MES可以为制造企业解决什么问题

1、一、什么是MES制造执行系统 (manufacturing execution system，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、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。二、MES的由来ERPMES美国AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc)在20世纪90年代初提出的MES的概念，旨

2、在加强ERP计划的执行功能，把ERP计划通过执行系统同车间作业现场控制系统（现场控制系统包括：PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手、各种上位机软件等）联系起来。设备三、MES的定义：（一）、美国先进制造研究机构AMR（AdvancedManufacturing Research）将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”,它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态。（二）、制造执行系统协会MESA (Manufacturing Execution System Associa

3、tion)对MES所下的定义：“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。”MESA在MES定义中强调了以下三点：      1、MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一的解决某个生产瓶颈

4、；      2、MES必须提供实时收集生产过程中数据的功能，并作出相应的分析和处理。      3、MES需要与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流来实现企业信息全集成。MES的功能及在中国的发展一、MES的生成时机：由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新，一个制造型企业能否良性运营，关键是使“计划”与“生产”密切配合，企业和车间管理人员可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，作出准确的判断和快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速修正。虽然ERP和现场自动化系统已经发展到了非常成熟的程度，但是由于ERP系统的服

5、务对象是企业管理的上层，一般对车间层的管理流程不提供直接和详细的支持。而现场自动化系统的功能主要在于现场设备和工艺参数的监控，它可以向管理人员提供现场检测和统计数据，但是本身并非真正意义上的管理系统。所以，ERP系统和现场自动化系统之间出现了管理信息方面的“断层”，对于用户车间层面的调度和管理要求，它们往往显得束手无策或功能薄弱。例如，我们的生产线经常出现如下问题时，就不是自动化系统及ERP系统可以解决的了的：1、出现用户产品投诉的时候，能否根据产品文字号码追溯这批产品的所有生产过程信息？能否立即查明它的：原料供应商、操作机台、操作人员、经过的工序、生产时间日期和关键的工艺参数？2、同一条生产

6、线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动校验和操作提示以防止工人部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误？3、过去12小时之内生产线上出现最多的5种产品缺陷是什么？次品数量各是多少？4、目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？要分别供应给哪些供应商？何时能够及时交货？5、生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？影响设备生产潜能的最主要原因是：设备故障？调度失误？材料供应不及时？工人培训不够？还是工艺指标不合理？6、能否对产品的质量检测数据自动进行统计和分析，精确区分产品质量的随机波动与异常波动，将质量隐患消灭于萌芽之中？7、能否废除人工报表

7、，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码？针对以上问题，1990年11月，美国先进制造研究中心AMR（Advanced Manufacturing Research）就提出了MES（制造执行系统）概念。二、MES的定位它是处于计划层和现场自动化系统之间的执行层，主要负责车间生产管理和调度执行。一个设计良好的MES系统可以在统一平台上集成诸如生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能，使用统一的数据库和通过网络联接可以同时为生产部门、质检部门、工艺部门、物流部门等提供车间管理信息服务。系统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

8、的ERP/MES/SFC信息体系。它是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。三、MES的国内发展趋势国内最早的MES是20世纪80年代宝钢建设初期从SIEMENS公司引进的。中国工业信息化基本上是沿着西方工业国家的轨迹前进，只是慢半拍而已。几乎绝大多数大学和工业自动化研究单位，甚至于国家、省、市级政府主管部门都开始跟踪、研究MES。从中央到地方，从学会到协会，从IT公司到制造生产厂，从综合网站到专业网站，从综合大学到专科院校，都卷入了MES热潮之中。近年来，

