《MES系统简介》PPT课件.ppt

制造业信息化建设技术报告 制造执行系统 ManufacturingExecutionSystem 报告内容 一 MES是什么 二 为什么需要MES 六 企业如何实施MES 七 MES实施案例 三 MES能够做什么 四 MES在国内外的发展与应用情况 八 我们正在做什么 五 MES能给企业带来什么 一 MES是什么 MES是 ManufacturingExecutionSystem 的英文缩写 中文翻译为 制造执行系统 生产实施系统 等 简单地讲 MES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题 MES发展大事记 20世纪80年代末 美国先进制造研究机构 AMT 首先提出MES的概念 1992年 美国成立以宣传MES思想和产品为宗旨的贸易联合会 MES国际联合会 MESAInternational 1997年 MESA发布修订后的6个关于MES的白皮书 对MES的定义与功能 MES与相关系统间的数据流程 应用MES的效益 MES软件评估与选择以及MES发展趋势等问题进行了详尽的阐述 1999年 美国国家标准与技术研究所 NIST 在MESA白皮书的基础上 发布有关MES模型的报告 将MES有关概念标准化 MES的定义 美国先进制造研究机构 AMR MES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 的当前状态信息 MES国际联合会 MESAInternational MES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的任务评价信息 MichaelMcClellan 曾任MESA主席 MES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手段的集合 二 MES产生的背景 车间层生产管理系统本身发展的需要MRPII ERP进一步发展的需要其它先进制造及管理模式发展的需要相关技术的发展为MES提供了技术支撑 MES产生的背景 在MES出现之前 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 难以达到车间生产过程的总体优化 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 实现信息集成与共享 从而达到车间生产过程整体全局优化的目标 1 车间层生产管理系统本身发展的需要 MES产生的背景 MRPII ERP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 MRPII ERP无法及时获取车间生产现场的实时信息 造成 生产计划 与 生产信息 不同步 使得计划的合理性大打折扣 因此 必须把 生产 与 计划 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 作为连接两者的桥梁 MES应运而生 2 MRPII ERP进一步发展的需要 MES填补了计划与控制之间的鸿沟 MES产生的背景 计算机集成制造系统 CIMS 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 JIT 精益生产 对生产现场实施 零库存 控制的需求 网络化制造 对车间生产过程及数据管理信息化 集成化 网络化的需求 敏捷制造 对车间生产过程集成化 智能化 柔性化的需求 3 其它先进制造与管理模式发展的需要 MES产生的背景 计算机网络 数据库及计算机软件技术的发展 Internet Intranet LAN FieldBus MAP 大型分布式数据库 分布式对象计算 软总线及组件技术等 自动控制与传感检测技术 PLC DCS SCADA 智能仪表 数字传感器 网络数控技术等 计算机辅助生产管理技术的普及与发展 生产计划与控制 设备管理 工具管理 质量管理与控制 过程管理及工作流技术等 4 相关技术的发展为MES提供了技术支撑 三 MES的功能与作用 Controls 车间设备控制 SCM 供应链管理 MRPII ERP 企业资源规划 SSM 服务销售管理 MES 制造执行系统 P PE 产品及工艺设计 MES定位及功能模型 MES功能概述 MES功能详解 资源分配与状态 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 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 操作 详细调度 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 即详细计划 以满足用户定义的运行目标 分派生产单位 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 生产计划 以及通过缓冲管理来控制在制品数量的能力 文档管理 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 数据采集 获取 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采集最新的数据 人力管理 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 它与资源分配进行交互以确定最优的人员分派 MES功能详解 质量管理 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 它可推荐一些矫正问题的措施 也可以包括SPC SQC跟踪 离线检测操作以及在实验室信息管理系统 LIMS 中分析 过程管理 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 它可包括报警管理 可能通过数据采集 获取提供智能设备与MES的接口 NIST认为过程管理活动已在分派与质量管理中描述 MESA将其单列 