MES-数字化工厂制造执行系统基石

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、数据采集、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

摘要:制造执行系统,简称MES。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数据采集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。
 
引言
MES系统自上线以来,从销售,研发,生产,再到售后,已成为企业核心管理部分,是企业建设信息化,数字化,智能化工厂的基石。本文针对MES在企业中的作用,从管理层,控制层,运用层等角度对mes运用及正确实现进行叙述。

MES在整个企业信息集成系统中承上启下,是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁;MES采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息,目的在于优化管理活动,从当前的视角来得到精确的实时的数据;从对实时的要求而言,若控制的时间系数为1,那么,MES的时间系数为10,ERP的时间系数为100。

在从控制系统到MES到ERP的整个信息管理系统中,ERP把装置、人员和设备等信息及根据客户的订单下达工作的指令,通过MES分解工作指令,把各种控制参数和操作员指令下达给控制系统,另外一方面,控制系统要把运行/任务状态、机械/操作员状态过程值等信息反馈到MES,然后由MES系统检查各种硬件、软件、人员资源,编制制造计划,并不断地刷新ERP系统,使ERP实现订单状态、半成品状态、质量数据、制造记录的管理。
 
近年来在我国很多的行业如汽车、钢铁、烟草、等行业都兴起了一种生产管理软件,它就是制造执行系统MES,确实,因为MES能够给用户带来极大的价值。在众多工厂中,不论是国内还是国外,其管理模式这一块目前仍由文件和人工系统进行,通常是由有经验的管理人员执掌着工厂生产效益的钥匙。在大多数企业管理运行中,人工系统和有经验运行人员的判断总是起着重要作用。但是,如今市场要求产品的品种和数量经常变化,仅仅靠人工和经验调整生产显然效率低、反应慢、缺乏竞争力。

图2

而且人工系统也不可能适应产品、工艺、技术和用户要求日趋加速的变化。由于生产运行变化非常迅速,MES的信息的及时性要求以分,甚至秒的速度进行反应,此时只靠人为恐怕不行。因此,采用MES替代人工和文件系统,解决管理与生产控制之间的断层是必然的。
制造执行系统体系架构
图3 制造执行系统体系架构

传统的数据流和控制流在管理层与控制层之间存在着巨大的鸿沟。业务管理系统与车间自动化系统之间存在着信息壁垒,排产和调度过于依赖经验,计划的可行性和应变能力较差,生产执行过程不透明,管理层难以及时准确地获取生产信息。所以我们要把人工系统变成MES系统,它集成了各种生产数据,通过人员的干预进行运行操作,即要从原来的人工环境,变成由人员参与管理的集成的系统,把管理层和控制层进行顺畅的流通。

MES是通向成本、质量、响应、灵活综合平衡的途径,在当今激烈竞争的世界经济中,要占有“最有价值”的地位,必须使企业具有最好的质量、最佳的客户服务、最低的制造成本、快速响应以及灵活性的特点。而要达到这样的水平,就必须在正确的时间提供正确的信息才可能进行最佳的决策。这就要求不断地对公用的数据库进行改善,同时让每个部门都拥有把数据转化为有用信息的工具。怎么能做到这些呢?唯有MES才能真正向企业提供以上这些功能。

根据MES全球协会定义,MES有12个标准功能模块:包括数据采集、质量管理、过程管理、维护管理、劳务管理、文件管理、性能分析、生产单元调度、产品跟踪、资源配置和状态、运行计划编制调度等,MES商业价值在于在生产前期可以通过优化排产来降低生产成本、缩短生产时间,在生产执行过程中,在任务分派、数据采集、生产跟踪、质量控制、资源管理等方面实现高效的执行力和质量保证,在生产后期还可以发现问题、总结原因、持续改进,包括做统计分析和决策支持。

那么,如何保证MES成功实施呢?
其一,企业MES建设是一项管理改造工程,而非仅仅是一个以技术为主导的项目。企业信息化是对企业业务模式的重塑、管理。因此,‘统一思想’至关重要;

其二,企业在进行MES选型前进行详细的需求分析,明确MES应用目标,目标与需求切忌大而全;

其三,必须坚持‘整体规划、效益优先、分步实施、重点突破’的原则,借用先进的计算机技术、网络技术、通讯技术、企业建模及优化技术进行实施,保障系统的开放性、可扩展性。

其四,考虑与企业已有管理系统的通讯、集成问题,避免出现更大或是更多的‘信息孤岛’,提高企业的信息共享程度,为战略、管理、业务运作提供支持,提高企业生产对市场需求的相应速度。

其五,MES系统建设必须以‘工厂模型’为依托,以全流程物料移动与跟踪为主线,以设备全面全生命周期管理为中心,以安全优化生产为目标进行设计和实施,保障系统的实用性和实效性。

MES强调车间级的过程集成、控制和监控,以及合理地配置和组织所有资源,满足车间信息化需要,提高车间对随机事件的快速响应和处理能力,有力地促进企业信息化进程向车间层拓展。基于网络与信息化的制造技术是未来先进制造技术发展方向之一。以MES为核心的数字化车间,利用计算机软、硬件及网络环境,实现产品数字化制造,可提高产品制造能力,缩短产品制造周期,降低制造成本,从而提高企业竞争能力。



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