9、随着JIT(Just In Time)、BTO（面向订单生产）等新型生产模式的提出，以及客户、市场对产品质量提出更高要求，企业开始认识到要从最基础的生产管理上提升竞争力，即只有将数据信息从产品级（基础自动化级）取出，穿过操作控制级，送达管理级，通过连续信息流来实现企业信息集成才能使企业在日益激烈的竞争中立于不败之地。目前国外知名企业应用MES系统已经成为普遍现象，国内许多企业也逐渐开始采用这项技术来增强自身的核心竞争力。四、总结制造执行系统（MES）旨在提升企业执行能力，具有不可替代的功能，竞争环境下的流程行业企业应分清不同制造管理系统的目标和作用，明确MES在集成系统中的定位，重视信息的准确

10、及时、规范流程、利用工具、管理创新，根据MES成熟度模型对自身的执行能力进行分析，按照信息集成、事务处理、制造智能三阶段循序渐进地实施MES系统，才能充分发挥企业信息化的作用，提高企业竞争力，为企业带来预期效益。MES为制造企业解决什么问题？1计划一、背景：一般未上MES的制造企业生产流程如下：                      制造型企业整体业务流程概览（绿色部分是MES涉及的部分）下面将针对以上流程阐述MES在整个流程中的应用。二、MES在整个制造业业务流程中的应用1、下达

11、采购订单（PO，下同）：1）、现状：根据制造企业的信息化水平，目前分以下几种情况：      A、未上ERP的企业：PO一般都是通过转化CO（客户订单）而来，再通过邮箱或纸制的传统方式进行传递；      B、上了ERP的企业：对于上了ERP的企业，一般在ERP中进行CO的接收和PO的转化；2）、可革新内容：目前业界很少有MES产品在此流程位置增加相关功能，当然如果可行，MES通过二次开发还是可以替代部分功能，这具体要看制造企业的信息化规划及MES产品厂商的可扩展性了。3）、评价：如果此位置使用MES，仅替代了ERP的部分功能，没有太

12、多的优势可言，但对于未上ERP的公司而言，可以实现无纸化办公，信息的可追溯性增强。2、拟定生产订单（WO，下同）：1、现状：在上了ERP，没上MES的公司，一般在下达了PO后，通过人工排产后，再通过EXCEL的方式保存下来；2、可革新内容：由于MES的生产订单需要细化到每天，生产线方能有条不紊的执行；因此，MES中必须有可以直接执行的WO；目前WO有分为两种实现方式：   1）、未上APS（高级计划排程）的公司又分为两种实现方式：                A、ERP中直接下达WO，然后再传

13、递至MES中；大部分的MES系统已经支持此功能，不需要二次开发。                B、ERP将PO下达至MES，专业的计划人员或调度人员再在MES中将PO分解成WO；此种模式在有的MES产品中需要二次开发方能实现；有的MES产品已经有相关的经验，且已经具备此功能，不需要再开发。   2）、上了APS的公司：           目前部分MES厂商已经可以根据ERP中的PO，综合物料，设备，人员，供应，客户需求，运输、产能、

14、不良率等等一切资源，给出综合的WO下达建议，此功能有的公司将之分开为APS，有的公司将之合并在MES中计划管理模块中；3、评价：上了APS的公司，需要人工再参与的机会比较少计划人员工作量相对较小、工作效率较高；但对制造企业的管理要求较高。未上APS的公司，计划人员工作量相对较大，工作效率较低，但对管理的要求较低。具体要根据企业的管理水平和具体的信息化规划而定。三、传递生产订单（WO）：1、现状：在未上MES的公司，当计划完毕后，一般计划的传递方式通过纸档的工作指令单、传递至生产线；当然也有的公司是通过邮件发送至产线，产线打印后再传递到生产线执行者。2、可革新内容：1）、在上了MES系统后，当计

15、划员在系统中维护好PO后，系统一般会自动传递至生产线员工操作界面及仓库备料员工的操作界面上，不再需要邮件发送和打印后再传递了；2）、当然，此位置的传递功能，可以在员工刷新界面时直接显示，也可以在员工操作界面做一监控任务，监控到有新计划产生时，提供弹出等功能。3、评价：未使用MES前的计划传递非常传统，沟通成本很高；如果使用了MES的功能，沟通一步到位，减少计划员及跟单员的工作量，甚至减少人员。四、接收生产订单（WO）：1、现状：在未上MES系统的公司，一般是在拿到跟单员的计划后，生产线一线负责人或仓库配料责任人安排进行生产或备料等；2、可革新内容：1）、MES同设备集成，当计划人员在MES中有

