【MES系统】MES系统实现智能生产

关键词：MES系统

导语：MES是Manufacturing Execution System的缩写，中文名称叫做制造企业生产过程执行管理系统，是一套整体的面向制造企业车间执行层生产信息化管理的解决方案。

MES即造企业生产过程执行管理系统，是一套整体的面向制造企业车间执行层生产信息化管理的解决方案。MES系统是实现智能生产的有效途径，也就是说，MES系统是实现智能生产的最佳软件载体。在MES系统实施和建设的过程中，采取了多项措施，为我国制造业实现智能生产提供了有力的技术支持。

MES系统的特点

实时性：MES实时收集生产过程中的数据和信息，并做出相应的分析处理和快速响应。

信息中枢：MES通过双向通讯，提供横跨企业整个供应链的有关车间生产活动的信息。

软硬一体：MES是一个集成的计算机化的系统（包括硬件和软件），它是用来完成车间生产任务的各种方法和手段的集合。

个性化差异大：MES是负责车间生产管理的系统，由于不同行业甚至同一行业的不同企业生产管理模式都不同，因此MES的个性化差异明显。

二次开发较多：由于MES的个性化差异明显，导致MES系统实施时，往往二次开发较多。

MES系统核心功能

1. 资源分配和状态管理（Resource Allocation and Status）

管理机床、工具、人员、物料、其它设备以及其它生产实体（例如进行加工必须准备的工艺文件、数控加工程序等文档资料），用以保证生产的正常进行。它还要提供资源使用情况的历史记录，确保设备能够正确安装和运转，以提供实时的状态信息。对这些资源的管理，还包括为满足作业排程计划目标对其所作的预定和调度。

2. 运作/详细调度（Operations/Detail Scheduling）

在具体生产单元的操作中，根据相关的优先级（Priorities）、属性（Attributes）、特征（Characteristics）以及配方（Recipes），提供作业排程功能。例如，当根据形状和其他特征对颜色顺序进行合理排序时，可最大限度减少生产过程中的准备时间。这个调度功能的能力有限，主要是通过识别替代性、重叠性或并行性操作来准确计算出时间、设备上下料，以做出相应调整来适应变化。

3. 生产单元分配（Dispatching Production Units）

以作业、订单、批量、成批和工作单等形式管理生产单元间工作的流动。分配信息用于作业顺序的定制以及车间有事件发生时的实时变更。生产单元分配功能具有变更车间已制定的生产计划的能力，对返修品和废品进行处理，用缓冲区管理的方法控制任意位置的在制品数量。

4. 文档管理（Document Control）

管理生产单元有关的记录和表格，包括工作指令、配方、工程图纸、标准工艺规程、零件的数控加工程序、批量加工记录、工程更改通知以及班次间的通讯记录，并提供了按计划编辑信息的功能。它将各种指令下达给操作层，包括向操作者提供操作数据或向设备控制层提供生产配方。此外它还包括对环境、健康和安全制度信息、以及ISO信息的管理与完整性维护，例如纠正措施控制程序。当然，还有存储历史信息功能。

5. 数据采集（Data Collection/Acquisition）

能通过数据采集接口来获取生产单元的记录和表格上填写的各种作业生产数据和参数。这些数据可以从车间以手工方式录入或自动从设备上获取按分钟级实时更新的数据。

6. 劳务管理（Labor Management）

提供按分钟级更新的内部人员状态，作为作业成本核算的基础。包括出勤报告、人员的认证跟踪、以及追踪人员的辅助业务能力，如物料准备或工具间工作情况。劳务管理与资源分配功能相互作用，共同确定最佳分配。

7. 质量管理（Quality Management）

对生产制造过程中获得的测量值进行实时分析，以保证产品质量得到良好控制，质量问题得到确切关注。该功能还可针对质量问题推荐相关纠正措施，包括对症状、行为和结果进行关联以确定问题原因。质量管理还包括对统计过程控制（SPC）和统计质量控制（SQC）的跟踪，实验室信息管理系统（LIMS）的线下检修操作和分析管理。

