制造執(zhí)行系統(tǒng)介紹和實(shí)施案例

1、制 造 執(zhí) 行 系 統(tǒng)介紹和實(shí)施案例報(bào)告內(nèi)容 一、 MES 是什么？ 二、 為什么需要 MES ？ 六、 企業(yè)如何實(shí)施 MES ？ 七、 MES 實(shí)施案例 三、 MES 能夠做什么？ 四、 MES 在國內(nèi)外的發(fā)展與應(yīng)用情況 八、 我們正在做什么？ 五、 MES 能給企業(yè)帶來什么？一、 MES 是什么？MES是“Manufacturing Execution System”的英文縮寫，中文翻譯為“制造執(zhí)行系統(tǒng)”、“生產(chǎn)實(shí)施系統(tǒng)”等。簡單地講，MES是面向車間的生產(chǎn)過程管理與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。它主要解決車間生產(chǎn)任務(wù)的執(zhí)行問題。MES發(fā)展大事記20世紀(jì)80年代末，美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)(AMT)首先提出M

2、ES的概念；1992年，美國成立以宣傳MES思想和產(chǎn)品為宗旨的貿(mào)易聯(lián)合會(huì)MES國際聯(lián)合會(huì)（MESA International）；1997年，MESA發(fā)布修訂后的6個(gè)關(guān)于MES的白皮書，對(duì)MES的定義與功能、MES與相關(guān)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)流程、應(yīng)用MES的效益、MES軟件評(píng)估與選擇以及MES發(fā)展趨勢等問題進(jìn)行了詳盡的闡述；1999年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）在MESA白皮書的基礎(chǔ)上，發(fā)布有關(guān)MES模型的報(bào)告，將MES有關(guān)概念標(biāo)準(zhǔn)化。 MES 的定義美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)(AMR)： MES是位于上層計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間、面向車間層的管理信息系統(tǒng)。它為操作人員、管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)

3、行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶需求等)的當(dāng)前狀態(tài)信息。MES 國際聯(lián)合會(huì)(MESA International)： MES 是一些能夠完成車間生產(chǎn)活動(dòng)管理及優(yōu)化的硬件和軟件的集合，這些生產(chǎn)活動(dòng)覆蓋從訂單發(fā)放到出產(chǎn)成品的全過程。它通過維護(hù)和利用實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的制造信息來指導(dǎo)、傳授、響應(yīng)并報(bào)告車間發(fā)生的各項(xiàng)活動(dòng)，同時(shí)向企業(yè)決策支持過程提供有關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)的任務(wù)評(píng)價(jià)信息。Michael McClellan (曾任MESA主席)： MES是一個(gè)集成的計(jì)算機(jī)化的系統(tǒng)，它是用來完成車間生產(chǎn)任務(wù)的各種方法和手段的集合。二、 MES 產(chǎn)生的背景車間層生產(chǎn)管理系統(tǒng)本身發(fā)展的需要MRPII/ERP進(jìn)一步發(fā)展的需

4、要其它先進(jìn)制造及管理模式發(fā)展的需要相關(guān)技術(shù)的發(fā)展為MES提供了技術(shù)支撐MES 產(chǎn)生的背景在MES出現(xiàn)之前, 車間生產(chǎn)管理依賴若干獨(dú)立的單一功能軟件，如車間作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)、工序調(diào)度、工時(shí)管理、設(shè)備管理、庫存控制、質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)采集等軟件來完成。這些軟件之間缺乏有效的集成與數(shù)據(jù)共享，難以達(dá)到車間生產(chǎn)過程的總體優(yōu)化。為了提高車間生產(chǎn)過程管理的自動(dòng)化與智能化水平，必須對(duì)車間生產(chǎn)過程進(jìn)行集成化管理，實(shí)現(xiàn)信息集成與共享，從而達(dá)到車間生產(chǎn)過程整體全局優(yōu)化的目標(biāo)。（1）車間層生產(chǎn)管理系統(tǒng)本身發(fā)展的需要MES 產(chǎn)生的背景MRPII/ERP強(qiáng)調(diào)企業(yè)的計(jì)劃性，好的計(jì)劃應(yīng)該建立在實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、全面信息的基礎(chǔ)之上。MRPI

5、I/ERP無法及時(shí)獲取車間生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)信息，造成“生產(chǎn)計(jì)劃”與“生產(chǎn)信息”不同步，使得計(jì)劃的合理性大打折扣。因此，必須把“生產(chǎn)”與“計(jì)劃”實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)起來。但MRPII/ ERP本身無法直接與生產(chǎn)現(xiàn)場的控制層相聯(lián)系，作為連接兩者的橋梁，MES應(yīng)運(yùn)而生。（2） MRPII/ERP進(jìn)一步發(fā)展的需要MES填補(bǔ)了計(jì)劃與控制之間的鴻溝MES 產(chǎn)生的背景計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）：對(duì)車間層制造過程及管理自動(dòng)化以及與其它分系統(tǒng)集成的需求； JIT/精益生產(chǎn)：對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)施“零庫存”控制的需求；網(wǎng)絡(luò)化制造：對(duì)車間生產(chǎn)過程及數(shù)據(jù)管理信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的需求；敏捷制造：對(duì)車間生產(chǎn)過程集成化、智能化、柔性化的

