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MES 的定義

MES(Manufacturing Execution System), 制造執(zhí)行系統(tǒng)。是面向車間生產(chǎn)的管理系統(tǒng)。MESA 對 MES 的定義為：在產(chǎn)品從工單發(fā)出到成品完工的過程中，制造執(zhí)行系統(tǒng)起到傳遞信息以優(yōu)化生產(chǎn)活動(dòng)的作用。在生產(chǎn)過程中，借助實(shí)時(shí)精確的信息、MES引導(dǎo)、發(fā)起、響應(yīng)，報(bào)告生產(chǎn)活動(dòng)。作出快速的響應(yīng)以應(yīng)對變化, 減少無附加價(jià)值的生產(chǎn)活動(dòng)，提高操作及流程的效率。MES提升投資回報(bào)、凈利潤水平、改善現(xiàn)金流和庫存周轉(zhuǎn)速度、保證按時(shí)出貨。MES保證了整個(gè)企業(yè)內(nèi)部及供應(yīng)商間生產(chǎn)活動(dòng)關(guān)鍵任務(wù)信息的雙向流動(dòng)。

MESA 提出了 MES 的功能組件和集成模型，定義了11個(gè)模塊，包括：資源管理、工序管理、單元管理、生產(chǎn)跟蹤、性能分析、文檔管理、人力資源管理、設(shè)備維護(hù)管理、過程管理、質(zhì)量管理和數(shù)據(jù)采集。

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)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 的產(chǎn)生背景

當(dāng)前許多企業(yè)已經(jīng)做了很多信息化項(xiàng)目，包括 CRM , ERP, PLM, SCM, OA等。這些系統(tǒng)為企業(yè)的管理帶來了不少收益。但是這些系統(tǒng)都未能支持到車間生產(chǎn)層面。企業(yè)上游管理與車間生產(chǎn)之間沒有數(shù)據(jù)的傳遞。多數(shù)企業(yè)車間執(zhí)行過程是依靠紙質(zhì)的報(bào)表、手工操作實(shí)現(xiàn)上下游的溝通。這種方式非常低效，并且產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不完整。使企業(yè)在生產(chǎn)方面無法準(zhǔn)確進(jìn)行各項(xiàng)分析，做到精細(xì)化管理。為企業(yè)的效益打了折扣。

同時(shí)，在 ERP 應(yīng)用過程中，無法將計(jì)劃實(shí)時(shí)，準(zhǔn)確下達(dá)到車間，也無法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲得車間生產(chǎn)的反饋，缺失了對生產(chǎn)的監(jiān)控。要把 ERP 的計(jì)劃與生產(chǎn)實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)起來。MES 作為一個(gè)橋梁就應(yīng)運(yùn)而生，彌補(bǔ)了企業(yè)信息化架構(gòu)斷層的問題。

MES 的發(fā)展歷程

20世紀(jì)80年代末，美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)(AMR)首先提出MES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。

專用的MES (Point MES)。它主要是針對某個(gè)特定的領(lǐng)域問題而開發(fā)的系統(tǒng)，如車間維護(hù)、生產(chǎn)監(jiān)控、有限能力調(diào)度或是SCADA等；

集成的MES(Integrated MES)。該類系統(tǒng)起初是針對一個(gè)特定的、規(guī)范化的環(huán)境而設(shè)計(jì)的，如今已拓展到許多領(lǐng)域，如航空、裝配、半導(dǎo)體、食品和衛(wèi)生等行業(yè)，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)控制系統(tǒng)的集成。

可集成的MES(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留系統(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(MOM)。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、有效的組織和級別化的管理使企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營達(dá)到同步化。

在應(yīng)用方面國內(nèi)的 MES 明顯落后與發(fā)達(dá)國家，這幾年隨著國家推進(jìn)智能制造，MES在國內(nèi)市場已經(jīng)出現(xiàn)了較大的需求。

MES 功能介紹

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)量控制，并辨別需要引起注的問題。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。可能通過數(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；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）及可消耗品的移動(dòng)、緩沖與儲(chǔ)存。這些移動(dòng)可能直接支持過程操作或其它功能，如設(shè)備維護(hù)或組裝調(diào)整。 （該功能為NIST所追加，它認(rèn)為上述物料管理活動(dòng)與資源分配和跟蹤功能的關(guān)系并不明確）

MES 的業(yè)務(wù)價(jià)值

優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)制造管理模式，強(qiáng)化過程管理和控制，均衡企業(yè)資源的利用率，優(yōu)化產(chǎn)能，提高運(yùn)作效率，達(dá)到精細(xì)化管理目的。

加強(qiáng)各生產(chǎn)部門的協(xié)同辦公能力，提高工作效率、降低生產(chǎn)成本。

提高生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，避免人為干擾，促使企業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn)化。

為企業(yè)的產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、原材料等質(zhì)量檢驗(yàn)提供有效、規(guī)范的管理支持。

實(shí)時(shí)掌控計(jì)劃、調(diào)度、質(zhì)量、工藝、裝置運(yùn)行等信息情況，使各相關(guān)部門及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。提高制造系統(tǒng)對變化的響應(yīng)能力以及客戶服務(wù)水平； 最終可利用 MES系統(tǒng)建立起規(guī)范的生產(chǎn)管理信息平臺(tái)，使企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)場控制層與管理層之間的信息互聯(lián)互通，以此提高企業(yè)核心競爭力。