5.3 ERP与MES

知识要点 1、MES的概念、地位与作用； 2、MES的核心功能； 3、MES的技术特点； 4、MES的发展趋势

讲述内容 一、认识制造执行系统MES 二、MES的特征与核心地位 三、MES的技术架构 四、生产企业MES的技术特点

一、认识制造执行系统MES 制造执行系统（Manufacturing Execution System，简称MES），是美国管理界上世纪九十年代提出的新概念。MES国际联合会对MES的定义是：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，同时还能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。MES是支撑企业生产管理层业务运行和管理的系统，它是处于计划层和现场自动化系统之间的执行层，主要负责现场生产管理和调度执行。

制造执行系统 (manufacturing execution system， 简称MES）是美国AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc．)在1990年11月提出的，旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划同车间作业现场控制，通过执行系统联系起来。这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。MES系统设置了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。

思考     为什么很多企业往往都存在这样的困惑：上了一堆的信息化软件（ERP、CRM、SCM、PLM），买了一堆先进的自动化设备，为什么产品成本、生产周期、产品品质还是得不到有效的控制？生产过程还是得不到全程控制？产品生产或用户使用过程中出现质量问题还不能被追溯？ 问题到底出在哪?经过分析发现: （1）信息孤岛，ERP计划与车间实际生产脱节，计划不具有指导生产的作用，严重阻碍了企业信息一体化的总体目标； （2）现场作业排产能力低下，解决不了插单问题，无法快速响应市场变化；

思考 （3）生产线信息孤岛问题严重，自动化设备单机采集，无法实现车间集中采集、监控、调度，使得生产过程不透明，无法评估车间的生产状况，无法提供生产决策支持信息，从而无法很好的控制过程质量无法事前预防不良； （4）无法有效追溯生产过程中每台机器的人、机、料、法、环、质量等生产信息，从而不能很好的开展质量持续改进和售后服务； （5）无法有效管理车间的全部生产资源，包括设备、人员、刀具等，实时进行这些资源的监控和生命周期管理； （6）无法做到拉式精益生产，拉式备料，实现零库存，降低库存压力。

分析 管理工作的好坏其本质不在“计划”，而在于“执行”，再好的计划没有有效的执行也是不会有“成就”的。“生产现场的有效管控”，往往是企业容易缺失的重要一环。参照成功的企业诸如世界500强的成功经验后不难发现：在制造业日益激烈的竞争压力下，优化产品的制造过程一直是企业的重要增值点，对于需要迫切提升竞争力的中国制造企业来说，这一点尤为重要！

MES的地位 MES是位于企业上层ERP与底层设备自动控制系统之间的管理系统，“MES的目标是为企业提供快速反应的、有弹性、精细化的生产管理环境，协助企业保证产品质量，提高劳动生产率，降低资源消耗，从而实现先进制造的管理要求。” 理解：MES是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。 MES广泛应用于纺织、冶金、化工、医药等自动化设备应用较为广泛的流程性行业。

MES的地位 目前，国内很多企业在进行以ERP系统为标志的信息化建设的同时，忽视了与过程控制层直接相连的成熟的MES系统的支撑，使得ERP系统不能及时地掌握到工厂发生的实际情况，成为空中楼阁，这也是许多企业信息化失败的重要原因之一。国外一些先进的制造型企业信息化结构日趋统一在EPR/MES/PCS的架构下，MES在企业信息化中起到了越来越重要的核心关键作用。而国内在MES研究方面则还处于起步阶段，这主要是因为MES具有明显的行业特征；MES与企业的管理方式密切相关，由于没有一个统一的实施标准，各企业的MES的功能架构各异。

二、MES的特征与核心功能 MES是美国管理界上世纪九十年代提出的关于制造业企业信息化的新概念，它通过计划监控、生产调度，实时传递生产过程数据，以实现对生产过程中出现的各种复杂问题的实时处理，在制造业信息化中起到了关键作用。如果用一句话来概括MES的核心功能的话，就是：计划、调度加实时处理。