6、需求。（3） 其它先進(jìn)制造與管理模式發(fā)展的需要MES 產(chǎn)生的背景計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫及計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展：Internet /Intranet/LAN/Field Bus/MAP，大型分布式數(shù)據(jù)庫，分布式對(duì)象計(jì)算、軟總線及組件技術(shù)等；自動(dòng)控制與傳感檢測技術(shù)：PLC/DCS/SCADA， 智能儀表，數(shù)字傳感器，網(wǎng)絡(luò)數(shù)控技術(shù)等；計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理技術(shù)的普及與發(fā)展：生產(chǎn)計(jì)劃與控制，設(shè)備管理，工具管理，質(zhì)量管理與控制，過程管理及工作流技術(shù)等。（4） 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展為MES提供了技術(shù)支撐三、 MES 的功能與作用Controls車間設(shè)備控制SCM供應(yīng)鏈管理MRPII/ERP企業(yè)資源規(guī)劃SSM服務(wù)銷售管理

7、MES制造執(zhí)行系統(tǒng)P/PE產(chǎn)品及工藝設(shè)計(jì)MES定位及功能模型MES功能概述MES功能詳解資源分配與狀態(tài)：該功能跟蹤資源狀態(tài)并維護(hù)一個(gè)詳細(xì)的歷史記錄。它保證設(shè)備能夠適時(shí)地安裝調(diào)整以及其它資源（如文檔）能夠及時(shí)獲取。對(duì)上述資源的管理包括對(duì)操作/詳細(xì)調(diào)度功能的支持。操作/詳細(xì)調(diào)度：提供基于優(yōu)先級(jí)、屬性、特性以及制造方法與工藝等的作業(yè)排序功能，負(fù)責(zé)生成工序計(jì)劃（即詳細(xì)計(jì)劃）以滿足用戶定義的運(yùn)行目標(biāo)。分派生產(chǎn)單位：根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃和詳細(xì)排程，指導(dǎo)作業(yè)、訂單、批次、工作指令等形式的生產(chǎn)單位的工作流程。以適當(dāng)?shù)捻樞蚍峙尚畔?，使在正確的時(shí)間到達(dá)正確的地點(diǎn)。它具有變更預(yù)定排程/生產(chǎn)計(jì)劃、以及通過緩沖管理來控制在制品

8、數(shù)量的能力。文檔管理：控制、管理與交付與生產(chǎn)單位關(guān)聯(lián)的信息包，包括工作指令、制造方法、圖紙、標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程、零件加工程序、批次記錄、工程更改通知以及交班信息等。它支持編輯預(yù)定信息和維護(hù)文檔歷史版本。數(shù)據(jù)采集/獲?。韩@取和更新用于產(chǎn)品跟蹤、維護(hù)生產(chǎn)歷史記錄以及其它生產(chǎn)管理功能的生產(chǎn)信息。它可使用掃描儀、輸入終端、與制造控制者的軟件界面以及其它軟件等方式相結(jié)合來完成上述功能。它以手工或自動(dòng)方式在車間采集最新的數(shù)據(jù)。人力管理：提供最新的人員狀態(tài)信息，包括時(shí)間和出勤記錄、資質(zhì)跟蹤以及追蹤起其間接活動(dòng)的能力。它與資源分配進(jìn)行交互以確定最優(yōu)的人員分派。質(zhì)量管理：及時(shí)提供產(chǎn)品和制造工序測量尺寸分析以保證產(chǎn)品質(zhì)

9、量控制，并辨別需要引起注意的問題。它可推薦一些矯正問題的措施。也可以包括SPC/SQC跟蹤、離線檢測操作以及在實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)中分析。過程管理：監(jiān)視生產(chǎn)過程，自動(dòng)糾偏或?yàn)椴僮髡咛峁Q策支持以糾正和改善在制活動(dòng)。它可包括報(bào)警管理?？赡芡ㄟ^數(shù)據(jù)采集/獲取提供智能設(shè)備與MES的接口。（NIST認(rèn)為過程管理活動(dòng)已在分派與質(zhì)量管理中描述；MESA將其單列，是因?yàn)樵摶顒?dòng)可能由一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)來執(zhí)行）維護(hù)管理：跟蹤和指導(dǎo)設(shè)備及工具的維護(hù)活動(dòng)以保證這些資源在制造進(jìn)程中的可獲性，保證周期性或預(yù)防性維護(hù)調(diào)度，以及對(duì)應(yīng)急問題的反應(yīng)（報(bào)警），并維護(hù)事件或問題的歷史信息以支持故障診斷。產(chǎn)品跟蹤和譜系：提供所

10、有時(shí)期工作及其處置的可視性。其狀態(tài)信息可包括：誰在進(jìn)行該工作；供應(yīng)者提供的零件、物料、批量、序列號(hào)；任何警告、返工或與產(chǎn)品相關(guān)的其它例外信息。其在線跟蹤功能也創(chuàng)建一個(gè)歷史記錄，該記錄給予零件和每個(gè)末端產(chǎn)品使用的可跟蹤性。性能分析：提供實(shí)際制造操作活動(dòng)的最新報(bào)告，以及與歷史記錄和預(yù)期經(jīng)營結(jié)果的比較。運(yùn)行性能結(jié)果包括對(duì)諸如資源利用率、資源可獲取性、產(chǎn)品單位周期、與排程表的一致性、與標(biāo)準(zhǔn)的一致性等指標(biāo)的度量。物料管理：管理物料（原料、零件、工具）及可消耗品的運(yùn)動(dòng)、緩沖與儲(chǔ)存。這些運(yùn)動(dòng)可能直接支持過程操作或其它功能，如設(shè)備維護(hù)或安裝調(diào)整。 （該功能為NIST所追加，它認(rèn)為上述物料管理活動(dòng)與資源分配和跟