16、下达订单至指定的机台时，设备自动接收，不需要再人为干预；当然这需要设备厂商提供支持，方能够深度集成，如果不能够深度集成，也是不能实现的；此处要求在设备购买时，同设备供应商要求明白，否则后续再增加此需求，会导致项目成本的提升。2）、MES同设备不能集成，当计划人员在MES中有下达订单至指定设备时，负责该设备的操作人员在MES的操作界面接收指定的计划；但此方法一般会导致手误等原因，接收到其它机台或设备的计划，导致精益生产错误等问题；目前优秀的MES系统产品对于此种情况均有考虑，功能有日趋完善；解决方法有以下两种：       A、每台设备一个操作界面，此操作

17、界面仅代表一台设备；       B、同样的操作界面，需要员工在接收计划前先选择目前的机台是什么，然后再选择计划。3、评价：1）、对设备可以集成的MES解决方案，需要使用方或客户方有远大的信息化规划能力；目前国内的制造业有此能力的不多，如果没有强有力的信息化人才，事先规划好系统的发展方向，则会导致后期实施成本的增加（如购买此集成能力或设备改造）或者项目的质量降低或失败；建议各公司在新建工厂前，如果要实施MES，则建议联合MES厂商进行先期咨询，然后再对设备供应商进行解决方案的要求；联合MES厂商进行咨询，许多公司都以节约成本为先，希望厂商免费提供，但目前

18、众多厂商发现免费的并不能带来好的回报，因此大的公司已经在转变是以低成本投入的咨询方式进行咨询。2）、对于不能集成的MES解决方案：从使用方角度而言，第1种的解决方案最好，因为可以防止员工误选导致的生产错误，但对实施人员来讲，开发或配置（优秀的系统，界面是可以配置出来的）的工作量会随着设备数量的加大而加大。对于第2种方案，维护成本较低，但不能完全防呆；因此对于使用方而言，需要综合各方面的信息进行判断。2仓库备料五、生产订单（WO）执行： 1、仓库备料： 1）、现状： A、当仓库人员接收到邮件或打印出来的计划后，根据该材料的BOM（产品开发人员处获取），人工计算或通过

19、Excel计算当天的需求数量，然后打印出来； B、根据打印出来的备料清单执行备料工作；C、备料完成后，仓库人员配送至生产线线边库或等待生产线线边加人员至仓库领取；D、在未上MES、但上ERP的公司，通常此工作由仓管人员在ERP中手工完成过帐操作，但不能对物料追溯起到实质作用；E、在两个系统都未上的公司，通过都是Excel做的记账操作，通常是通过频繁盘点来实现库存的管理。 2）、可革新内容：A、上了WMS系统的公司；a)、上了WMS系统的公司，如果ERP或MES中下达了具体可执行的WO，那么WO也应该传给WMS系统；b)、当WMS系统接收到此WO后，可以根据BOM（当然同时将

20、BOM从ERP中传输至WMS系统中）计算该计划的备料量，并计算出来生产备料清单，同时如果同ERP集成，还可以知晓物料是否具备，以便提前向采购或供应商催促物料到位；c)、根据计算出来的各种原材料用量，提醒仓库人员扫描每种原材料的批次（或包装箱号）；实现原材料批次同计划的绑定及数量的扣除，从而实现产品与原材料的绑定；但此处只能说明该计划使用什么批次的原材料，当原材料批次存在多批时，不能追溯至具体每个产品所用的原材料；如果要追溯精确，不能使用此方法；d)、在发料或配送物料完成后，自动将发料或配送完毕的数量向ERP过账，实现ERP同WMS系统库存数量的一致。B、未上WMS系统的公司：可以在上MES系统