是因为该活动可能由一个单独的系统来执行 维护管理 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度 以及对应急问题的反应 报警 并维护事件或问题的历史信息以支持故障诊断 MES功能详解 产品跟踪和谱系 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 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 该记录给予零件和每个末端产品使用的可跟踪性 性能分析 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 物料管理 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它功能 如设备维护或安装调整 该功能为NIST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关系并不明确 MES功能详解 MES的主要作用 填补了上层生产计划与底层工业控制之间的鸿沟 上层生产计划层 底层设备控制层 生产什么 控制指令 计划 控制 计划 执行 控制三层之间的信息流 MRPII ERP时间因子 100X MES时间因子 10X 控制层时间因子 1X 人员 设备 要生产什么 生产方法指令 生产了什么 操作结果 操作状态 生产了什么 是如何生产的 生产方法及人员指令 生产结果及人员反馈 设备操纵控制 输入 输出传感器值 MRPII ERP与MES之间的信息流 MRPII ERP预测成本生产计划产品定义工艺定义人力资源采购分销 MES资源分配 状态操作调度生产分派文档控制数据采集在制品状态 跟踪质量管理性能分析过程管理产品跟踪及谱系维护管理 产品需求BOM 图纸 零件程序生产方法 资源工艺规程人员特性库存状态生产指令 订单状态 完成情况资源状态 利用情况人员状况 利用情况物料状况 利用情况实际的BOM 图纸 方法实际的加工路线 工艺产品谱系 废品 次品 MES与控制层之间的信息流 CONTROL监视与传感过程 设备 环境人员 物料控制机器控制调整控制实时质量控制高级过程控制操作过程排序机器与过程指令人员指令人机接口安全 维护 MES资源分配 状态操作调度生产分派文档控制数据采集在制品状态 跟踪质量管理性能分析过程管理产品跟踪及谱系维护管理 过程指令 方法 工作指令 零件程序 操作员指令 预定 预防性维护物料安全指令 文档 机器操作指令 文档 过程状态 工序进展 批次结束报告特别查询 设备运行参数 物料分析 使用状况 事件 时间 日期 批 警报数据采集 四 MES的发展与应用情况 生产管理系统的演进MES技术国际上的发展历程MES在国际上的应用情况MES在中国的发展与应用情况MES技术的发展趋势 生产管理系统的演进 财务系统 MRP P S MES MRPII 预测 DRP I MES ERP 新一代解决方案同步化模块化面向对象行业集中具有伸缩性基于战略 SCM MES技术在国际上的发展历程 专用MES PointMES 集成化MES IntegratedMES 可集成的I MES IntegratableMES 智能化第二代MES MESII 下一代MES MES技术在国际上的发展历程 专用MES PointMES 专用MES是一种自成一体的应用系统 它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 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 加以解决 集成化MES IntegratedMES 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 但该类系统依赖特定的车间环境 柔性差 缺少通用性和广泛的集成能力 MES技术在国际上的发展历程 可集成的MES I MES 它将模块化应用组件技术应用到MES的系统开发中 是前两类MES系统的结合 既具有专用MES系统的特点 即I MES中的部分功能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 智能化第二代MES MESII 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能来保证车间生产的自动化 下一代MES NextGenerationMES 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 MES在国际上的应用情况 MES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 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的经济效益 据AMR和MESA于1997年提供的数据 1993年MES的市场销售额为1 5亿美元 1994 1995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2000年 MES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MES已和ERP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 MES在中国的发展与应用情况 MES思想在20世纪90年代中期引入我国 1999年国家863高技术发展计划首次将MES纳入CIMS主题进行探索性研究 国家 十五 863将MES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MES 基于构件的可重构MES 知识化MES 基于WEB的MES 敏捷化MES理论等 应用范围覆盖离散制造与流程工业 但我国在MES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MES技术的早期阶段 