11、蹤功能的關(guān)系并不明確）？MES 的主要作用填補(bǔ)了上層生產(chǎn)計(jì)劃與底層工業(yè)控制之間的鴻溝上層生產(chǎn)計(jì)劃層底層設(shè)備控制層生產(chǎn)什么控制指令計(jì)劃控制執(zhí)行車間計(jì)劃/執(zhí)行/控制三層之間的信息流MRPII/ERP時(shí)間因子：100XMES時(shí)間因子：10X控制層時(shí)間因子：1X人員設(shè)備要生產(chǎn)什么？生產(chǎn)方法指令生產(chǎn)了什么操作結(jié)果操作狀態(tài)生產(chǎn)了什么？是如何生產(chǎn)的？ 生產(chǎn)方法及人員指令生產(chǎn)結(jié)果及人員反饋 設(shè)備操縱控制輸入/輸出傳感器值MRPII/ERP與MES之間的信息流MRPII/ERP預(yù)測成本生產(chǎn)計(jì)劃產(chǎn)品定義工藝定義人力資源采購分銷MES資源分配/狀態(tài)操作調(diào)度生產(chǎn)分派文檔控制數(shù)據(jù)采集在制品狀態(tài)/跟蹤質(zhì)量管理性能分析過程

12、管理產(chǎn)品跟蹤及譜系維護(hù)管理產(chǎn)品需求BOM/圖紙/零件程序生產(chǎn)方法/資源工藝規(guī)程人員特性庫存狀態(tài)生產(chǎn)指令訂單狀態(tài)/完成情況資源狀態(tài)/利用情況人員狀況/利用情況物料狀況/利用情況實(shí)際的BOM/圖紙/方法實(shí)際的加工路線/工藝產(chǎn)品譜系，廢品/次品MES與控制層之間的信息流CONTROL監(jiān)視與傳感過程，設(shè)備，環(huán)境人員，物料控制機(jī)器控制調(diào)整控制實(shí)時(shí)質(zhì)量控制高級(jí)過程控制操作過程排序機(jī)器與過程指令人員指令人機(jī)接口安全，維護(hù)MES資源分配/狀態(tài)操作調(diào)度生產(chǎn)分派文檔控制數(shù)據(jù)采集在制品狀態(tài)/跟蹤質(zhì)量管理性能分析過程管理產(chǎn)品跟蹤及譜系維護(hù)管理過程指令：方法/工作指令/零件程序操作員指令：預(yù)定/預(yù)防性維護(hù)物料安全指令（

13、文檔）機(jī)器操作指令（文檔）過程狀態(tài)（工序進(jìn)展）批次結(jié)束報(bào)告特別查詢（設(shè)備運(yùn)行參數(shù)）物料分析（使用狀況）事件: 時(shí)間/日期/批/警報(bào)數(shù)據(jù)采集四、 MES 的發(fā)展與應(yīng)用情況生產(chǎn)管理系統(tǒng)的演進(jìn)MES技術(shù)國際上的發(fā)展歷程MES在國際上的應(yīng)用情況MES在中國的發(fā)展與應(yīng)用情況MES技術(shù)的發(fā)展趨勢生產(chǎn)管理系統(tǒng)的演進(jìn)財(cái)務(wù)系統(tǒng)MRPP/SMESMRPII預(yù)測DRPI-MESERP新一代解決方案 同步化 模塊化 面向?qū)ο?行業(yè)集中 具有伸縮性 基于戰(zhàn)略SCM1960197019801990未來MES 技術(shù)在國際上的發(fā)展歷程專用MES（Point MES）集成化MES（Integrated MES）可集成的I-ME

14、S（Integratable MES）智能化第二代MES（MESII）下一代MES19852000200319901995專用MES（Point MES）專用MES是一種自成一體的應(yīng)用系統(tǒng)，它針對(duì)某個(gè)單一的生產(chǎn)問題(如制造周期缺乏競爭力、在制品庫存過大、產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證、設(shè)備利用率低、缺乏過程控制等）提供相應(yīng)的軟件系統(tǒng)（如作業(yè)計(jì)劃與控制、物料管理、質(zhì)量管理、設(shè)備維護(hù)、過程管理等）加以解決。集成化MES（Integrated MES）該類系統(tǒng)起初是針對(duì)特定的行業(yè)(如航空、裝配、半導(dǎo)體、食品和衛(wèi)生等)的特定的規(guī)范化環(huán)境而設(shè)計(jì)，目前已拓展到整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。在功能上它已實(shí)現(xiàn)了與上層事務(wù)處理和下層實(shí)時(shí)控

15、制系統(tǒng)的集成。集成化MES具有豐富的應(yīng)用功能、統(tǒng)一的邏輯數(shù)據(jù)庫、單一的車間產(chǎn)品及過程模型等優(yōu)點(diǎn)成為商品化MES產(chǎn)品的主流。但該類系統(tǒng)依賴特定的車間環(huán)境，柔性差，缺少通用性和廣泛的集成能力?？杉傻腗ES（I-MES）它將模塊化應(yīng)用組件技術(shù)應(yīng)用到MES的系統(tǒng)開發(fā)中, 是前兩類MES系統(tǒng)的結(jié)合：既具有專用MES系統(tǒng)的特點(diǎn)，即I-MES中的部分功能作為可重用組件單獨(dú)銷售；又具有集成化MES的特點(diǎn)，即能實(shí)現(xiàn)上下兩層之間的集成。I-MES還具有能實(shí)現(xiàn)客戶化、可重構(gòu)、可擴(kuò)展和互操作等特性，能方便地實(shí)現(xiàn)不同廠商之間的集成和遺產(chǎn)系統(tǒng)的保護(hù)，以及即插即用等功能。智能化第二代MES（MESII）其核心目標(biāo)是通過更

