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工業(yè)4.0下的MES系統建設
卓想軟件科技 發(fā)布于：2015-07-21 15:30:13 閱讀: 2355
在工業(yè)4.0的大背景下，制造業(yè)企業(yè)對于MES系統的建設如火如荼，但是MES系統到底怎么建，建成什么樣，企業(yè)并沒(méi)有清楚的認識，而供應商概念和版本層出不窮，企業(yè)眼花繚亂。為幫助企業(yè)撥云見(jiàn)日，下面對于當前形勢下的MES系統建設進(jìn)行初步的探討和解析。文/吳梅磊
一、 什么是MES（制造執行系統）？
MES，英文全稱(chēng)為Manufacturing Execution System，中文譯為制造執行系統，MES是美國制造研究和生產(chǎn)管理界于20世紀90年代提出的關(guān)于生產(chǎn)組織和管理的新概念。按MESA國際聯(lián)合會(huì )（MESA International）的定義，“MES能通過(guò)信息的傳遞，對從訂單下達開(kāi)始到產(chǎn)品完成的整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化的管理，對工廠(chǎng)發(fā)生的實(shí)時(shí)事件，及時(shí)做出相應的反應和報告，并用當前準確的數據對進(jìn)行相應的指導和處理”。簡(jiǎn)單地講，MES就是面向車(chē)間的生產(chǎn)過(guò)程管理與實(shí)時(shí)信息系統，主要解決車(chē)間生產(chǎn)任務(wù)的執行問(wèn)題。
二、 為什么要建設MES？
經(jīng)過(guò)多年的信息化建設，各生產(chǎn)制造企業(yè)在管理信息化領(lǐng)域，尤其是ERP領(lǐng)域投入了大量的精力和財力，在企業(yè)內部業(yè)務(wù)運轉、各部門(mén)有效協(xié)同方面取得了較好的效果。但是在傳統的生產(chǎn)制造領(lǐng)域，尤其是車(chē)間管理方面還存在較大的問(wèn)題，主要體現在以下幾個(gè)方面：
?。?）生產(chǎn)執行與計劃經(jīng)常脫節。企業(yè)車(chē)間管理面臨的一大問(wèn)題就是業(yè)務(wù)系統中生產(chǎn)計劃與實(shí)際車(chē)間執行嚴重脫節，導致計劃與執行兩種皮，計劃指導作用較差。
（2）生產(chǎn)過(guò)程管理不夠精細。對于部分產(chǎn)品質(zhì)量追溯要求高的企業(yè)，精細的質(zhì)量追溯要求追溯到單件產(chǎn)品、單臺設備、單個(gè)人員，傳統的ERP質(zhì)量追溯到批次不能滿(mǎn)足此要求。
（3）生產(chǎn)要素管控不強。制約企業(yè)生產(chǎn)能力的一大因素是設備能力，ERP系統雖然實(shí)現了對設備的事前、事中、事后的全過(guò)程管理，但是這種管理還是依靠人工進(jìn)行，缺少對設備的狀態(tài)信息的及時(shí)監控與反饋，生產(chǎn)過(guò)程中的設備問(wèn)題不能及時(shí)反饋到業(yè)務(wù)管理系統，導致計劃編排出現偏差。
（4）生產(chǎn)執行數據傳遞不及時(shí)、不準確。即便企業(yè)應用了ERP系統，但是車(chē)間完工報表的填報還是依靠傳統的人工錄入方式進(jìn)行，存在數據不準確和不及時(shí)的現象。
（5）車(chē)間生產(chǎn)智能程度不高。企業(yè)ERP建設后，與企業(yè)自動(dòng)化設備之間存在斷層，導致企業(yè)在縱向管理上數據鏈斷裂，車(chē)間生產(chǎn)缺乏大腦的指揮，企業(yè)大腦也缺少車(chē)間自動(dòng)化設備及數據的支撐，整體智能化水平不高。
而MES從本身定位上講，就是為了解決這些問(wèn)題誕生的。MES有以下主要特點(diǎn)：
?。?）MES是生產(chǎn)活動(dòng)與管理活動(dòng)信息溝通的橋梁，填補了計劃與控制的鴻溝，建立了計劃與生產(chǎn)之間承上啟下的“信息樞紐”。
?。?）MES采集從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過(guò)程的各種數據和狀態(tài)信息，目的在于優(yōu)化管理活動(dòng)，對隨時(shí)可能發(fā)生變化的生產(chǎn)狀況做出快速反應。
?。?）MES改善設備投資回報率，以及改善及時(shí)交貨、庫存周轉、毛利和現金流通性能。
三、 MES與ERP的聯(lián)系與區別