MES的特征 MES处于中间层，其特点是：

MES的核心功能

MES的核心功能 1）整体优化的计划与设计 一体化的合同计划、材料申请计划、作业计划、发货计划、转库计划，对产品进行质量设计、生产设计、材料设计等等 2）事件触发的实时数据处理 数据是MES的基础与生命，MES的信息不但要具有完整性，也就是该收集的信息都收集到，而且，还要具有时序性、时效性与实时性。按事件进行管理，实时地收集生产实绩。所有生产事件的集合就构成了一个现实工厂的生产模型

3）应对突发事件的实时调度 对突发的故障紧急处理提供手段，对计划进行动态调整，对操作作业进行指导 4）生产状态的实时监控 主要监控设备的运转状况、在制品的质量状况、合同进度的情况等等

三、MES的技术架构 MES是从企业经营战略到具体实施之间的一道桥梁，它针对企业生产运行、生产控制与管理信息不及时、不完全、生产与管理脱节、生产指挥滞后等现状，实现上下连通现场控制设备与企业管理平台，实现数据的无缝连接与信息共享；前后贯通整条生产线，实现全生产过程的一体化产品与质量设计、计划与物流调度、生产控制与管理、生产成本在线预测和优化控制、设备状态的安全监视和维护等，从而实现整个企业信息的综合集成，从而对生产过程实现全过程高效协调的控制与管理。

企业资源计划（ERP） 制造执行系统（MES） 转炉 PCS系统 热轧 冷轧 生产计划 企业资源计划（ERP） 制造执行系统（MES） 订单要求 生产结果 转炉 PCS系统 ………… 生产实绩 热轧 冷轧

四、生产企业MES的技术特点 生产企业MES的技术特点 ☆ 较强的一体化计划编制功能和实时动态优化功能； ☆ 具有较强的与ERP系统及PCS系统的集成性； ☆ 能广泛适用于企业各种生产线，包括板材、线材、型钢、钢管等不同的生产线和单制程、多制程、直接热装热送、短流程轧制等各种流程； ☆ 满足敏捷制造的实时性，大量采用实时处理技术，无论是计划调度、质量判定还是生产实绩收集、成本核算都由生产中发生的事件触发，进行实时记帐和即时处理。

在具体实现上，具有以下技术特点： 1）建立产品规范体系，真正实现按用户需求进行产品设计 为贯彻全面的质量管理理念，需要建立产品规范管理体系；产品规范支持销售系统订货处理，并规范产品的品名、标准、牌号、表面特性等，确保从合同到标签、质保书的统一引用。建立企业产品规范管理体系，是实现全面质量管理的关键技术。 2）自动的合同处理与设计技术 合同处理在产品规范系统和行业规范的支持下，自动对销售下发生产的用户合同进行产品的质量设计和生产设计，设计合同的加工工艺途径及合同产品从材料准备、生产、检验、发货、出厂等全过程的工序工艺控制参数、检化验要求等作业指令，以及各工序的物料重量和合同的工序批量，实现全自动的合同处理技术。

3）产品质量判定的自动处理技术 对产品的最终放行条件作了规定，对于同一种产品，可以针对不同的用户、不同的用途分别制定不同的放行条件，真正体现了按用户进行质量管理模式。 根据质量设计结果的放行标准和对产品的检验实绩，实现对产品实物的自动质量判定。 4）实时动态的合同执行进程跟踪管理技术 根据合同处理结果及生产实绩的实时合同记账作业，对合同各工序生产批量进行动态平衡，实时监控合同进度，动态反映合同的批量、通过量，合同跟踪从销售、质量、生产、出厂直到财务结算为止，真正实现实时动态的合同跟踪。

五、MES未来的发展趋势 MES的发展趋势： 可集成性、 可配置性、 可适应性、 可扩展性、 可靠性。

具体表现在以下几个方面: 1) MES系统与周边系统的可集成性，并可以与各种厂家、各种类型的周边系统平滑连接； 2）流程行业，如钢铁、化工等企业是MES的重点，后面的应用行业（范围）作进一步扩大； 3）MES融入了流程行业的专有关键技术，如一体化计划、全面质量管理技术、动态成本控制技术、设备故障监测与分析等，以满足解决生产现场各种复杂问题的需要； 4）通过面向对象技术、组件技术的应用，大大增强企业MES的可裁减性与适应性。 5）向下拓展，进一步增强与操作设备的集成，加入如冶金模型库及设备级控制指令等， 成为流程制造业自动化综合系统的完整解决方案。