专用MES和集成化MES MES技术的发展趋势 进一步强化系统的可集成性 可配置性与可重构性 柔性与自适应性 开放性与可扩展性 即插即用 进一步提高系统的可靠性 强调过程管理 支持生产协同 同步性 Synchronous 面向客户 支持电子商务 支持网络化制造模式 五 MES给企业带来的利益 MESA分别在1993年和1996年以问卷方式对若干典型企业进行了两次有关MES应用情况的调查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 电子 汽车 玻璃纤维 通讯这些企业中 75 为离散制造企业 16 为批量 流程制造企业 9 为混合型企业 它们平均应用MES的时间为2 3年以下数据是这两次调查的结果 可量化的直接经济利益 难以量化的间接经济利益 满足客户要求的高质量响应 提高制造系统对变化的响应能力以及客户服务水平 均衡企业资源的利用率 优化产能 提高运作效率 大大缩短企业投资回报周期 通过员工授权 大大提高企业员工的工作能力与效率 提高企业敏捷性 增强企业核心竞争力 某金属制造企业的观点颇具代表性 MES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 更重要的是改善了对客户的服务 MES对生产运作管理的最大影响 实时的订单状态 设备状态 库存可视性 实时的作业优先级 提供对工厂管理的实时信息 调度 分派 发到车间的e mail 客户订单的跟踪与可跟踪性 实时的车间数据采集 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 MES给生产运作人员带来的好处 某汽车供应制造企业 生产线上的员工操纵数据 工头做他们自己的作业分派 对所有的班次都是如此 某扣件系统制造企业 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 某医疗产品制造企业 它允许操作者访问e mail信息并参与到该系统中来 而不是抵触 某电气设备制造企业 每个操作者可以完全访问所有的订单信息和过程 装配信息 操作者不再被动地从工头那里等信息 MES给生产运作人员带来的好处 人们不再问 下一步干什么 积极适应新系统 操作者成为主人对定单和库存的更好控制即时可获的更多信息使员工成为 知识工人 他们热情高涨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生产流程可视化 工头成为了教练便于进行库存控制 利于减低成本 规划生产更快的反应时间 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 能作出更好的决策知道下一步工作是什么 并且能够获得更好的准备时间改善了制造和计划调度之间的通讯条形编码的容器提高操作自动化 它没有MES系统将无法运行能够从桌面获得信息 车间不必有MRP 减少了文书工作 具有更好的责任性及时提供的信息使员工能够实时看到有什么 需要干什么数据的访问率从10 提高到100 整个车间对每个人而言都是 可见的 六 对我国企业实施MES的建议 基本理念 实施MES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 MES是锦上添花 对现有工作流程信息化 不是雪中送炭 通过MES改变工作流程 实施MES不可本末倒置 不能期望MES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MES技术应当有合适的预期 人的因素是决定MES成功实施的关键 应加强人员培训 熟练掌握技术 转变观念 企业实施MES三步曲 1 充分的准备工作 2 合适的软件选型 3 有效的系统实施 1 充分的准备工作 基本条件 面向市场的产品定位 开拓进取的领导班子 对MES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 有充分的指导与支持 需求明确 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 挑选系统的准则 二次开发与系统集成 管理基础 车间组织机构 规章制度 运行机制 MRPII ERP系统 车间作业计划与控制系统 质量管理与控制系统 人力资源管理系统 数据采集与获取系统 1 充分的准备工作 资金条件 实施MES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 这是实施ERP系统的必要条件 人员素质 良好的员工素质是企业实施MES的必备条件 可以从以下方面进行评估 领导素质 员工素质 企业员工凝聚力 基础数据 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 工时 物料库存 设备与人员 各种例外代码等信息 网络建设 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 现场总线 RS 485网络或RS 232网络等 2 合适的软件选型 软件功能满足程度好 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 软件可集成性好 便于与计划层和控制层的集成 软件界面友好 简单易用 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 软件性价比高 投入产出效益大 与现有MRPII ERP系统的配套性 2 合适的软件选型 以下是国际上一些比较出名的供应商及其MES产品 Wonderware公司 FactorySuite Rockwell公司 BSBizWare Siemens公司 SimaticWinCC Intellution公司 infoAgent EDS公司 TCM MES 等国内一些高校和科研机构亦从事MES系统研发 西北工业大学 大连理工大学华中科技大学 南京航空航天大学中科院沈阳自动化所等国内也有一些软件商提供MES产品 如普天 爱康等 