MES 在离散制造业智能工厂的应用

智能工厂的快速发展越来越多地提到了MES（制造执行系统）。很多离散制造企业，比如机械制造，电子行业，汽车行业等通过实施MES，提高了生产效率和管理水平。生产过程的精益化管理也成为了可能。

企业有了ERP还需要MES做什么？什么样的系统才能称之为MES？这也许是初次接触MES的企业信息主管们最多提出的问题。实施过ERP的企业不难发现：ERP不是万能的，对于生产制造环节有很多ERP无法解决的难点。怎样实时了解生产线的状态；怎样做到工序级的生产计划调度；怎样对生产中出现的质量问题、设备问题及时、准确地做出反映；怎样了解车间工位的实时物料状态等等。像这些具体生产过程中需要解决的问题都是让ERP实施顾问们头痛的难点。MES也就是在这种背景下诞生的。

MES主要用来解决整体优化中生产计划与生产过程的脱节问题，这一问题长期以来不仅直接影响企业的生产效率，而且成为制约现代企业内部信息集成和企业之间供应链优化的瓶颈。随着MES概念的提出，软件开发商（包括有软件开发能力的设备供应商）和有开发能力的企业纷纷推出了自己的MES系统。功能上各有千秋。是不是这些系统都能适合不同企业的应用，这还需要具体的实施效果来验证。我们认为判断一个成熟的制造执行系统（即MES）主要从这几个方面。 

1.MES 承上启下

承上指的是和ERP系统或者其他软件系统是否有衔接，启下指的是和设备控制层是否紧密结合。一方面，MES可以对来自上层管理软件系统，比如ERP，MRPII的生产数据进行接收、整理。把生产计划指令传递给车间生产管理人员和底层控制层；另一方面，MES可以采集智能设备、生产线的状态数据，从而方便、可靠地将控制系统与信息系统整合在一起，并将生产状况及时反馈给计划层。

2.MES具有工序级的生产计划调度

这是MES的难点所在。工序级调度关系到设备、物料、质量、人员、工艺等很多方面。ERP（企业资源策划）系统局限于总体生产计划的编排，而没有考虑设备的实际运行状态和生产线的工艺约束，某些ERP或MRPII提供的车间级的生产计划无法细化到每一个加工中心，每一条预装线。如何合理的安排生产使得生产效率最高，如何对生产过程中的情况进行干预、处理，这就要求软件系统必须能够灵活的设置，提供车间作业计划重排功能和一套行之有效的算法。 

3.MES拥有可靠的数据采集手段

数据采集是制造执行系统的基础，通过数据采集可以收集产品生产数据、设备状态数据、了解在制品的状态。通过这些信息的分析和处理对现场的事件及时做出反应。数据采集的手段有条码扫描、RFID跟踪等。对于底层智能设备的数据采集和控制可以通过设备提供的接口访问。RS232接口、485接口、以太网接口都是常见的接口方式。越来越多的智能设备自带的软件接口也为数据的采集和管理提供了方便。数据采集的方式是多样的，如何整合进MES是值得探讨的问题之一。 

MES的概念大家也许都已经不再陌生，了解原理固然重要，更重要的是如何让这些理论应用到实际的项目中去。我们以一个实际案例作为MES应用的介绍。

1.项目实施背景

汽车行业某发动机制造工厂，拥有多条生产线，多系列的发动机，上百种机型，生产能力达到20万台每年，采用订单式混流生产。随着业务的扩展，对市场反应能力的要求不断提高，生产制造部门作为企业的利润中心，其作用也越来越明显。不仅要保证大批量客户的要求，也要保证小批量定制客户的要求。为了保证产品的质量，及时的把产品交到用户手中，都需要一套完整的管理系统的支持。

2.实施前的生产状况

★已经有一套ERP系统，计划通过文档的方式传递到生产现场。

★现场拥有一些智能设备，工人根据经验装配，采用跟单的方式记录装配数据。

★由于机型种类繁多，客户定制要求复杂，经常发生错装漏装的问题，对工人的要求非常高。 

★发动机从上线到下线一般需要2-4天时间，物料部门无法及时了解现场的物料状态，发料凭经验，经常发生现场物料堆积或者缺料的情况。

★物料倒冲不及时，导致成本核算困难。

★管理部门对现场的控制能力相对薄弱，无法及时了解各个生产区域的状态。

★由于各个智能设备厂家不一，自成体系，生产数据分散，基本上无法利用。

3.实施后的效果

★充分利用了ERP系统的基础数据，包括计划、工艺、BOM、物料等。

★ 生产计划通过MES生产计划模块接收传递到生产现场。 

★装配BOM传递到每个车间工位，工人按照提示装配。

★取消了跟单，通过自动采集、条码扫描等手段简化数据记录方法。

★物料部门根据生产段的生产情况进行发料，系统自动进行物料倒冲。

★ 提供了产品改制的处理办法。

★采用条码对产品进行跟踪，系统提供图形化实时监控发动机状态的功能。

★对于生产过程中的质量问题、设备问题、物料问题进行监控，并通过消息中心反馈给管理人员。

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