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帶你徹底搞懂MES概念 發布時間:2022-03-12        瀏覽:

 
 

MES(Manufacturing Execution System)即制造企業生產過程執行系統,是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統。MES 可以為企業提供包括制造數據管理、計劃排程管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、工作中心/設備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項目看板管理、生產過程控制、底層數據集成分析、上層數據集成分解等管理模塊,為企業打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協同管理平臺。

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概述:

制造執行系統(manufacturing execution system,簡稱MES)是美國AMR公司(Advanced Manufacturing Research,Inc.)在90年代初提出的,旨在加強MRP計劃的執行功能,把MRP計劃通過執行系統同車間作業現場控制系統聯系起來。這里的現場控制包括PLC程控器、數據采集器、條形碼、各種計量及檢測儀器、機械手等。

 

定義:

美國先進制造研究機構AMRAdvanced Manufacturing Research)將MES定義為“位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”,它為操作人員/管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態。制造執行系統協會(Manufacturing Execution System Association,MESA)MES所下的定義:“MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理。當工廠發生實時事件時,MES能對此及時做出反應、報告,并用當前的準確數據對它們進行指導和處理。這種對狀態變化的迅速響應使MES能夠減少企業內部沒有附加值的活動,有效地指導工廠的生產運作過程,從而使其既能提高工廠及時交貨能力,改善物料的流通性能,又能提高生產回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行為的關鍵任務信息。” MESAMES定義中強調了以下三點: 1MES是對整個車間制造過程的優化,而不是單一的解決某個生產瓶頸;2MES必須提供實時收集生產過程中數據的功能,并作出相應的分析和處理。 3MES需要與計劃層和控制層進行信息交互,通過企業的連續信息流來實現企業信息全集成。

 

分類:

傳統的MES(Traditional MES,T-MES)大致可分為兩大類:

1)專用的MES (Point MES)。它主要是針對某個特定的領域問題而開發的系統,如車間維護、生產監控、有限能力調度或是SCADA等;

2)集成的MES(Integrated MES)。該類系統起初是針對一個特定的、規范化的環境而設計的,如今已拓展到許多領域,如航空、裝配、半導體、食品和衛生等行業,在功能上它已實現了與上層事務處理和下層實時控制系統的集成。

雖然專用的MES能夠為某一特定環境提供最好的性能,卻常常難以與其它應用集成。集成的 MES比專用的MES邁進了一大步,具有一些優點,如單一的邏輯數據庫、系統內部具有良好的集成性、統一的數據模型等等,但其整個系統重構性能弱,很難隨業務過程的變化而進行功能配置和動態改變。

 

市場需求:

      幾乎絕大多數大學和工業自動化研究單位,甚至于國家、省、市級政府主管部門都開始跟蹤、研究MES。從中央到地方,從學會到協會,從IT公司到制造生產廠,從綜合網站到專業網站,從綜合大學到??圃盒?,都卷入了MES熱潮之中。

     國內最早的MES是20世紀80年代寶鋼建設初期從SIEMENS公司引進的。在應用方面,國內的MES明顯落后于發達國家。中國大部分制造企業還過度依賴人力進行生產,因此收集完整、可靠的,數據化信息非常困難。而且制造企業的信息系統都是由許多獨立的子系統組成,基于事務處理的子系統和許多基于實時操作的工廠子系統,集成難度非常高、相容性比較低。 MES是制造執行與控制管理系統,由于制造過程及過程控制對象的復雜性和專有性,使得MES系統形態有比較大的差異,應用模式也可能完全不同,這些因素客觀上造成了MES產品與服務市場的多樣性。但是由于MES的多樣性、復雜性、特殊性以及特定行業的需要性,MES在國內市場已經出現較大的需求。

 

定位:

MES是處于計劃層和現場自動化系統之間的執行層,主要負責車間生產管理和調度執行。一個設計良好的MES系統可以在統一平臺上集成諸如生產調度、產品跟蹤、質量控制、設備故障分析、網絡報表等管理功能,使用統一的數據庫和通過網絡聯接可以同時為生產部門、質檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務。系統通過強調制造過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產,協助企業建立一體化和實時化的ERP/MES/SFC信息體系。

 

 特點:

  1)采用強大數據采集引擎、整合數據采集渠道(RFID、條碼設備、PLC、Sensor、IPC、PC等)覆蓋整個工廠制造現場,保證海量現場數據的實時、準確、全面的采集;