16、精確的過程狀態(tài)跟蹤和更完整的數(shù)據(jù)記錄以獲取更多的數(shù)據(jù)來更方便地進(jìn)行生產(chǎn)管理，它通過分布在設(shè)備中的智能來保證車間生產(chǎn)的自動(dòng)化。下一代MES（Next Generation MES）其顯著的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)同步性（協(xié)同），支持網(wǎng)絡(luò)化制造。它通過MES引擎在一個(gè)和幾個(gè)地點(diǎn)來進(jìn)行工廠的實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息和過程管理以協(xié)同企業(yè)所有的生產(chǎn)活動(dòng)，建立過程化、敏捷化、有效的組織和級(jí)別化的管理使企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營達(dá)到同步化。 MES 在國際上的應(yīng)用情況MES在發(fā)達(dá)國家已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，其應(yīng)用覆蓋離散與流程制造行業(yè)和領(lǐng)域:半導(dǎo)體、電子、機(jī)械、航空、汽車、醫(yī)療、食品、釀酒、石油、化工、冶金等，并給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)AMR和M

17、ESA于1997年提供的數(shù)據(jù)： 1993年MES的市場銷售額為1.5億美元，1994-1995年的銷售額以大約30%的速度增長，這一增長速度將繼續(xù)保持到2000年。MES的出現(xiàn)和普及，對(duì)國外生產(chǎn)管理界也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在國外很多行業(yè)應(yīng)用中MES已和ERP相提并論。MES是目前世界工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的重點(diǎn)研究內(nèi)容之一。MES 在中國的發(fā)展與應(yīng)用情況MES思想在20世紀(jì)90年代中期引入我國， 1999年國家863高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃首次將MES納入CIMS主題進(jìn)行探索性研究。國家“十五”863將MES作為重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行資助，取得了一批研究與應(yīng)用成果（如可集成的MES、基于構(gòu)件的可重構(gòu)MES、知識(shí)化MES、基

18、于WEB的MES、敏捷化MES理論等），應(yīng)用范圍覆蓋離散制造與流程工業(yè)。但我國在MES應(yīng)用方面與西方發(fā)達(dá)國家相比，無論是在技術(shù)深度與應(yīng)用廣度上都存在較大差距，主要還停留在MES技術(shù)的早期階段（專用MES和集成化MES）。MES 技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)一步強(qiáng)化系統(tǒng)的可集成性；可配置性與可重構(gòu)性；柔性與自適應(yīng)性；開放性與可擴(kuò)展性，即插即用；進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性； 強(qiáng)調(diào)過程管理，支持生產(chǎn)協(xié)同（同步性：Synchronous）；面向客戶，支持電子商務(wù)；支持網(wǎng)絡(luò)化制造模式。五、 MES 給企業(yè)帶來的利益MESA分別在1993年和1996年以問卷方式對(duì)若干典型企業(yè)進(jìn)行了兩次有關(guān)MES應(yīng)用情況的調(diào)查這些典型企業(yè)

19、覆蓋如下七大行業(yè)：醫(yī)療產(chǎn)品，塑料與化合物，金屬制造，電氣/電子，汽車，玻璃纖維，通訊這些企業(yè)中，75%為離散制造企業(yè)，16%為批量/流程制造企業(yè)，9%為混合型企業(yè)，它們平均應(yīng)用MES以下數(shù)據(jù)是這兩次調(diào)查的結(jié)果可量化的直接經(jīng)濟(jì)利益難以量化的間接經(jīng)濟(jì)利益滿足客戶要求的高質(zhì)量響應(yīng)；提高制造系統(tǒng)對(duì)變化的響應(yīng)能力以及客戶服務(wù)水平；均衡企業(yè)資源的利用率，優(yōu)化產(chǎn)能，提高運(yùn)作效率；大大縮短企業(yè)投資回報(bào)周期；通過員工授權(quán)，大大提高企業(yè)員工的工作能力與效率；提高企業(yè)敏捷性，增強(qiáng)企業(yè)核心競爭力。某金屬制造企業(yè)的觀點(diǎn)頗具代表性：“MES的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不僅給工廠日復(fù)一日的運(yùn)作帶來了顯著的優(yōu)勢，更重要的是改善了對(duì)客戶的服務(wù)”