21、时，同时上MES的库存管理模块；一般优秀的MES系统是具备此功能的；库存管理模块的功能，类似于WMS系统的功能，一般操作流程如下： a)、当有原材料至仓库时，需要首先做一个收料的动作，即为库存接收的概念；通常是先扫描原材料物料号（如果WMS系统同SCM系统或其它供应商系统接口，在此位置是不需要扫描原材料物料号的），再扫描包装箱号进行库存的接收；b)、在a)实现的前提下，当MES中下达了可执行的WO，MES系统可以根据WO的数量，根据BOM的用量，计算出备料清单；同时提示目前物料库存是否具备；如果不具备需要提醒采购及供应商送货。 c）、然后根据计算出来的各种原材料用量，提醒仓

22、库人员扫描每种原材料的批次（或包装箱号）；实现原材料批次同计划的绑定及数量的扣除，从而实现产品与原材料的绑定；同样此处只能说明该计划使用什么批次的原材料，当原材料批次存在多批时，不能追溯至具体每个产品所用的原材料；如果要追溯精确，不能使用此方法。d）、在发料或配送物料完成后，自动将发料或配送完毕的数量向ERP过账，实现ERP同WMS系统库存数量的一致。3）、评价：A、在使用系统进行备料操作后，不仅可以自动计算出该计划的备料数量，提升了备料计算的效率及准确性，还可以自动检查库存是否恰当；当然最重要的是实现原材料的追溯及库存数量的管理； B、目前国内的企业鲜有在此处实现较为顺利的，主要原

23、因在于缺乏统一的信息化规划；C、同时做MES项目是一个革新性的项目，不可避免会对原有流程带来冲击，甚至会对流程链上的利益点带来破坏性的影响；缺乏强有力支持的MES实施项目，很难达到最后的满意；还是最后一句话，在欲实施MES项目的公司，建议做一次咨询项目，明白优缺点，再点项目的实施内容。3生产之生产实绩监控（五）、生产订单（WO）执行：1.    生产：生产是我们MES中存在的必然，目前大大小小的MES产品都是围绕生产的业务进行，目前主要的功能有以下几点：· 生产实绩监控；· 在制品监控；· 产品的追溯；· 设备管理；· 人力

24、资源管理；· 库存管理；· 品质管理；· 生产智能分析；1）、首先我们来看下生产实绩监控； A、生产现状：A）、没有生产实绩监控，不知晓生产线目前的生产实绩，不能实时知晓计划的完成情况；B）、有实绩监控的，也分成好几种情况：i.在关键的几个工序同设备集成，读取设备完成信号，然后通过LED或LCD面板，将生产实绩展示出来，计划生产数量，往往是不在面板中显示出来；ii.在某个关键的工序安装一按钮，当生产完毕一个产品时，员工通过按钮的方式进行生产实绩的上报，以展示在监控面板上；计划生产的数理，往往不在面板中展示出来；iii.也有的工厂，是有人专门定期统计，定期

25、上报；                      iv.其它。B、可革新内容：         A) 、 生产的前提是MES中已经有生产计划，在工艺流程第一个工位接收生产计划后，当工艺流程的最后一个工位扫描SN号完成时，系统自动识别当前生产计划完成一个；         B)、    生产实绩包括：等待加工的数量、已经完成的数量；     

26、;    C)、    当然扫描的工作可以是人工扫描SN、自动扫描SN，还可以是中设备集成，读取设备的每一次信息以进行识别；     C、评价：          A）、    对于没有实施MES项目的工厂，不能知晓某个计划的完成情况或不能准确知晓某个计划的完成情况；      B）、在实施的MES项目的工厂，不仅可以知晓当前计划的完成情况，还可以知晓排队等待中的生产计划，以便生产操作人员通过看板，即可知晓后续的工作任务。当然