 2)打造工廠生產管理系統數據采集基礎平臺,具備良好的擴展性;  

3)采用先進的RFID、條碼與移動計算技術,打造從原材料供應、生產、銷售物流閉環的條碼系統;

4)全面完整的產品追蹤追溯功能;

 5)生產WIP狀況監視; 

6Just-In-Time 庫存管理與看板管理;

 7)實時、全面、準確的性能與品質分析SPC; 

8)基于Microsoft .NET平臺開發,支持Oracle/SQL Sever等主流數據庫。系統是C/S結構和B/S結構結合,安裝簡便,升級容易; 

9)個性化的工廠信息門戶(Portal),通過WEB瀏覽器,隨時隨地都能掌握生產現場實時信息;

  10)強大的MES技術隊伍,保證快速實施、降低項目風險;

 

趨勢:

近年來,隨著JIT(Just In Time)、BTO(面向訂單生產)等新型生產模式的提出,以及客戶、市場對產品質量提出更高要求,MES才被重新發現并得到重視。同時在網絡經濟泡沫的破碎后,企業開始認識到要從最基礎的生產管理上提升競爭力,即只有將數據信息從產品級(基礎自動化級)取出,穿過操作控制級,送達管理級,通過連續信息流來實現企業信息集成才能使企業在日益激烈的競爭中立于不敗之地。目前,MES在國外被迅速而廣泛地應用。制造執行系統(MES)旨在提升企業執行能力,具有不可替代的功能,競爭環境下的流程行業企業應分清不同制造管理系統的目標和作用,明確MES在集成系統中的定位,重視信息的準確及時、規范流程、利用工具、管理創新,根據MES成熟度模型對自身的執行能力進行分析,按照信息集成、事務處理、制造智能三階段循序漸進地實施MES系統,才能充分發揮企業信息化的作用,提高企業競爭力,為企業帶來預期效益。

 

 

 

 

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5W2H梳理MES概念

1.Why 為什么/定位

企業上層有ERP系統,實現內部價值鏈和供應鏈整合,包括銷售、采購、生產、庫存、質量、財務、人力資源等業務管理。在工廠會有很多自動化系統,目的是為了減輕人工和提高生產率,但不同的自動化系統往往各自獨立。

MES 導入之前,公司MRP系統與生產現場之間透過人為方式溝通,使生產現場如同黑箱作業,無法掌握實時正確信息。

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MES的出現正是填補中間空白,AMR將MES定義為“位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”。有中國專家戲稱MES為“王道”,你看呢?

2.When何時

有兩個時間觀:

MESA: “MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理…”這定義了MES的管理廣度。

AMR時間因子定義了MES的管理細度:

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ERP:使用年、月、周、天的時標, 100x時間系數。

MES:使用天、班、小時、分鐘的時標,10X時間系數。

控制層:使用分、秒實時工作,1x時間系數。

3.Where何地

S95的制造企業模型,其中第三層事務就是指MES。具體來講,包括工廠下屬的車間、倉儲、檢驗室、維修間。

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4.Who 資源

S95中定義了4類資源:人員、設備、物料、工藝段。如果將人員視為使用者,可以細分為:現場操作人員、業務管理人員、綜合管理人員。

5.What 做什么

AMR: MES連接過程級的自動化監控系統與企業級的ERP系統,實現操作過程自動化,支持企業全面集成。

MESA:當工廠發生實時事件時,MES能對此及時作出反應、報告,并用當前的準確數據對它們進行指導和處理。為此MESA設計了龜背圖,定義了11個功能模塊。

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S95:定義了4類業務運作:生產業務、質量業務、庫存業務、設備運維業務。

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1.How 如何做

S95定義了生產定義、生產能力、生產調度和生產性能4類信息交互。

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下圖是生產業務的業務參考模型。質量業務、庫存業務、設備運維業務都具有相似的模型。

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2. how much 實施費用

這是工知哥的詮釋:MES建設包括硬件、軟件、人工三部分,配套還會有自動化改造和外部系統集成。其中人工投入是最大的費用支出。

MES有三類實施方式:

1、 全委托給服務商,所謂交鑰匙工程,投入大但效果最差;

2、 工廠和服務商聯合實施,投入適中,實施效果可控,雙方共同努力,這種目前較好的模式;

3、 工廠把控業務,服務商只負責開發實施,投入雖小但對工廠自身要求高,適合于對MES有經驗、技術水平較高的工廠。

最后總結一張圖,供大家參考:

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