的人工盘点输入。这就好像生产相关的数据不得不靠统计员的人工盘点输入。这就好像一个黑匣子，整个生产过程的进度、状态等都不在一个黑匣子，整个生产过程的进度、状态等都不在ERP的管的管辖范围之内。辖范围之内。n如果说整个工厂管理在如果说整个工厂管理在ERP的带动下是一条高速传送的运输的带动下是一条高速传送的运输链，那么到了生产制造这一段就不得不骤然减速，接受手工链，那么到了生产制造这一段就不得不骤然减速，接受手工处理。当天的生产信息只能用于明天的生产计划制定，有一处理。当天的生产信息只能用于明天的生产计划制定，有一天的时间延迟。这使得天的时间延迟。这使得 “生产计划生产计划”与与“生产信息生产信息”不同步。不同步。n显而易见，如果让生产与计划实时关联起来，上述矛盾会大显而易见，如果让生产与计划实时关联起来，上述矛盾会大大缓解。但如何取消计划和生产过程之间的大缓解。但如何取消计划和生产过程之间的“手工环节手工环节”？显然显然ERP已经力所不及：以整合企业资源、提供资源计划为已经力所不及：以整合企业资源、提供资源计划为己任的己任的ERP，无法直接与生产现场的控制层联系起来。无法直接与生产现场的控制层联系起来。n那么，能否通过增加库存以那么，能否通过增加库存以“缓冲缓冲”生产过程的意外变化生产过程的意外变化或订单的调整呢？或订单的调整呢？答案是否定的。答案是否定的。公司现有的生产模式是：按照订单要求小批量灵活生产。公司现有的生产模式是：按照订单要求小批量灵活生产。常常每天要生产几十个品种，涉及的原材料种类也达到常常每天要生产几十个品种，涉及的原材料种类也达到500600种。尤其对于类似果菜盒类的半成品，体积较大，种。尤其对于类似果菜盒类的半成品，体积较大，专用性强，即每一个冰箱型号都不一样专用性强，即每一个冰箱型号都不一样, 如果都多做库存，如果都多做库存，简直难以想像。所以增加库存不是解决之道。简直难以想像。所以增加库存不是解决之道。n正确答案：正确答案：需要一个能够衔接需要一个能够衔接ERP与生产一线流程控制系与生产一线流程控制系统的新系统统的新系统制造执行系统（制造执行系统（MES）！）！n目标：目标：将在生产线的各个重要环节相关的数据用终端硬件将在生产线的各个重要环节相关的数据用终端硬件以一定的数据格式记录下来（如条码枪和专用的数据采集以一定的数据格式记录下来（如条码枪和专用的数据采集器），经过系统归类整理和分析后，转化成有效的信息，器），经过系统归类整理和分析后，转化成有效的信息，及时提供给各个生产职能及管理部门使用。及时提供给各个生产职能及管理部门使用。n需求：需求：公司仔细调查研究并征求各部门的意见后提出公司仔细调查研究并征求各部门的意见后提出“系系统维护需求、生产管理需求、生产报表需求、质量管理需统维护需求、生产管理需求、生产报表需求、质量管理需求、求、3E3E计酬需求以及和计酬需求以及和ERPERP无缝结合的需求无缝结合的需求”。n软件选型：软件选型：在总部的推介下，公司选用了爱康公司的制造在总部的推介下，公司选用了爱康公司的制造信息整合系统（信息整合系统（ICON-MESICON-MES）。）。 MES MES系统软硬件总投入系统软硬件总投入达达100100万元。万元。 1.1.实时准确的数据采集和获取，有效的产品跟踪和过程管理实时准确的数据采集和获取，有效的产品跟踪和过程管理n在生产车间中采用了条码形式的数据采集系统。从箱门发泡在生产车间中采用了条码形式的数据采集系统。从箱门发泡(产品产品组装开始组装开始)到打包整个生产过程安装了到打包整个生产过程安装了24个条码扫描点。个条码扫描点。