27、，如果是同设备集成，还需要设备厂商提供同MES的接口以进行交互，否则MES也孤掌难鸣。4在制品监控（五）、生产订单（WO）执行2、生产2)、在制品监控A、生产现状：目前未上MES的公司，对于在制品的监控基本没有，或仅限于IE考虑，在某工序某时间点的在制品数量，不能识别正在加工的数量和等待加工的数量，即使可以识别也是不准确、不及时的；即使做了数量的监控，也不能监控每个产品的开始生产时间、结束生产时间、排队时间，不能协助IE部门监控产线的平衡，以进行精益生产的改善。B、可革新内容： a)    MES对于在制品的监控可以分成三种情况：等待加工的数量监控、在制品数量监控

28、、完成品数量监控； b)    MES系统通过自动、人工扫描或同设备集成的方式，可以实时知晓具体的每个产品的加工时间；还可以通过MES系统的FLOW或Routing的方式监控每个产品的排队时间； c)    以上信息来的更准确、更及时，对于我们做IE的人员来讲，做生产周期的计算，对革新生产是非常有用的。C.          评价： a)    上MES可以更准确、更及时知晓生产周期、在制品监控； b)    但实施MES时，

29、如果设备不能集成、不能增加自动扫描装置，数据的准确性很大程度上依赖的是人工操作，不仅带来整个生产效率的降低，而且数据的准确性也受质疑；如果设备不能集成，但可以增加自动扫描装置，工作效率也会大大提升，但这可能是增加了硬件的成本，相当于项目成本的加大；许多厂商在上MES项目前，均考虑自动从设备读取的功能，但在实施过程中发现大部分的设备无法接口，导致在成本的压力面前更多的选择人工扫描的方式进行在制品监控，最终导致项目的质量降低，在制品监控不能准确指导生产的革新。 c)    建议后续在实施MES项目前，工厂内部先进行自评，以选择合适的方式；如果不具备此能力时，可以花费少

30、量成本，邀请咨询公司进行咨询后实施。5在制品管理昨天有朋友咨询说，在制品监控是否可以升级为在制品管理；在此可以肯定的回答各位，可以的。当然实现也是有条件的，详解如下：关于在制品管理，目前一般的企业分为自动线、手工线或半人工半自动线；在我们实施的项目中：1.    按对客户的帮助程度，排名如下：自动线>半自动线>手工线；2.    按客户投入成本分析，排名如下：自动线>半自动线>手工线；对于在制品管理，应该是一个闭环的管理，即当生产线监控在制品不平衡时，能够通知到设备的控制系统，控制系统再下发给设备执行不平衡后的处理操作；如ABC三

31、个工序，当MES监控到C工序出现大量在制品等待加工时，会直接发送产线不平衡信息给设备的控制系统，控制系统能够根据MES提供的数据通知A工序、B工序暂停生产可减慢节拍等；当然系统执行的相关规则需要同客户方的IE部门共同制定。所谓的设备控制系统，可以是MES系统来承担此任（目前优秀的MES系统已经有此功能），也可以是其它任何的控制系统，但要实现在制品监控，控制系统一定要同MES进行接口。从上面的分析可以看出，是针对工序的在制品监控，也就是说在实施过程中，如果该工序没有设置相对应的数据采集点，也就没有办法监控到该工序所谓的在制品状况了。也就无法起到实时控制设备保证产线平衡了。自动线是最方便同MES进

32、行接口的类型，因为他可以监控到每一个工序；但这需要自动线设计时，同设备提供商、MES实施商共同商议确定整体自动线设计方针，否则后续再提，一般设备厂商是需要重新签订合同的。在设备厂商无法提供接口数据时，一般的企业会放弃自动线同MES接口事宜，在制品监控也就因此失去意义；当然有能力的企业会自己做设备改造，但这也意味着需要投入人力、物力，实施成本依然会增加。如果是手工线或半自动线，需要设置相对应的数据采集点，也就意味着要增加扫描枪、采集PC、PDA等终端硬件设备；同时还可能要增加人手去手工扫描、人工录入等操作，因此会增加项目实施的成本。6物料追溯可以直接讲，追溯是MES的基本和核心，追溯对制造企业来