3 有效的系统实施 工作流程调查与需求分析 工作流程重组与优化设计 客户化改造与IT技术方案 MES解决方案 用户培训 系统实施与上线 绩效监控与管理持续改进 系统维护与升级 系统实施成功的标志 系统运行集成化 工作流程合理化 绩效监控动态化 管理改善持续化 MES实施要点 上层的决心与推动 车间信息化过程中 没有领导的关心和鼎力推进 MES系统是不可能实施成功的 确切的需求分析 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MES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 建立合理的工作流程 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 制定合理的目标 上MES不能贪大求全 要与ERP紧密结合 要根据企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 创造良好的实施和应用环境 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 MES实施要点 完善的教育培训 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 召集中高层管理人员反复讨论 了解MES 由浅而深 由线而面 建立阶段里程碑标志 MES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育推广方式 贯彻执行力 要求各阶层各部门确实将此系统做为管理作业上的重要工具 彼此互相督促 施予正面的压力 实施项目变更管理 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 则必须通过必要的变更步骤对其管理 建立MES的实施维护团队 培养自己的人才队伍 建立MES实施团队 以确保MES的顺利实施 减少系统失败的风险 典型的MES实施进程 领导与管理层培训 MES原理培训 软硬件产品培训 操作培训持续培训 现场问题 需求分析目标确定软件选型 项目组织 基础数据设备 MES网络建设 系统原型测试 系统安装 系统二次开发集成开发 模拟运行及客户化 并行运行 工作规则 验收分布切换运行 切换运行 业绩评估改进方案 典型的MES实施进程 前期工作 准备工作 模拟运行与试运行 新系统运行 七 MES实施案例 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 海尔集团冰箱本部贵州海尔冰箱事业部是其开拓西部市场的重要战略 本案例将详细介绍贵州海尔冰箱事业部成功实施MES项目的过程 现状分析 解决方案MES实施内容效益 经验 困惑 贵州海尔冰箱早在前些年就率先引进了ERP 并根据ERP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 仍然留有一块未垦之地 无论是ERP还是其他系统 都不能全面实时地管理生产过程 怎么还是不行啊 存在的问题 企业生产原材料的库存太大 不同原材料常常堆放得 满坑满谷 而生产订单下达之后 又常常出现原材料供应不足的问题 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 物流和库存等后勤部门应接不暇 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 原因分析 这是ERP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 因为当时还处于ERP系统与管理体制的磨合期 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 ERP厂商 共同探讨问题的症结所在 结论 ERP存在盲区 ERP到了工厂制造车间这一层陷入了 断流 的困境 和生产相关的数据不得不靠统计员的人工盘点输入 这就好像一个黑匣子 整个生产过程的进度 状态等都不在ERP的管辖范围之内 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 有一天的时间延迟 这使得 生产计划 与 生产信息 不同步 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 手工环节 显然ERP已经力所不及 以整合企业资源 提供资源计划为己任的ERP 无法直接与生产现场的控制层联系起来 解决方案 那么 能否通过增加库存以 缓冲 生产过程的意外变化或订单的调整呢 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 常常每天要生产几十个品种 涉及的原材料种类也达到500 600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 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 正确答案 需要一个能够衔接ERP与生产一线流程控制系统的新系统 制造执行系统 MES 实施MES项目 目标 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 需求 公司仔细调查研究并征求各部门的意见后提出 系统维护需求 生产管理需求 生产报表需求 质量管理需求 3E计酬需求以及和ERP无缝结合的需求 软件选型 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 ICON MES MES系统软硬件总投入达100万元 实施内容 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 产品组装开始 到打包整个生产过程安装了24个条码扫描点 每一个主关件 如压缩机 箱体 门体等 都有一个自己的身份 唯一的条码 