MES-數(shù)字化工廠的基石

葛陽(yáng)，高佳宇，劉冰，劉韡

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MES-數(shù)字化工廠的基石

葛陽(yáng)，高佳宇，劉冰，劉韡

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

制造執(zhí)行系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱MES。是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計(jì)劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫(kù)存管理、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心、設(shè)備管理、工具工裝管理、采購(gòu)管理、成本管理、項(xiàng)目看板管理、生產(chǎn)過(guò)程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊，為企業(yè)打造一個(gè)扎實(shí)、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺(tái)。

MES；制造執(zhí)行系統(tǒng)；信息化；企業(yè)管理

引言

MES系統(tǒng)自上線以來(lái)，從銷售，研發(fā)，生產(chǎn)，再到售后，已成為企業(yè)核心管理部分，是企業(yè)建設(shè)信息化，數(shù)字化，智能化工廠的基石。

本文針對(duì)MES在企業(yè)中的作用，從管理層，控制層，運(yùn)用層等角度對(duì)mes運(yùn)用及正確實(shí)現(xiàn)進(jìn)行敘述。

MES在整個(gè)企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下，是生產(chǎn)活動(dòng)與管理活動(dòng)信息溝通的橋梁；MES采集從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過(guò)程的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，目的在于優(yōu)化管理活動(dòng)，從當(dāng)前的視角來(lái)得到精確的實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)；從對(duì)實(shí)時(shí)的要求而言，若控制的時(shí)間系數(shù)為1，那么，MES的時(shí)間系數(shù)為10，ERP的時(shí)間系數(shù)為100。

在從控制系統(tǒng)到MES到ERP的整個(gè)信息管理系統(tǒng)中，ERP把裝置、人員和設(shè)備等信息及根據(jù)客戶的訂單下達(dá)工作的指令，通過(guò)MES分解工作指令，把各種控制參數(shù)和操作員指令下達(dá)給控制系統(tǒng)，另外一方面，控制系統(tǒng)要把運(yùn)行/任務(wù)狀態(tài)、機(jī)械/操作員狀態(tài)過(guò)程值等信息反饋到MES，然后由MES系統(tǒng)檢查各種硬件、軟件、人員資源，編制制造計(jì)劃，并不斷地刷新ERP系統(tǒng)，使ERP實(shí)現(xiàn)訂單狀態(tài)、半成品狀態(tài)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、制造記錄的管理。

圖1

近年來(lái)在我國(guó)很多的行業(yè)如汽車、鋼鐵、煙草、等行業(yè)都興起了一種生產(chǎn)管理軟件，它就是制造執(zhí)行系統(tǒng)MES，確實(shí)，因?yàn)镸ES能夠給用戶帶來(lái)極大的價(jià)值。

在眾多工廠中，不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，其管理模式這一塊目前仍由文件和人工系統(tǒng)進(jìn)行，通常是由有經(jīng)驗(yàn)的管理人員執(zhí)掌著工廠生產(chǎn)效益的鑰匙。在大多數(shù)企業(yè)管理運(yùn)行中，人工系統(tǒng)和有經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行人員的判斷總是起著重要作用。但是，如今市場(chǎng)要求產(chǎn)品的品種和數(shù)量經(jīng)常變化，僅僅靠人工和經(jīng)驗(yàn)調(diào)整生產(chǎn)顯然效率低、反應(yīng)慢、缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。

圖2

而且人工系統(tǒng)也不可能適應(yīng)產(chǎn)品、工藝、技術(shù)和用戶要求日趨加速的變化。由于生產(chǎn)運(yùn)行變化非常迅速，MES的信息的及時(shí)性要求以分，甚至秒的速度進(jìn)行反應(yīng)，此時(shí)只靠人為恐怕不行。因此，采用MES替代人工和文件系統(tǒng)，解決管理與生產(chǎn)控制之間的斷層是必然的。

圖3 制造執(zhí)行系統(tǒng)體系架構(gòu)

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和控制流在管理層與控制層之間存在著巨大的鴻溝。業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)與車間自動(dòng)化系統(tǒng)之間存在著信息壁壘，排產(chǎn)和調(diào)度過(guò)于依賴經(jīng)驗(yàn)，計(jì)劃的可行性和應(yīng)變能力較差，生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程不透明，管理層難以及時(shí)準(zhǔn)確地獲取生產(chǎn)信息。所以我們要把人工系統(tǒng)變成MES系統(tǒng)，它集成了各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)人員的干預(yù)進(jìn)行運(yùn)行操作，即要從原來(lái)的人工環(huán)境，變成由人員參與管理的集成的系統(tǒng)，把管理層和控制層進(jìn)行順暢的流通。

