MES系统为何与工厂数字化转型联系紧密

随着数字化技术的发展，MES系统的定义也是在不断的变化。但是，计划调度、质量管理、生产执行以及数据采集，一直都是MES的核心功能。

工厂数字化改造，对于制造业来说并不是一场革命。很多工厂在十年前就实现了车间设备的联网，数据采集。比如我们所熟知的SCADA系统早就实现了数据的采集和监控。而且在十几年前很多工厂也已经应用了MES系统。不过随着业务和技术的发展，我们对数据采集和利用的方式发生了比较大的变化。工厂数字化改造对制造业来说更像是一次进化，一次升级。

而这一次的进化，无论是谈及工业物联网还是智能制造。车间执行层都是绕不过去的核心，而MES软件正是着力于这一层，囊括了涉及生产的几乎全部核心业务。脱离业务谈技术只是空谈。无论是工业物联网还是智能制造终极目的无不是服务于企业的业务。

一、MES系统是什么

制造执行系统（简称MES，亦为生产管理系统）MES系统主要负责车间生产管理和调度，用于跟踪和记录从原材料到成品的生产转换。

为实现MES系统现场管理、监控并实时同步执行生产指令，会将订单流程、生产计划与企业管理系统（如ERP或产品生命周期管理（PLM）系统）进行集成。

MES软件系统实时运作，可以控制生产过程的多个要素，例如物料，人员，设备和库存。更进一步讲，MES打通各系统信息，跨多个功能领域运作，例如跨产品生命周期的产品定义，资源调度，订单派工和执行，生产分析，停机管理，质量以及物料跟踪和可追溯性。

工厂通过MES管理系统提供的信息来做出更好的决策，了解如何优化车间，并不断改善运营。通过使用MES跟踪和记录生产，工厂可以创建完整电子批记录，可以清晰的追溯到岗位操作情况，偏差记录，物料流转等内容。

这对于试图不断改善其运营的任何企业都是有用的，特别在军工、航天航空、汽车电子、新材料等行业尤其重要！在这些行业中，为保证其合规生产，法律法规上可能会强制要求记录生产过程，事件，人员和操作。

二、MES系统的主要功能

尽管各系统供应商之间有所不同，但MES生产管理系统大都会提供如下的功能：

生产调度：建立统一的调度指挥中心，充分考虑生产现场的复杂性，快速应对生产变化，合理调度现场生产资源，最大限度减少生产过程中的准备时间，实现对生产的准确计算，从而实现实现管理扁平化、生产流程规范化和实时生产控制。

生产计划：实现排产信息化，实现自动、优化排产，生产优化的生产方案；进行生产计划预测，拉动物料需求计划；将排产计划反馈给制造平台；建立生产计划预警机制。

质量管理：基于制造规范标准和检验考核标准，建立事前预防、事中控制、事后改进的预防性质量管控体系。

设备管理：工厂MES系统可以自动根据设备标准，在生产前对设备进行检查；通过建立设备数据采集系统的设备运行分析机制，实现对生产过程中生产设备运行状态的监控跟踪；建立差异化设备保养模式和规范化的设备定期检修、维修体系；实施分区域的质量指标统计分析。

跟踪追溯：跟踪每个项目在生产过程中的位置、来源，零件和材料的唯一标识以及相关的设备和人员。

流程管理：管理从订单下达到在制品（WIP），到成品的生产流程，包括指导的工作步骤和工作说明。

资源分配和状态：管理资源的分配和状态，包括设备，工具，物料和工人。

绩效分析：定义和跟踪关键绩效指标（KPI），提供看板显示和数据集来进行绩效分析和监控。

系统集成：实现与ERP系统、EAM系统、SCM系统、设备管理系统、仓储管理系统等的紧密集成。

数据收集和存储：从生产中收集数据，包括生产进度，产品质量或设备状态，并将其存储在数据库。

MES作为一个信息系统，用来监控和控制工厂车间的复杂生产过程及生产过程数据流向。从订单发布阶段开始介入，直到订单交付，对订单的整个生产过程进行精确实时的追踪。在生产过程中采集产品谱系，追溯信息，在制品，设备等一些其他的车间信息，这些信息可以帮助管理人员了解当前的生产过程并且做出合理的优化。主要目的是确保生产作业过程高效执行，提高生产效率。

三、MES系统的应用场景

紧急插单：

紧急插单在生产过程中时常发生，本来生产车间的时间安排表安排得很紧，如何把订单插进去且不影响其他订单的交期，这里面需要考虑的问题很多，比如每条线的生产情况，设备作业的状态，生产的速度等，安排哪些生产线更合适。如果是人工安排是相当困难的。MES制造执行系统里及时生产排程管理，可迅速完成紧急插单情况，MES系统还可以根据自定义条件选择性排产，并下达到每个岗位。

在紧急插单生产过程中，MES系统的主要作用是根据约束条件迅速调整生产计划；企业MES系统实施的好处是提高生产调度的效率，快速响应客户的需求，从而提升企业的竞争力和口碑。

产品质量出现问题：

产品质量问题，当客户因产品质量问题投诉时，质量部门通过MES生产管理系统，提取制造该产品BOM进行分析，可追溯到具体是什么原因导致产品质量问题，如果发现该质量缺陷是由于采用了某批存在问题质量隐患的原材料，那就启动原材料不合格的质量处理流程，如果通过MES系统分析发现是某个工艺导致了产品质量问题，那么就需要优化产品工艺。

在这里MES系统主要的作用就是对产品进行产线跟踪，了解产品生产过程中的每个工序和工艺情况，追溯产品问题的根源；给企业带来的好处是快速追查产品质量的根本问题，降低企业运营风险和运行成本。

生产设备发生故障：

在生产过程中生产设备发生故障，生产工作将无法正常进行，严重影响整个生产计划，可以立刻将情况反映给生产计划部门，提请是否修改生产订单。并根据生产计划部门的意见，重新对现场的制造资源进行排除，并将制造任务下达给每个制造岗位，同时MES系统通过DNC模块实时监控设备的运行状态，加工履历，设备的利用率分析等，为提高设备利用率提供依据，做到提前预防生产设备故障。

在这里MES系统主要的作用针对设备运行进行监控，这一环节MES给企业带来的好处是快速提高企业各部门的协调协作能力和制造效率，减少因设备故障带来的损失。

大屏电子看板的作用：

生产现场电子看板，可以让现场管理者可以快速发现生产瓶颈，实现有针对性的生产优化，杜绝生产环节的各项浪费，实现企业成本的优化。同时利用可视化的图形，直观的展现生产环节的各项核心指标达成情况，让管理者可以以此为依据，逐项规划工作改进，提高生产效率。

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