20、。MES對(duì)生產(chǎn)運(yùn)作管理的最大影響實(shí)時(shí)的訂單狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、庫存可視性；實(shí)時(shí)的作業(yè)優(yōu)先級(jí)，提供對(duì)工廠管理的實(shí)時(shí)信息；調(diào)度，分派，發(fā)到車間的e-mail；客戶訂單的跟蹤與可跟蹤性；實(shí)時(shí)的車間數(shù)據(jù)采集。另一個(gè)顯著發(fā)現(xiàn)：知識(shí)化和員工授權(quán)改變了員工的精神狀態(tài)，減少了監(jiān)督，提高了工作效率。MES給生產(chǎn)運(yùn)作人員帶來的好處某汽車供應(yīng)制造企業(yè)：“生產(chǎn)線上的員工操縱數(shù)據(jù)，工頭做他們自己的作業(yè)分派對(duì)所有的班次都是如此”。某扣件系統(tǒng)制造企業(yè)：“工頭現(xiàn)在能夠批準(zhǔn)薪水冊，并且不用離開辦公室就可以對(duì)其手下員工的工作進(jìn)行調(diào)度”。某醫(yī)療產(chǎn)品制造企業(yè)：“它允許操作者訪問e-mail信息并參與到該系統(tǒng)中來，而不是抵觸”。某電氣設(shè)備

21、制造企業(yè)：“每個(gè)操作者可以完全訪問所有的訂單信息和過程/裝配信息，操作者不再被動(dòng)地從工頭那里等 信息”。人們不再問：下一步干什么？積極適應(yīng)新系統(tǒng)，操作者成為主人對(duì)定單和庫存的更好控制即時(shí)可獲的更多信息使員工成為“知識(shí)工人”，他們熱情高漲工頭可在線訪問更好的信息（不再通過手工方式），有更多時(shí)間從事管理工作生產(chǎn)流程可視化，工頭成為了教練便于進(jìn)行庫存控制，利于減低成本、規(guī)劃生產(chǎn)更快的反應(yīng)時(shí)間，生產(chǎn)經(jīng)理能夠下到車間而不是在桌子處理數(shù)字豐富的員工授權(quán)，人們不必等事做，即時(shí)可獲的信息使工作更有效，能作出更好的決策知道下一步工作是什么，并且能夠獲得更好的準(zhǔn)備時(shí)間改善了制造和計(jì)劃調(diào)度之間的通訊條形編碼的容器提

22、高操作自動(dòng)化，它沒有MES系統(tǒng)將無法運(yùn)行能夠從桌面獲得信息，車間不必有MRP，減少了文書工作，具有更好的責(zé)任性及時(shí)提供的信息使員工能夠?qū)崟r(shí)看到有什么，需要干什么數(shù)據(jù)的訪問率從10%提高到100%整個(gè)車間對(duì)每個(gè)人而言都是“可見的”六、 對(duì)我國企業(yè)實(shí)施 MES 的建議基本理念：實(shí)施MES不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)工作，更是車間的一次生產(chǎn)運(yùn)作管理模式的變革；MES是錦上添花（對(duì)現(xiàn)有工作流程信息化），不是雪中送炭（通過MES改變工作流程），實(shí)施MES不可本末倒置；不能期望MES能夠解決企業(yè)或車間的所有重大問題（如技術(shù)和工藝問題、基礎(chǔ)管理問題等），對(duì)MES技術(shù)應(yīng)當(dāng)有合適的預(yù)期；人的因素是決定MES成功實(shí)施的關(guān)鍵。

23、應(yīng)加強(qiáng)人員培訓(xùn)，熟練掌握技術(shù)，轉(zhuǎn)變觀念。企業(yè)實(shí)施MES三步曲準(zhǔn)備工作軟件選型系統(tǒng)實(shí)施1、充分的準(zhǔn)備工作基本條件：面向市場的產(chǎn)品定位；開拓進(jìn)取的領(lǐng)導(dǎo)班子；對(duì)MES內(nèi)涵認(rèn)識(shí)明確；良好的管理基礎(chǔ)；持續(xù)的員工培訓(xùn)；管理人員與計(jì)算機(jī)人員的密切配合；合適的軟件，有充分的指導(dǎo)與支持。需求明確：總體預(yù)期目標(biāo)和分階段目標(biāo)；管理層需求分析；流程需求分析；軟件功能需求分析；硬件配置需求分析；挑選系統(tǒng)的準(zhǔn)則，二次開發(fā)與系統(tǒng)集成。管理基礎(chǔ)：車間組織機(jī)構(gòu)、規(guī)章制度、運(yùn)行機(jī)制；MRPII/ERP系統(tǒng)；車間作業(yè)計(jì)劃與控制系統(tǒng)；質(zhì)量管理與控制系統(tǒng)；人力資源管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集與獲取系統(tǒng)。資金條件：實(shí)施MES需要在應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟

24、件、硬件平臺(tái)、培訓(xùn)、實(shí)施費(fèi)用上投資。所以企業(yè)必須有充分的預(yù)算，這是實(shí)施ERP系統(tǒng)的必要條件。人員素質(zhì)：良好的員工素質(zhì)是企業(yè)實(shí)施MES的必備條件，可以從以下方面進(jìn)行評(píng)估：領(lǐng)導(dǎo)素質(zhì)、員工素質(zhì)、企業(yè)員工凝聚力?；A(chǔ)數(shù)據(jù)：包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、物料（包括編碼規(guī)則、零件、毛坯、在制品、刀具、工裝、工具、量檢具等）、工藝路線、工時(shí)、物料庫存、設(shè)備與人員、各種例外代碼等信息。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)：除了一般局域網(wǎng)外，還涉及車間現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與控制網(wǎng)絡(luò)。車間現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)可采用多種形式，如工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、RS-485網(wǎng)絡(luò)或RS-232網(wǎng)絡(luò)等。2、合適的軟件選型軟件功能滿足程度好；軟件技術(shù)水平高（具通用性、適應(yīng)性、開放性、可擴(kuò)展性），