MES是通向成本、質(zhì)量、響應(yīng)、靈活綜合平衡的途徑，在當(dāng)今激烈競(jìng)爭(zhēng)的世界經(jīng)濟(jì)中，要占有“最有價(jià)值”的地位，必須使企業(yè)具有最好的質(zhì)量、最佳的客戶服務(wù)、最低的制造成本、快速響應(yīng)以及靈活性的特點(diǎn)。而要達(dá)到這樣的水平，就必須在正確的時(shí)間提供正確的信息才可能進(jìn)行最佳的決策。這就要求不斷地對(duì)公用的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行改善，同時(shí)讓每個(gè)部門(mén)都擁有把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用信息的工具。怎么能做到這些呢?唯有MES才能真正向企業(yè)提供以上這些功能。

根據(jù)MES全球協(xié)會(huì)定義，MES有12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功能模塊：包括數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量管理、過(guò)程管理、維護(hù)管理、勞務(wù)管理、文件管理、性能分析、生產(chǎn)單元調(diào)度、產(chǎn)品跟蹤、資源配置和狀態(tài)、運(yùn)行計(jì)劃編制調(diào)度等，MES商業(yè)價(jià)值在于在生產(chǎn)前期可以通過(guò)優(yōu)化排產(chǎn)來(lái)降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)時(shí)間，在生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程中，在任務(wù)分派、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)跟蹤、質(zhì)量控制、資源管理等方面實(shí)現(xiàn)高效的執(zhí)行力和質(zhì)量保證，在生產(chǎn)后期還可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、總結(jié)原因、持續(xù)改進(jìn)，包括做統(tǒng)計(jì)分析和決策支持。

那么，如何保證MES成功實(shí)施呢？其一，企業(yè)MES建設(shè)是一項(xiàng)管理改造工程，而非僅僅是一個(gè)以技術(shù)為主導(dǎo)的項(xiàng)目。企業(yè)信息化是對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)模式的重塑、管理。因此，‘統(tǒng)一思想’至關(guān)重要；其二，企業(yè)在進(jìn)行MES選型前進(jìn)行詳細(xì)的需求分析，明確MES應(yīng)用目標(biāo)，目標(biāo)與需求切忌大而全；其三，必須堅(jiān)持‘整體規(guī)劃、效益優(yōu)先、分步實(shí)施、重點(diǎn)突破’的原則，借用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、企業(yè)建模及優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行實(shí)施，保障系統(tǒng)的開(kāi)放性、可擴(kuò)展性。其四，考慮與企業(yè)已有管理系統(tǒng)的通訊、集成問(wèn)題，避免出現(xiàn)更大或是更多的‘信息孤島’，提高企業(yè)的信息共享程度，為戰(zhàn)略、管理、業(yè)務(wù)運(yùn)作提供支持，提高企業(yè)生產(chǎn)對(duì)市場(chǎng)需求的相應(yīng)速度。其五，MES系統(tǒng)建設(shè)必須以‘工廠模型’為依托，以全流程物料移動(dòng)與跟蹤為主線，以設(shè)備全面全生命周期管理為中心，以安全優(yōu)化生產(chǎn)為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施，保障系統(tǒng)的實(shí)用性和實(shí)效性。

MES強(qiáng)調(diào)車間級(jí)的過(guò)程集成、控制和監(jiān)控，以及合理地配置和組織所有資源，滿足車間信息化需要，提高車間對(duì)隨機(jī)事件的快速響應(yīng)和處理能力，有力地促進(jìn)企業(yè)信息化進(jìn)程向車間層拓展。基于網(wǎng)絡(luò)與信息化的制造技術(shù)是未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展方向之一。以MES為核心的數(shù)字化車間，利用計(jì)算機(jī)軟、硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化制造，可提高產(chǎn)品制造能力，縮短產(chǎn)品制造周期，降低制造成本，從而提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。

[1] 羅鳳.智能工廠MES關(guān)鍵技術(shù)研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化,1979.

MES - the cornerstone of the digital factory

Ge Yang, Gao Jiayu, Liu Bing, Liu Wei

( Shaanxi Heavy Vehicle Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )

Manufacturing execution system, It is a production information management system for workshop execution layer of manufacturing enterprises. MES can provide enterprises with manufacturing data management, planning and scheduling management, production scheduling management, inventory management, quality management, human resour -ces management, work center/equipment management, tooling management, procurement management, cost management, project Kanban management, production process control, underlying data analysis, upper level Data set decomposition and other management modules, for enterprises to create a solid, reliable, comprehensive and feasible manufacturing collabor -ative management platform.

MES; Manufacturing execution system; information management system; business management

U468.4

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葛陽(yáng)，就職于陜西重型汽車有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.080