什么是MES系统

文章来源:盟思软件    时间:2017-12-05 09:33:00
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什么是MES系统
MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息系统。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、人员管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、看板管理、生产过程控制、底层数据集成等管理模块,为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造执行平台。
一、MES系统概述
制造执行系统 (manufacturing execution system,简称MES)旨在加强ERP系统中MRP计划的执行功能,把MRP计划通过执行系统同车间作业现场控制系统联系起来;现场控制包括PLC、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。
制造执行系统协会(Manufacturing Execution System Association,MESA)对MES所下的定义:
 MES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执行管理。
 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。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;
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。
 
二、MES 发展历史
80年代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。
1997年,MESA提出的MES功能组件和集成模型,包括11个功能,同时规定,只要具备11个功能之中的某一个或几个,也属MES系列的单一功能产品。
2004年,MESA提出了协同MES体系结构(c-MES)。
20世纪90年代初期,中国就开始对MES以及ERP的跟踪研究、宣传或试点,而且曾经提出了 “管控一体化”,“人、财、物、产、供、销”等颇具中国特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念,只是总结、归纳、宣传、坚持或者提炼、提升不够,发展势头不快。
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。
MES是企业信息集成的纽带,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。工厂制造执行系统MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。
三、MES 定位
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。适用于不同行业(家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药等),能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。
目前国外企业应用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。返回企业计划层与过程控制层之间的信息“断层”问题
我国制造业多年来采用的传统生产过程的特点是“由上而下”按计划生产。简单的说是从计划层到生产控制层:企业根据订单或市场等情况制定生产计划—生产计划到达生产现场—组织生产—产品派送。企业管理信息化建设的重点也大都放在计划层,以进行生产规划管理及一般事务处理。如ERP就是“位”于企业上层计划层,用于整合企业现有的生产资源,编制生产计划。在下层的生产控制层,企业主要采用自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流搬运储存设备等解决具体生产(制程)的生产瓶颈,实现生产现场的自动化控制。
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。
面对以下车间管理的典型问题,它们就难以给出完善的解决手段:
1、出现用户产品投诉的时候,能否根据产品编码追溯这批产品的所有生产过程信 息?查明: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、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? 不良品数量各是多少?
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?影响设备生产效率 的最主要原因是:设备故障?计划失误?材料供应不及时?工人培训不够?还是工艺指标不合理?
6、能否废除人工报表,自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码?
MES的定位,是处于计划层和生产现场系统之间的执行层,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排产、产品跟踪、质量控制、设备故障分析等管理功能,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的ERP/MES/SFC信息体系。
四、MES 特点
1)采用数据采集引擎(RFID、数据采集器、条形码、PLC、Sensor、IPC、PC等)覆盖整个工厂制造现场,保证海量现场数据的实时、准确、全面的采集;
2)打造工厂生产管理系统数据采集基础平台,具备良好的扩展性;
3)采用先进的RFID、条码与移动计算技术,打造从原材料供应、生产、销售物流闭的条码系统;
4)全面完整的产品追踪追溯功能;
5)生产WIP状况监视;
6)Just-In-Time 库存管理与看板管理;
7)实时、全面、准确的性能与品质分析SPC;
8)个性化的工厂信息门户(Portal),通过WEB浏览器,随时随地都能掌握生产现场实时信息;
五、MES趋势
近年来,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,MES得到更加重视。
同时在网络经济泡沫的破碎后,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,MES在国外被迅速而广泛地应用。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。
五、MES 目标
1)不下车间掌控生产现场状况工艺参数监测、实录、受控
2)生产制程品质管理,问题追溯分析
3)生产物料损耗、配给跟踪、库存管理
4)生产排程管理,合理安排工单
5)客户订单跟踪管理,如期出货
6)生产异常,及时报警提示
7)设备维护管理,自动提示保养
8)OEE指标分析,提升设备效率
9)自动数据采集,实时准确客观
10)报表自动及时生成,无纸化
11)员工生产跟踪,考核依据客观