對于ERP與MES的功能，ERP廠(chǎng)商與MES廠(chǎng)商各執一詞，兩者互相滲透。為有效界定兩者之間的聯(lián)系與區別，國際自動(dòng)化學(xué)會(huì )ISA發(fā)布了ISA-95標準，對企業(yè)信息化各個(gè)層次進(jìn)行了清晰的界定，明確了MES系統的基本功能，如下圖。
根據上圖所示，同時(shí)結合制造企業(yè)關(guān)心的三個(gè)問(wèn)題“生產(chǎn)什么？生產(chǎn)多少？如何生產(chǎn)？”來(lái)看：ERP回答的是前兩個(gè)問(wèn)題“生產(chǎn)什么和生產(chǎn)多少”，而MES回答是“如何生產(chǎn)”的問(wèn)題。其中“如何生產(chǎn)”（可以生產(chǎn)什么？在什么時(shí)間生產(chǎn)什么？在什么時(shí)間已生產(chǎn)什么？質(zhì)量如何？效益如何？）由生產(chǎn)現場(chǎng)的過(guò)程控制系統“掌握”。
對于“計劃”如何下達到“生產(chǎn)”環(huán)節，生產(chǎn)過(guò)程中變化因素如何快速反映給“計劃”，在計劃與生產(chǎn)之間需要有一個(gè)“實(shí)時(shí)的信息通道”，MES（制造執行系統）就是計劃與生產(chǎn)之間承上啟下的“信息樞紐”。只有在MES提供了詳盡的生產(chǎn)狀況反饋后，ERP才能有效地運作計劃的職能。
從時(shí)間因素分析，ERP等計劃系統考慮的問(wèn)題域是中長(cháng)期的生產(chǎn)計劃（時(shí)間因子＝100倍），執行層系統MES處理的問(wèn)題域是近期生產(chǎn)任務(wù)的協(xié)調安排問(wèn)題（時(shí)間因子＝10倍），控制層系統則必須實(shí)時(shí)地接收生產(chǎn)指令，使設備正常加工運轉（時(shí)間因子＝1倍）。它們相互關(guān)聯(lián)、互為補充，實(shí)現企業(yè)的連續信息流。
四、 如何建設MES？
企業(yè)如何建設好MES系統，并達到預期的效果？筆者提供如下建議做參考：
首先，企業(yè)核心管理人員應對MES有一個(gè)清楚的認識。在準備建設MES系統之前，企業(yè)主要人員應該對“MES到底是什么？有什么用？怎么做？”有一個(gè)清晰的認識，避免被供應商誤導。在具體選型之前，進(jìn)行必要的可行性論證必不可少，避免對項目的盲目樂(lè )觀(guān)和范圍擴大化，識別其中的技術(shù)難點(diǎn)，提前組織攻關(guān)或對供應商進(jìn)行關(guān)鍵內容的考察，樹(shù)立“以我為主，合作共建”的建設思路。
其次，企業(yè)應對MES解決的問(wèn)題及需求有清晰的定義。企業(yè)兩化融合建設到底存在哪些問(wèn)題？哪些問(wèn)題是MES系統可以解決？哪些問(wèn)題不是MES系統解決的？MES系統與其他系統如何銜接？數據如何傳輸？針對這些內容企業(yè)都應該有清楚的識別，對于這些問(wèn)題到底能解決到什么程度，企業(yè)也應該有正確的認識，并作為后期項目選型和驗收的依據。
再者，企業(yè)應對MES廠(chǎng)商要進(jìn)行綜合的認識和考量。MES系統的建設涉及到軟件、工業(yè)通訊、傳感設備、現有設備改造等內容，需要既懂自動(dòng)化、又懂信息化的專(zhuān)業(yè)團隊，既要考量人的能力，還要考量設備的可靠性，同時(shí)還要考量技術(shù)的可行性和經(jīng)濟性，與傳統的信息化選型和建設存在一定差異，必須進(jìn)行全面、綜合的評比和考察。
最后，企業(yè)應對MES系統建設采用適當的上線(xiàn)策略。MES系統建設是一項復雜的系統工程，在實(shí)施時(shí)應綜合考慮上線(xiàn)時(shí)機、切入點(diǎn)、階段劃分等，采用“總體規劃、分布實(shí)施”的策略，避開(kāi)生產(chǎn)高峰期，模塊實(shí)施采取先易后難、先試點(diǎn)后推廣的策略，先實(shí)現數據采集、再實(shí)現計劃調度，最后實(shí)現精益生產(chǎn)、智慧生產(chǎn)，確保系統建設整體有序、相關(guān)投資物有所值。
五、 小結
在打造智能制造的過(guò)程中，MES系統的建設必不可少，與其他的信息系統建設一樣，關(guān)鍵是企業(yè)本身要有正確的認識，對MES系統建設效果有合理的預期，避免盲目貪大求全，采用合適的策略，確保系統可用、適用、好用。
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