8. 过程管理（Process Management）

监控生产过程、自动纠错或向用户提供决策支持以纠正和改进制造过程活动。这些活动具有内操作性，主要集中在被监控的机器和设备上，同时具有互操作性，跟踪从一项到另外一项作业流程。过程管理还包括报警功能，使车间人员能够及时察觉到出现了超出允许误差的过程更改。通过数据采集接口，过程管理可以实现智能设备与制造执行系统之间的数据交换。

9. 维护管理（Maintenance Management）

跟踪和指导作业活动，维护设备和工具以确保它们能正常运转并安排进行定期检修，以及对突发问题能够即刻响应或报警。它还能保留以往的维护管理历史记录和问题，帮助进行问题诊断。

10. 产品跟踪和系谱（Product Tracking and Genealogy）

提供工件在任一时刻的位置和状态信息。其状态信息可包括：进行该工作的人员信息；按供应商划分的组成物料、产品批号、序列号、当前生产情况、警告、返工或与产品相关的其它异常信息。其在线跟踪功能也可创建一个历史记录，使得零件和每个末端产品的使用具有追溯性。

11. 性能分析(Performance Analysis)

提供按分钟级更新的实际生产运行结果的报告信息，对过去记录和预想结果进行比较。运行性能结果包括资源利用率、资源可获取性、产品单位周期、与排程表的一致性、与标准的一致性等指标的测量值。性能分析包含SPC/SQC。该功能从度量操作参数的不同功能提取信息，当前性能的评估结果以报告或在线公布的形式呈现。

MES系统如何与其他质量管理系统的集成

一、MES系统与ERP的集成

从生产计划的角度看，ERP在生产计划的前端，MES在生产计划的后端，MES需要得到ERP生成的“粗”计划作为其计划的源头和基础；车间任务开工前，MES需要根据现场任务的进度安排到ERP系统中领料；车间任务完成后，MES需要将完工信息反馈给ERP进行入库登记，ERP自动关联到相应订单并进行完工处理，从而实现计划的闭环控制管理。

因此，车间工作订单信息、配套加工领料单信息、物料编码基本信息、物资库存质量信息、配套单据及配套结果信息等基础信息都存储在ERP中；车间领料信息、在制品信息、车间完工反馈信息等在生产车间的信息都存储在MES中。

ERP系统与MES系统集成主要包括如下几部分功能：

ERP系统向MES系统提供车间生产任务数据，作为MES排产计划来源；

MES系统向ERP系统提供限额领料需求，以实现系统自动领料；

ERP系统向MES系统提供零件限额领料的详细信息，使车间及时了解生产准备情况；

通过MES系统向ERP系统提交完工入库信息，以实现系统自动入库；

ERP系统接收MES系统提供的零部件完工信息后自动勾兑生产计划，使生产管理人员及时掌握车间任务进度。

二、MES系统与质量管理系统的集成

质量管理系统是为生产提供质量标准，并进行质量标准及其相关内容的管理与质量检查，质量管理系统的精度是产品以及车间关键点的检查；而MES则是对车间生产的每个工位、工序进行质量的跟踪及管理，MES 质量管理的精度则是每个工位、工序的质量管理。

三、MES系统与设备管理系统的集成

设备管理系统存储设备的基础信息和各类计划信息。设备基础信息主要包括设备台账信息、设备操作、日检、保养、维修规程信息、设备技术精度信息等；计划信息主要包括各类保养计划、维修计划、润滑计划等。

MES向设备管理系统提供的信息主要有作业实施信息、生产调度信息、设备状态信息和设备运行信息。通过对这些信息的统计分析，获取设备管理的决策信息，如设备故障频率、设备能力数据等。

由此可见，面临越来越严格的质量追溯和质量管理需求，MES系统就如同SPC系统一样，成为企业求生存谋发展的关键技术方案，它利用信息化的集成提高制造企业的生产效率，提升企业管理水平，降低企业的生产成本，是企业实现智能生产的重要手段，当然，MES系统并不是一个简单的系统工程，它需要与其他系统有效集成，并且选择合理的方法去实施，通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产，协助企业建立一体化和实时化的信息体系。