33、讲，是提高产品质量，降低品质成本的基本数据来源。从追溯的批次准确度上来讲，支持精确追溯和模糊追溯；对于精确追溯批次来讲，指可以准确追溯至其中一个产品所用的原材料批次，当原材料批次切换时，也能准确追溯至切换原材料批次时所生产的那个产品。所谓模糊追溯，是指只需要知道其中一批产品所对应的其中一批或多批原材料，不能准确追溯于切换原材料时所生产的那个产品。精确追溯可以协助客户、品质管理人员、工艺开发人员在发现品质问题后，可以最大范围的缩小问题问题产品，可以精确至数量问题产品的控制。模糊追溯相对于精确追溯而言，出现问题后，问题产品数量会增大，会超过精确追溯，也就是所谓的风险增加，会出现为了避免客户抱怨，扩

34、大问题点，造成“宁可错杀三千，不可放过一人”。当然现在也有不做追溯的，那就更不易控制问题，因为根本不知道有多少问题产品。从实施角度来考虑，精确追溯的实施方式很多，一般做精确追溯需要在每生产一个产品时，就需要扫描一次所用的原材料批次或SN号（单个追溯）；当然还有一种方式是严格按WO（工单）生产，所有配送物料批次一致，数量一一同生产产品所需数量一致，但通常由于管理水平等原因，这种方式很难实现。当然采集批次或SN号的方法也会为人工和自动两种，具体要结合我们的生产线的实际自动化程度、成本承受能力来定。同理，具体我们要采取哪一种追溯方式，要看我们的生产线的自动线程度还要看成本的投入。从追溯的数量上来看，

35、又分为全部追溯和部分追溯，全部追溯的含义即所有产品的零部件全部一一扫描原材料批次，实现追溯；还有一种是仅扫描部分零部件的批次来实现追溯。对于一件成品，不可避免其零部件数量偏大，甚至上千种，上万种；如果全部追溯，就意味着如下信息：1.   所有来料的原材料需要有批次（或最小包装箱号），且所有的原材料批次均需要在原材料上或包装上做上标识；2.   所有在需要上料的位置，均需要一一扫描原材料批次，也就意味着整条产线的数据采集点要增加。对于第一个问题，由于原材料的批次或包装箱号来源于供应商；因此也就要求供应商在来料时，必须对原材料进行批次标识或包装箱号标识；相信对于很多企业来讲应该

36、是没有问题的，但对于某些原材料来源于垄断性供应商来讲，他们不执行厂商的要求（爱买不买），也就意味着追溯无法继续；对于第二个问题，是需要实施方及应用方必须知晓的事宜，由于原材料上料点可能随着零部件的数量增加而增加；即使不增加，也意味着一个点一个点会一次性扫描采集多个原材料批次，那么采集的方式如果是人为扫描，即不可避免增加人的工作量，降低工作效率；如果采集方式是自动，也需要有人或机器进行喂料操作，工作量依然加大，同时由于扫描多种原材料，生产线的节拍也是会在扫描的过程中降低。综上所述，全部追溯是对自己管理上的挑战和成本的挑战；需要应用方在选择时，自己明确自己的生产线水平，自己明白自己的管理能力和成本承受能力，再考虑是否要实现全部追溯的功能。目前大多数的企业鉴于无法要求垄断性的公司按项目要求的业务流程执行，而被迫选择部分追溯；也有部分企业考虑到成本的压力，选择部分追溯；当然部分追溯也是基于一定的考量之后决定下来的关键原材料（具体的指标有对产品安全影响的物料、有对产品关键性能影响的物料等），具体要根据