25、具有二次開發(fā)功能；軟件可集成性好，便于與計(jì)劃層和控制層的集成；軟件界面友好、簡單易用；服務(wù)質(zhì)量好（供應(yīng)商技術(shù)開發(fā)能力強(qiáng)、信譽(yù)好、產(chǎn)品升級(jí)有保障、價(jià)格體系明晰、合作態(tài)度積極）；軟件性價(jià)比高，投入產(chǎn)出效益大；與現(xiàn)有MRPII/ERP系統(tǒng)的配套性。強(qiáng)烈推薦中淵科技MES3、有效的系統(tǒng)實(shí)施工作流程調(diào)查與需求分析工作流程重組與優(yōu)化設(shè)計(jì)客戶化改造與IT技術(shù)方案MES解決方案用戶培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施與上線績效監(jiān)控與管理持續(xù)改進(jìn)系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)系統(tǒng)實(shí)施成功的標(biāo)志：系統(tǒng)運(yùn)行集成化；工作流程合理化；績效監(jiān)控動(dòng)態(tài)化；管理改善持續(xù)化。MES實(shí)施要點(diǎn)上層的決心與推動(dòng)：車間信息化過程中，沒有領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和鼎力推進(jìn)，MES系統(tǒng)是不可能

26、實(shí)施成功的。確切的需求分析：企業(yè)當(dāng)前最迫切需要解決的問題是什么？MES系統(tǒng)是否能夠解決？實(shí)施MES后到底能夠解決哪些問題、達(dá)到哪些目標(biāo)？出現(xiàn)問題后如何解決？建立合理的工作流程：這是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在企業(yè)內(nèi)有效運(yùn)行的關(guān)鍵，最好同咨詢公司和高校合作。制定合理的目標(biāo)：上MES不能貪大求全，要與ERP緊密結(jié)合，要根據(jù)企 業(yè)自身的實(shí)際條件設(shè)計(jì)建設(shè)目標(biāo)。不僅要有完整性，還要具有可操作性。創(chuàng)造良好的實(shí)施和應(yīng)用環(huán)境：從企業(yè)的硬件設(shè)施，人員配置，員工的心態(tài)到工作氛圍、企業(yè)文化等方面予以重視。完善的教育培訓(xùn)：強(qiáng)化全員培訓(xùn)，包括對(duì)生產(chǎn)第一線的物流管理員、檢驗(yàn)員工進(jìn)行不間斷的循環(huán)培訓(xùn)；召集中高層管理人員反復(fù)討論、了解MES

27、。由淺而深，由線而面，建立階段里程碑標(biāo)志：MES涵蓋很廣，先找一能立竿見影的部份導(dǎo)入，使用成功是最好的教育推廣方式。貫徹執(zhí)行力：要求各階層各部門確實(shí)將此系統(tǒng)做為管理作業(yè)上 的重要工具，彼此互相督促，施予正面的壓力。實(shí)施項(xiàng)目變更管理：在任何一個(gè)階段，如果對(duì)系統(tǒng)功能說明書中的任何功能進(jìn)行合理的、必需的變更，則必須通過必要的變更步驟對(duì)其管理。建立MES的實(shí)施維護(hù)團(tuán)隊(duì)：培養(yǎng)自己的人才隊(duì)伍，建立MES實(shí)施團(tuán)隊(duì)，以確保MES的順利實(shí)施，減少系統(tǒng)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。典型的MES實(shí)施進(jìn)程領(lǐng)導(dǎo)與管理層培訓(xùn)MES原理培訓(xùn)軟硬件產(chǎn)品培訓(xùn)操作培訓(xùn) 持續(xù)培訓(xùn)現(xiàn)場問題需求分析 目標(biāo)確定軟件選型項(xiàng)目組織基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)備MES網(wǎng)絡(luò)建設(shè)系

28、統(tǒng)原型測試系統(tǒng)安裝系統(tǒng)二次開發(fā)集成開發(fā)模擬運(yùn)行及客戶化并行運(yùn)行工作規(guī)則驗(yàn)收分布切換運(yùn)行切換運(yùn)行業(yè)績評(píng)估改進(jìn)方案典 型 的 MES 實(shí) 施 進(jìn) 程前期工作準(zhǔn)備工作模擬運(yùn)行與試運(yùn)行新系統(tǒng)運(yùn)行七、 MES 實(shí)施案例青島海爾集團(tuán)是一家很受尊重的企業(yè)，其不斷革新的管理理念一直為業(yè)界所推崇。海爾冰箱更是家喻戶曉，是國內(nèi)知名品牌。海爾集團(tuán)冰箱本部貴州海爾冰箱事業(yè)部是其開拓西部市場的重要戰(zhàn)略。本案例將詳細(xì)介紹貴州海爾冰箱事業(yè)部成功實(shí)施MES項(xiàng)目的過程： 現(xiàn)狀分析、解決方案 MES實(shí)施內(nèi)容 效益、經(jīng)驗(yàn)困 惑 貴州海爾冰箱早在前些年就率先引進(jìn)了ERP，并根據(jù)ERP的邏輯來規(guī)范工廠管理流程。前前后后他們還引用了諸如

