MES—生产信息化管理系统

MES简介

MES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。

一、MES的定义

1、定义

MES：Manufauring Execution Systerm

国际制造执行系统协会：通过信息的传递，对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理。

2、定位

MES关注：

图1MES关注环节

在企业的生产管理过程中，MES主要关注的是环境安全，即从系统上提供安全生产的可跟踪的实时的数据平台，做到生产控制的全监控，保障整个生产过程的安全和高效。MES更关注“资产”，从生产资料到设备利用产品质量控制各个环节评估提高生产水平，加速资产的曾值和高效的管理。

MES在企业管理中的位置：

图2MES在企业生产管理中的环节

从图2可以看出MES是所处环节是企业生产过程中的运营管理中的生产执行环节，企业从生产计划到产品的的产出过程都在MES的考虑之中。按照ERP制定的计划MES从材料的输入，设备生产过程监控效率分析，产品质量评估，次品率监控等环节提供整体解决方案真正做到生产的透明化，将以往难以估计的环节量化，让企业发现那些难以发现又有限生产的环节提高企业效率曾强竞争力。

MES在系统结构中的位置：

图3MES在企业软件系统中的所处的环节

图3 所反映的是MES在生产过程中的作用即将ERP和制造过程中的间隙填补使企业的ERP和生产过程紧密的结合起来，保障企业的生产过程的效益分析。对生产过程的的各个环节进行效益分析，使生产过程不仅仅自动化而且效益化。

图4MES所处管理层次

从管理角度上看MES间于企划层和控制层之间，负责企业计划的执行和对执行的分析。

3、实现目标

总之通过MES的实施可以实现：

第一：

通过对生产工艺，物料清单，在制品，库存以及原材料消耗的可视化管理来缩短订单生产和交付周期，从而提高企业的整体竞争力。

第二：

通过对相关的设备绩效指标如：停机时间，OEE，和资产/设备利用率的监控，来识别和去除生产过程中影响设备绩效的瓶颈。

二、MES量化目标

1、MES细化目标

在企业管理中将MES进一步细化后MES主要完成的主要工作有一下几个方面：

1）、产品跟踪与谱系追溯

2）、报警预测

3）、电子表单纪录

4）、在线指导

5）、过程监控

6）、设备维护管理

7）、设备利用率(OEE)

8）、作业人员管理

9）、SPC统计分析

10）、计划分解

11）、订单管理

12）、在制品管理

13）、库存管理

14）、简化验数据管理

15）、轨道衡管理

16）、批次管理

17）、配方管理

19）、关键数据管理

2、MES实现的数据流

图5 MES闭环管理数据量

解释

1、ERP根据市场情况制定生产计划，将生产计划传递给MES系统（文档）

2、MES得到生产计划后将量化量传递给生产控制的的自动化系统并对设备的生产状况进行监控和效率分析

3、人员在生产过程中参与到MES中来，并通过MES对人员的绩效进行考核和管理，使人员在MES中效率最大化。并且实现人员操作的可追溯管理，提高人员的效率和效果。

在MES参与的生产管理过程中实现了整个系统的闭环，即可以根据不同时节不通情况作出优化调整。

图6MES经济效益分析

通过实施MES能为企业创造更多的效率和经济利益。

三、MES实现方法

1、MES实现模块

Operation（操作管理）模块、Performance功能模块、CEM能源管理模块，是MES的三大基础，MES是建立在此三个模块基础之上。在MES的建立过程中主要的工作也是集中在此三块上，MES通过工作流控制将整个模块结合起来并和上层的ERP系统和下层的DSP等系统紧密联合起来，形成一个整体。

图7MES模块结构

MES主要有移动组件、工作流控制、智能分析、能源管理、操作管理、效率分析、质量管理、批次管理等模块构成，这些模块通过系统平台与PLC、DCS、HMI等系统结合起来。

2、MES模块对系统的支持

图8MES与管理系统

图8中充分的反映了MES模块与控制系统、和上层管理系统之间的关系，MES系统中都有相应的模块对企业的商务管理提供支持，同时又对控制系统进行监控和效率分析等。在MES系统中最主要的模块是CEM（能源管理）、Operation（操作管理）、Performance（效率管理），这三个模块是MES系统的关键基础。

