MES-數字化工廠制造執行系統基石

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、數據采集、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

摘要:制造執行系統,簡稱MES。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數據采集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。
 
引言
MES系統自上線以來,從銷售,研發,生產,再到售后,已成為企業核心管理部分,是企業建設信息化,數字化,智能化工廠的基石。本文針對MES在企業中的作用,從管理層,控制層,運用層等角度對mes運用及正確實現進行敘述。

MES在整個企業信息集成系統中承上啟下,是生產活動與管理活動信息溝通的橋梁;MES采集從接受訂貨到制成最終產品全過程的各種數據和狀態信息,目的在于優化管理活動,從當前的視角來得到精確的實時的數據;從對實時的要求而言,若控制的時間系數為1,那么,MES的時間系數為10,ERP的時間系數為100。

在從控制系統到MES到ERP的整個信息管理系統中,ERP把裝置、人員和設備等信息及根據客戶的訂單下達工作的指令,通過MES分解工作指令,把各種控制參數和操作員指令下達給控制系統,另外一方面,控制系統要把運行/任務狀態、機械/操作員狀態過程值等信息反饋到MES,然后由MES系統檢查各種硬件、軟件、人員資源,編制制造計劃,并不斷地刷新ERP系統,使ERP實現訂單狀態、半成品狀態、質量數據、制造記錄的管理。
 
近年來在我國很多的行業如汽車、鋼鐵、煙草、等行業都興起了一種生產管理軟件,它就是制造執行系統MES,確實,因為MES能夠給用戶帶來極大的價值。在眾多工廠中,不論是國內還是國外,其管理模式這一塊目前仍由文件和人工系統進行,通常是由有經驗的管理人員執掌著工廠生產效益的鑰匙。在大多數企業管理運行中,人工系統和有經驗運行人員的判斷總是起著重要作用。但是,如今市場要求產品的品種和數量經常變化,僅僅靠人工和經驗調整生產顯然效率低、反應慢、缺乏競爭力。

圖2

而且人工系統也不可能適應產品、工藝、技術和用戶要求日趨加速的變化。由于生產運行變化非常迅速,MES的信息的及時性要求以分,甚至秒的速度進行反應,此時只靠人為恐怕不行。因此,采用MES替代人工和文件系統,解決管理與生產控制之間的斷層是必然的。
制造執行系統體系架構
圖3 制造執行系統體系架構

傳統的數據流和控制流在管理層與控制層之間存在著巨大的鴻溝。業務管理系統與車間自動化系統之間存在著信息壁壘,排產和調度過于依賴經驗,計劃的可行性和應變能力較差,生產執行過程不透明,管理層難以及時準確地獲取生產信息。所以我們要把人工系統變成MES系統,它集成了各種生產數據,通過人員的干預進行運行操作,即要從原來的人工環境,變成由人員參與管理的集成的系統,把管理層和控制層進行順暢的流通。

MES是通向成本、質量、響應、靈活綜合平衡的途徑,在當今激烈競爭的世界經濟中,要占有“最有價值”的地位,必須使企業具有最好的質量、最佳的客戶服務、最低的制造成本、快速響應以及靈活性的特點。而要達到這樣的水平,就必須在正確的時間提供正確的信息才可能進行最佳的決策。這就要求不斷地對公用的數據庫進行改善,同時讓每個部門都擁有把數據轉化為有用信息的工具。怎么能做到這些呢?唯有MES才能真正向企業提供以上這些功能。

根據MES全球協會定義,MES有12個標準功能模塊:包括數據采集、質量管理、過程管理、維護管理、勞務管理、文件管理、性能分析、生產單元調度、產品跟蹤、資源配置和狀態、運行計劃編制調度等,MES商業價值在于在生產前期可以通過優化排產來降低生產成本、縮短生產時間,在生產執行過程中,在任務分派、數據采集、生產跟蹤、質量控制、資源管理等方面實現高效的執行力和質量保證,在生產后期還可以發現問題、總結原因、持續改進,包括做統計分析和決策支持。

那么,如何保證MES成功實施呢?
其一,企業MES建設是一項管理改造工程,而非僅僅是一個以技術為主導的項目。企業信息化是對企業業務模式的重塑、管理。因此,‘統一思想’至關重要;

其二,企業在進行MES選型前進行詳細的需求分析,明確MES應用目標,目標與需求切忌大而全;

其三,必須堅持‘整體規劃、效益優先、分步實施、重點突破’的原則,借用先進的計算機技術、網絡技術、通訊技術、企業建模及優化技術進行實施,保障系統的開放性、可擴展性。

其四,考慮與企業已有管理系統的通訊、集成問題,避免出現更大或是更多的‘信息孤島’,提高企業的信息共享程度,為戰略、管理、業務運作提供支持,提高企業生產對市場需求的相應速度。

其五,MES系統建設必須以‘工廠模型’為依托,以全流程物料移動與跟蹤為主線,以設備全面全生命周期管理為中心,以安全優化生產為目標進行設計和實施,保障系統的實用性和實效性。

MES強調車間級的過程集成、控制和監控,以及合理地配置和組織所有資源,滿足車間信息化需要,提高車間對隨機事件的快速響應和處理能力,有力地促進企業信息化進程向車間層拓展。基于網絡與信息化的制造技術是未來先進制造技術發展方向之一。以MES為核心的數字化車間,利用計算機軟、硬件及網絡環境,實現產品數字化制造,可提高產品制造能力,縮短產品制造周期,降低制造成本,從而提高企業競爭能力。



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