29、工廠監(jiān)控系統(tǒng)、售后條碼跟蹤系統(tǒng)等來進(jìn)行生產(chǎn)管理?？墒羌幢闶呛洗酥Γ匀涣粲幸粔K未墾之地。無論是ERP還是其他系統(tǒng)，都不能全面實(shí)時(shí)地管理生產(chǎn)過程。怎么還是不行啊??？存在的問題企業(yè)生產(chǎn)原材料的庫存太大，不同原材料常常堆放得“滿坑滿谷”；而生產(chǎn)訂單下達(dá)之后，又常常出現(xiàn)原材料供應(yīng)不足的問題。尤其是每年春夏季節(jié)是冰箱生產(chǎn)的黃金期，生產(chǎn)計(jì)劃趕不上變化，常有緊急訂單加進(jìn)來，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)的采購、物流和庫存等后勤部門應(yīng)接不暇。上述局面為按時(shí)完成訂單生產(chǎn)任務(wù)帶來很大的風(fēng)險(xiǎn)，而且容易出現(xiàn)質(zhì)量隱患。 原因分析這是ERP系統(tǒng)的應(yīng)用問題？還是自身的管理存在薄弱環(huán)節(jié)？開始公司確實(shí)不十分清楚問題出在什么地方，因?yàn)楫?dāng)時(shí)還處于

30、ERP系統(tǒng)與管理體制的磨合期。于是，在內(nèi)部，企業(yè)的業(yè)務(wù)部門和信息中心聯(lián)合起來反復(fù)到生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研，掌握第一手資料，研究生產(chǎn)計(jì)劃變化與生產(chǎn)過程、原材料庫存等環(huán)節(jié)之間的關(guān)系。同時(shí)，外部邀請咨詢公司、ERP廠商，共同探討問題的癥結(jié)所在。 結(jié)論：ERP存在盲區(qū)！ERP到了工廠制造車間這一層陷入了“斷流”的困境和生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)不得不靠統(tǒng)計(jì)員的人工盤點(diǎn)輸入。這就好像一個(gè)黑匣子，整個(gè)生產(chǎn)過程的進(jìn)度、狀態(tài)等都不在ERP的管轄范圍之內(nèi)。如果說整個(gè)工廠管理在ERP的帶動(dòng)下是一條高速傳送的運(yùn)輸鏈，那么到了生產(chǎn)制造這一段就不得不驟然減速，接受手工處理。當(dāng)天的生產(chǎn)信息只能用于明天的生產(chǎn)計(jì)劃制定，有一天的時(shí)間延遲。這使得

31、“生產(chǎn)計(jì)劃”與“生產(chǎn)信息”不同步。顯而易見，如果讓生產(chǎn)與計(jì)劃實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)起來，上述矛盾會(huì)大大緩解。但如何取消計(jì)劃和生產(chǎn)過程之間的“手工環(huán)節(jié)”？顯然ERP已經(jīng)力所不及：以整合企業(yè)資源、提供資源計(jì)劃為己任的ERP，無法直接與生產(chǎn)現(xiàn)場的控制層聯(lián)系起來。解決方案那么，能否通過增加庫存以“緩沖”生產(chǎn)過程的意外變化或訂單的調(diào)整呢？答案是否定的。公司現(xiàn)有的生產(chǎn)模式是：按照訂單要求小批量靈活生產(chǎn)。常常每天要生產(chǎn)幾十個(gè)品種，涉及的原材料種類也達(dá)到500600種。尤其對(duì)于類似果菜盒類的半成品，體積較大，專用性強(qiáng)，即每一個(gè)冰箱型號(hào)都不一樣, 如果都多做庫存，簡直難以想像。所以增加庫存不是解決之道。正確答案：需要一個(gè)能夠

32、銜接ERP與生產(chǎn)一線流程控制系統(tǒng)的新系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）！實(shí)施MES項(xiàng)目目標(biāo)：將在生產(chǎn)線的各個(gè)重要環(huán)節(jié)相關(guān)的數(shù)據(jù)用終端硬件以一定的數(shù)據(jù)格式記錄下來（如條碼槍和專用的數(shù)據(jù)采集器），經(jīng)過系統(tǒng)歸類整理和分析后，轉(zhuǎn)化成有效的信息，及時(shí)提供給各個(gè)生產(chǎn)職能及管理部門使用。需求：公司仔細(xì)調(diào)查研究并征求各部門的意見后提出“系統(tǒng)維護(hù)需求、生產(chǎn)管理需求、生產(chǎn)報(bào)表需求、質(zhì)量管理需求、3E計(jì)酬需求以及和ERP無縫結(jié)合的需求”。軟件選型：在總部的推介下，公司選用了愛康公司的制造信息整合系統(tǒng)（ICON-MES）。 MES系統(tǒng)軟硬件總投入達(dá)100萬元。 實(shí)施內(nèi)容1.實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集和獲取，有效的產(chǎn)品跟蹤和過程管理在

33、生產(chǎn)車間中采用了條碼形式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。從箱門發(fā)泡(產(chǎn)品組裝開始)到打包整個(gè)生產(chǎn)過程安裝了24個(gè)條碼掃描點(diǎn)。每一個(gè)主關(guān)件(如壓縮機(jī)、箱體、門體等)都有一個(gè)自己的身份(唯一的條碼)，通過掃描點(diǎn)時(shí)，數(shù)據(jù)采集器會(huì)自動(dòng)記錄信息，不僅生產(chǎn)過程的物料消耗可以直接而實(shí)時(shí)的進(jìn)入與MES系統(tǒng)相連的ERP,還可實(shí)現(xiàn)主關(guān)件從生產(chǎn)、銷售、到維修、銷毀的全程跟蹤。MES對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和刷新，線上產(chǎn)品的生產(chǎn)、維修情況，用料情況，進(jìn)度等等，隨時(shí)都可以以最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、呈現(xiàn)出來。 對(duì)于ERP來說，據(jù)此所做出的生產(chǎn)計(jì)劃也就不至于是昨日黃花的無用功了。日計(jì)劃指導(dǎo)生產(chǎn)，周計(jì)劃控制產(chǎn)量，不僅完全可以做到按單生產(chǎn)，而且實(shí)時(shí)掌控