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ERP 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 对于ERP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 实施内容 续 2 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为的装配错误 3 实现员工3E计酬管理 提升工作效率 降低废品率所谓3E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 3E管理提升了员工工作积极性并减少了废品损失 4 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 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MES可以实现的功能 实施效益 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 企业的库存资金占用已达到上千万元 有7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6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2小时配送一次 仅此一项 节约资金上千万元 提高了生产效率 定单执行率提高15 缩短各环节执行时间 减少停机 提高设备使用效率15 迅速追查质量原因 总体提高生产效率25 折合人民币20万元 提升产品质量 一次性交付合格率提高至97 以上 废品率下降 实现效益提升10 折合人民币42 4万元 降低成本 减少库存时间和数量 减少辅料储备 减少人工 合计降低成本1 折合人民币42万元 其它效益 实现员工计酬管理 提高员工工作效率并减少工具和备件的损失 提升效率5 折合人民币10万元 成功经验 最重要的都是要赢得全员支持 特别是生产第一线的操作工人 只有高素质的一线员工才能保证 数据源头 的质量 首先强化全员培训 包括对生产第一线的物流管理员 检验员等员工进行不间断的循环培训 召集中高层管理人员反复交流讨论 了解MES 其次 公司进行了绩效考核改革 即规定条码数据的采集工作取代原来的手工报表 并与员工的绩效考核挂钩 真正树立MES的权威 走一条 MES带动ERP发展的道路 MES不能贪大求全 要与ERP紧密结合 要根据企业自身的实际条件设计建设目标 从具体应用者的角度考虑 不能只考虑系统的完整性 还要考虑可操作性等 才能真正利于MES的应用 为了避免走ERP的老路 实施MES需要具备几点 切实的需求 合理的目标 创造好实施和应用环境 培养一支自己的人才队伍 八 我们正在做的有关工作 1998年本课题组开始涉及MES领域 5年来先后承担了多项有关MES的研发课题 1998年 基于Multi Agent的车间管控系统建模及其实现 国家863 CIMS项目 2001年 车间非常规信息条件下的决策机制及其MES应用研究 国家自然科学基金项目 2001年 敏捷化MES若干关键技术及其应用系统 国家十五863 CIMS项目 2002年 面向区域网络化制造的车间制造资源管理系统 企业横向合作课题 2003年 支持网络化制造的车间制造资源集成及制造过程管理 已申报国家863 CIMS项目 主要内容与成果 一 MES信息系统建模 二 MES生产调度决策 三 车间制造资源集成 四 敏捷化MES系统开发 一 MES信息系统建模 采用MAS和分布式对象技术对敏捷化MES进行建模研究 建立了基于MAS的分布式敏捷化MES体系结构 设计了Agent的统一结构形式及Agent间的协作机制模型 基于上述模型开发的敏捷化MES具有可集成性好 互操作性强 具有可重构能力等特点 可满足MES的结构敏捷性要求 基于MAS的MES信息模型 企业内部网络 CORBA中间件 MES功能实体 订单管理 系统管理 调度管理 物料管理 设备管理 人力资源管理 车间数据库 二 MES生产调度决策 提出了基于MAS的分布式生产计划与调度模型 开发了敏捷化生产任务规划与制造单元动态逻辑重构方法 提出并采用基于适应策略的迭代学习调度机制与方法 大大提高了生产调度系统的运行性能 进行了工艺规划柔性评价及其在生产调度中的应用研究 提高了车间生产过程的智能性 开发了Job shop调度问题的遗传算法 改善了车间生产调度的优化结果 三 车间制造资源集成 在分析现实车间制造资源特点的基础上 提出一种基于Agent技术和CORBA规范的车间制造资源建模与集成方法 为车间形式各异 功能不同和数据格式异构的各种制造资源提供了一种统一的建模和封装机制 并通过开放式系统集成框架将车间内原本分散和自动化程度不同的各种制造资源进行集成 在此基础上开发出一套支持网络化制造的车间制造资源集成与制造过程执行系统 对提高我国制造业资源的利用率 推动网络化制造的发展与应用具有理论意义和较大的实用价值 支持网络化制造的车间制造资源集成 四 敏捷化MES系统开发 敏捷性 对来自车间外部不可预测的变化 如订单计划变更 急件加入等 和内部扰动 如进料阻塞 设备故障等 具有快速反应与自适应能力 智能性 包括信息处理的智能性和生产决策过程的智能性 特别是在车间非常规信息条件下具有软决策能力 可重构性与集成性 可完全实现软件的组装和软件功能的裁剪与重构 符合接口标准的MES功能构件可以方便地以 即插即用 的方式组装到系统中 从而使MES系统能够实现结构上的快速重组 并可与其它相关系统 如MRPII ERP CAPP等 进行信息集成 经济性 由于采用软决策机制 使用中不必去片面追求车间信息的数量或精确性 从而有效降低系统使用成本 敏捷化MES系统功能模型 敏捷化MES系统信息流程 部分系统界面 生产计划管理 生产计划甘特图 制造单元状态监控 加工过程仿真 设备状态监控与仿真 MES的发展任重而道远 让我们一起努力 为提高我国制造业核心竞争力 推动企业信息化建设而奋斗 谢谢大家 制造业信息化建设技术报告