图9操作管理

3、关键模块分析

1）、Operation（操作管理）

实体建模

•产品建模

•工艺建模

•订单管理

•工艺参数管理

•MES客户端

•系统报表

实体（Entity）

生产单元或产线

生产设备或机台

生产资源

设备/机器

通用设备的模板

设备属性的一致性

显示执行步骤和过程

产品建模

物料（Item）

可以定义原材料，半成品和成品

可以给产品附加多个BOM（物料清单）

可以给产品附加多个Spec（规格）

可以同第三方系统同步产品的定义

物料清单的定义

可以定义多级/层物料清单

可以给物料清单中的物料定义多个代用料

可以定义副产品/废品

监视产量与消耗量

工艺建模

工序

用标准工艺建立模板

关联BOMs

关联工艺规范

分解定义工步

工艺路线

显示任务的路径

物料的流劢

点击图表可展示生产信息

动态生产路线

定义劢态生产路线分支到别的操作工序。

定义返工流程。

工步

按组进行分组归类

与工序建立关联

跳转灵活

允许省略工步

工艺规范和参数管理

无限次的创建工艺规范，版本&组别

工序支持多个工艺规范版本

工艺参数设置，下载到实体

文档管理（Instruction）

收集文件、部件程序、文档

将文件夹指定给某个物品的生产使用

文件夹定义的内容可通过Operator应用程序浏览

确保完整的生产信息可以传达给操作工

工单管理

工单（Work Order）

来自外部(客户) 或内部的，对产品的一定数量的需求

可以在工艺或任务的窗口创建

支持工单取消、合并、分解

可以通过Supply Chain Connector 从ERP 系统中下载

库存管理

报废：

从库存中移除报废产品或废料

移库、分库：

把材料从一个批次移劢到另一个批次

合库：

将物料合并成单一的库存记录

发运：

允许从库存中将最终产品移除，显示发运信息

系统报表

75个预先定义的报表

良品, 不良品

消耗, 废品, 人员

跟踪, 谱系

讣证历叱, 审核跟踪

库存, 良率

支持筛选查询

按实体、物品、工单、班次、和其它条件进行筛选

Operation模块—效益

提高生产敏捷性—确保合适的时间、合适的人、正确的操作

保证生产的连续性—严格按照工艺流程生产

提高管理与执行控制—建立谱系跟踪与回溯机制

促进合理的决策和计划—综合考虑人、设备、物料等实时生产信息

2）Performance模块功能

Performance主要从以下三个方面入手

A、设备利用率监测

B、停机状态管理

C、OEE实时计算

设备停机状态

创建设备/生产线的停机事件

可以通过配置的方式用亍各种类型的设备 创建停机原因

自劢/人工记录原因

可让现场的操作员参与

设备利用率

用户自定义的‘设备使用状态’

清洗、保养、停机 …

用户自定义 ‘原因代码’，可以和PLC的I/O关联或手工触发

用户自定义每个设备利用率和OEE的目标值

用户自定义OEE与停机原因关联

Performance模块—效益

减少投资费用—让效率高的设备连续生产

提高资产利用率—消除生产瓶颈

增加生产能力 —减少非计划停机时间

促使最佳实践—实时OEE监测

3）、CEM

A、CEM主要目标

让用户及时地、准确地知道：每一个状态和事件消耗的能量

让用户及时地、准确地知道：每一个产品单元能耗值

•将能耗作为BOM的一个属性值

•获得精准的现场能源平衡图，做到:

能源节约

能耗分析

B、CEM产品的特点

1、是以系统平台为基础，功能模块组件化；

2、内置能源管理报表,按需配置；

3、关联智能电网,实现劢态消耗不劢态成本分析；

4、变革能源管理,丌仅关注能源消耗,更重视能源需求；

5、可以集成云技术、无线移劢技术，实现移劢作业、远程管理。

四、MES产品的特点

1、是以平台为基础的整体解决方案，功能模块产品化、组件化；

2、利用先进的技术，形成可适应、可重构、可集成的MES框架体系，横

跨离散和流程制造业；

3、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；

4、采用 SOA（Service-Oriented Architecture 面向服务架构）架构，

利用工厂建模技术 ，有利于二次开发，维护方便；

5、强调数据的深度挖掘，采用简单的、即时的组态技术，灵活展现各种

分析报表；

6、可以集成于技术、无线移劢技术，实现移劢作业、远程管理。

7、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；