34、計(jì)劃執(zhí)行進(jìn)度和精確產(chǎn)量。實(shí)施內(nèi)容(續(xù))2.物料供應(yīng)追溯、主要制程記錄及品質(zhì)管理分析，三面夾擊產(chǎn)品質(zhì)量根據(jù)各冰箱裝配過程中用到的主關(guān)件上的條碼信息與該種冰箱產(chǎn)品制程中預(yù)先設(shè)定的內(nèi)容是否匹配，來判斷、防止產(chǎn)品生產(chǎn)過程中人為的裝配錯(cuò)誤。3.實(shí)現(xiàn)員工3E計(jì)酬管理，提升工作效率，降低廢品率所謂3E計(jì)酬管理就是分操作工、檢驗(yàn)員和返修工三類人員進(jìn)行在崗查詢、產(chǎn)品責(zé)任追溯和計(jì)酬管理。3E管理提升了員工工作積極性并減少了廢品損失。4.信息資源共享，網(wǎng)絡(luò)傳送自動(dòng)報(bào)表，大幅提升管理效率通過網(wǎng)絡(luò)，連接生產(chǎn)管理各部門和外部上下游廠商。 具有相應(yīng)權(quán)限的各相關(guān)部門可以在局域網(wǎng)終端即時(shí)獲得其所需的報(bào)表料。雖然還不能與客戶和供

35、應(yīng)商做到遠(yuǎn)程共享訂單完成情況以及物料空缺等生產(chǎn)信息，但這完全是 MES可以實(shí)現(xiàn)的功能。實(shí)施效益獲得了較高的投入產(chǎn)出比。比如原來每天生產(chǎn)幾個(gè)冰箱型號(hào)時(shí), 企業(yè)的庫存資金占用已達(dá)到上千萬元，有7個(gè)庫存管理員；現(xiàn)在每天生產(chǎn)幾十個(gè)產(chǎn)品型號(hào)，占用的庫存資金才幾十萬元，庫存管理員只有6個(gè),不增反減。而且絕大多數(shù)原材料沒有庫存，根據(jù)生產(chǎn)情況由供應(yīng)商2小時(shí)配送一次。僅此一項(xiàng)，節(jié)約資金上千萬元。提高了生產(chǎn)效率。定單執(zhí)行率提高15%，縮短各環(huán)節(jié)執(zhí)行時(shí)間，減少停機(jī)、提高設(shè)備使用效率15%，迅速追查質(zhì)量原因，總體提高生產(chǎn)效率25%，折合人民幣20萬元。提升產(chǎn)品質(zhì)量。一次性交付合格率提高至97%以上，廢品率下降，實(shí)現(xiàn)效

36、益提升10%，折合人民幣萬元。降低成本。減少庫存時(shí)間和數(shù)量，減少輔料儲(chǔ)備，減少人工，合計(jì)降低成本1%，折合人民幣42萬元。其它效益。實(shí)現(xiàn)員工計(jì)酬管理，提高員工工作效率并減少工具和備件的損失，提升效率5%，折合人民幣10萬元。成功經(jīng)驗(yàn)最重要的都是要贏得全員支持，特別是生產(chǎn)第一線的操作工人。只有高素質(zhì)的一線員工才能保證“數(shù)據(jù)源頭”的質(zhì)量。首先強(qiáng)化全員培訓(xùn)，包括對(duì)生產(chǎn)第一線的物流管理員、檢驗(yàn)員等員工進(jìn)行不間斷的循環(huán)培訓(xùn)；召集中高層管理人員反復(fù)交流討論、了解MES。其次，公司進(jìn)行了績效考核改革。即規(guī)定條碼數(shù)據(jù)的采集工作取代原來的手工報(bào)表，并與員工的績效考核掛鉤，真正樹立MES的權(quán)威。走一條“MES帶動(dòng)ERP發(fā)展的道路”。MES不能貪大求全，要與ERP緊密結(jié)合，要根據(jù)企業(yè)自身的實(shí)際條件設(shè)計(jì)建設(shè)目標(biāo)。從具體應(yīng)用者的角度考慮，不能只考慮系統(tǒng)的完整性，還要考慮可操作性等，才能真正利于MES的應(yīng)用。 為了避免走ERP的老路，實(shí)施MES需要具備幾點(diǎn)：切實(shí)的需求、合理的目標(biāo)，創(chuàng)造好實(shí)施和應(yīng)用環(huán)境，培養(yǎng)一支自己的人才隊(duì)伍。八、 我們正在做的有關(guān)工作1998年本課題組開始涉及MES領(lǐng)域，5年來先后承擔(dān)了多項(xiàng)有關(guān)MES的研發(fā)課題：1998年：基于Multi-Agent的車間管控系統(tǒng)建模及其實(shí)現(xiàn)（國家863/CIMS項(xiàng)目）2001年：車間非常規(guī)信息條件下的決策機(jī)制及其M