n每一个主关件每一个主关件(如压缩机、箱体、门体等如压缩机、箱体、门体等)都有一个自己的身份都有一个自己的身份(唯唯一的条码一的条码)，通过扫描点时，数据采集器会自动记录信息，不仅生，通过扫描点时，数据采集器会自动记录信息，不仅生产过程的物料消耗可以直接而实时的进入与产过程的物料消耗可以直接而实时的进入与MES系统相连的系统相连的ERP,还可实现主关件从生产、销售、到维修、销毁的全程跟踪。还可实现主关件从生产、销售、到维修、销毁的全程跟踪。MES对生产数据进行实时采集和刷新，线上产品的生产、维修情对生产数据进行实时采集和刷新，线上产品的生产、维修情况，用料情况，进度等等，随时都可以以最新的数据统计、呈现况，用料情况，进度等等，随时都可以以最新的数据统计、呈现出来。出来。 对于对于ERP来说，据此所做出的生产计划也就不至于是昨日来说，据此所做出的生产计划也就不至于是昨日黄花的无用功了。日计划指导生产，周计划控制产量，不仅完全黄花的无用功了。日计划指导生产，周计划控制产量，不仅完全可以做到按单生产，而且实时掌控计划执行进度和精确产量可以做到按单生产，而且实时掌控计划执行进度和精确产量。2.2.物料供应追溯、主要制程记录及品质管理分析，三面夹击物料供应追溯、主要制程记录及品质管理分析，三面夹击产品质量产品质量根据各冰箱装配过程中用到的主关件上的条码信息与该种冰箱产品根据各冰箱装配过程中用到的主关件上的条码信息与该种冰箱产品制程中预先设定的内容是否匹配，来判断、防止产品生产过程中人制程中预先设定的内容是否匹配，来判断、防止产品生产过程中人为的装配错误。为的装配错误。3.3.实现员工实现员工3E3E计酬管理，提升工作效率，降低废品率计酬管理，提升工作效率，降低废品率所谓所谓3E3E计酬管理就是分操作工、检验员和返修工三类人员进行在计酬管理就是分操作工、检验员和返修工三类人员进行在岗查询、产品责任追溯和计酬管理。岗查询、产品责任追溯和计酬管理。3E3E管理提升了员工工作积极管理提升了员工工作积极性并减少了废品损失。性并减少了废品损失。4.4.信息资源共享，网络传送自动报表，大幅提升管理效率信息资源共享，网络传送自动报表，大幅提升管理效率通过网络，连接生产管理各部门和外部上下游厂商。通过网络，连接生产管理各部门和外部上下游厂商。 具有相应权具有相应权限的各相关部门可以在局域网终端即时获得其所需的报表料。虽然限的各相关部门可以在局域网终端即时获得其所需的报表料。虽然还不能与客户和供应商做到远程共享订单完成情况以及物料空缺等还不能与客户和供应商做到远程共享订单完成情况以及物料空缺等生产信息，但这完全是生产信息，但这完全是 MES MES可以实现的功能。可以实现的功能。n获得了较高的投入产出比。获得了较高的投入产出比。比如原来每天生产几个冰箱型号时比如原来每天生产几个冰箱型号时, , 企业企业的库存资金占用已达到上千万元，有的库存资金占用已达到上千万元，有7 7个库存管理员；现在每天生产个库存管理员；现在每天生产几十个产品型号，占用的库存资金才几十万元，库存管理员只有几十个产品型号，占用的库存资金才几十万元，库存管理员只有6 6个个, ,不增反减。而且绝大多数原材料没有库存，根据生产情况由供应商不增反减。而且绝大多数原材料没有库存，根据生产情况由供应商2 2小时配送一次。仅此一项，节约资金上千万元。小时配送一次。仅此一项，节约资金上千万元。n提高了生产效率。提高了生产效率。定单执行率提高定单执行率提高15%15%，缩短各环节执行时间，减少，缩短各环节执行时间，减少停机、提高设备使用效率停机、提高设备使用效率15%15%，迅速追查质