中国制造执行系统的应用现状分析

关键词： 制造执行系统 全球化 现代化 企业

中国制造执行系统的应用现状分析（共8篇）

篇1：中国制造执行系统的应用现状分析

中国制造执行系统的应用现状分析

在经济全球化、市场全球化的必然趋势下我国部分行业如化工、钢铁等等面临严峻的竞争

形势和经历着深远变化的生存发展要求转变与趋势相符的现代管理思路建立现代管理理

念引进现代管理决策机制提高核心竞争力已经成为企业最迫切的要求和机遇所在。观察

世界生产管理模式的发展趋势可以清晰的得出企业行为势必从单项、局部的改善向着综合、集成的优化转变尤其是计划、组织、控制三大职能的整体优化更是企业实现经营目标和获

得竞争优势的难点和重点制造执行系统(Manufacturing Execution System)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。

一、MES的产生及发展

1MES的产生背景

自上世纪八十年代以后伴随着消费者对产品的需求愈加多样化制造业的生产方式开

始由大批量的刚性生产转向多品种少批量的柔性生产以计算机网络和大型数据库等IT技

术和先进的通讯技术的发展为依托企业的信息系统也开始从局部的、事后处理方式转向全

局指向的、实时处理方式。在制造管理领域出现了JIT、LP、TOC等新的理念和方法并依此

将基于定单的生产扶正、进行更科学的预测和制定更翔实可行的计划在企业级层面上管

理系统软件领域MRPII以及OPT系统迅速普及直到今天各类企业ERP系统如火如荼的进行

在过程控制领域PLC、DCS得到大量应用也是取得高效的车间级流程管理的主要因素。可以

说企业信息化的各个领域都有了长足的发展但是在工厂以及企业范围信息集成的实践过程

中仍然难以解决这一瓶颈带来的各种问题在计划过程中无法准确及时地把握生产实际状

况另一方面则在生产过程中无法得到切实可行的作业计划做指导工厂管理人员和操作人

员难以在生产过程中跟踪产品的状态数据、不能有效地控制在制品库存而用户在交货之前

无法了解定单的执行状况。产生这些问题的主要原因仍然在于生产管理业务系统与生产过程

控制系统的相互分离计划系统和过程控制系统之间的界限模糊、缺乏紧密的联系。针对这

种状况1990年11月美国的调查咨询公司AMR首次提出MES的概念为解决企业信息集

成问题提供了一个被广为接受的思想就是我们今天要谈的制造执行系统。

2MES的发展历程

20世纪80年代后期随着计算机技术和网络技术的迅速发展流程工业控制中出现了

多学科间的相互渗透与交叉同时信号处理技术、计算机技术、通信技术及计算机网络与

自动控制技术的结合使过程控制开始突破自动化孤岛模式出现了集控制、优化、调度、管

理和经营于一体的综合自动化新模式。

20世纪90年代随着计算机技术的日新月异计算机集成生产系统的研究已成为自动

化领域的一个前沿课题。1995年美国、日本、西欧等国已有100多家炼油、化工企业在实

施CIMS计划推动了流程工业综合自动化系统在实际生产中的应用。通过计算机网络向上

下游、产供销一体化或集成化方向发展意大利AGIP石油公司提出了以数据模型为核心的工厂信息集成系统方案信息采集从底层到上层从供应链的源头到尽头而计算结果和指

令则从上层一直传递到底层。它以面向数据而非面向应用的模型为核心系统连接实时

数据库和关系数据库对生产过程进行过程监视、控制和诊断、环境监测、单元整合、模拟

和优化。并在管理决策层进行物料平衡、生产计划、调度、排产、企业资源计划、离线在线

模拟与优化等。

流程工业综合自动化系统的理论和技术经过多年的研究发展特别是经过实际应用的考

验已逐步形成合理的体系结构其结构框架已由下图所示的五层Purdue模型演变为

ERP/MES/PCS三层结构。目前这已成为西方先进工业国家流程工业综合自动化系统理论和

产品的主流框架。

在Purdue模型中流程工业综合自动化系统自下而上从功能上分为过程控制、过程优

化、生产调度、企业管理和经营决策五个层次将生产过程和管理过程明显分开。虽然这种

体系框架在流程工业综合自动化系统的发展过程中起过很大的推动作用但随着研究与开发的深入它在综合自动化系统的设计和应用实践中遇到了较大问题。在流程工业企业的生产

经营活动中除了底层的过程控制与顶层的企业管理和经营决策外在中间层次是很难将生

产行为与管理行为截然分开的。因此在牵涉到大量既有生产性质又有管理性质的信息时

根据五层结构模型就很难明确划分应该属于综合自动化系统的哪一层次这就造成了流程工

业综合自动化系统研究与开发过程中概念的混乱和标准的难以统一。

ERP/MES/PCS三层结构较好地解决了上述问题。这一结构将流程工业综合自动化系统划

分为考虑生产过程问题的过程控制系统PCS考虑企业经营管理问题的企业资源计划ERP

以及考虑生产与管理结合问题的中间层生产执行系统MES。这样就使流程工业综合自动化

系统中原来难以处理的具有生产与管理双重性质的信息问题得到了解决。

3MES的定义

国际制造执行系统协会Manufacturing Execution System AssociationMESA对

MES的定义是“MES提供为优化从订单投入到产品完成的生产活动所需的信息。MES运用及

时、准确的信息指导、启动、响应并记录工厂活动从而能够对条件的变化做出迅速的响

应、减少非增值活动、提高工厂运作过程的效率。MES不但可以改善设备投资回报率而且

有助于及时交货、加快库存周转、提高收益和现金流的绩效。MES在企业和供应链间以双

向交互的形式提供生产活动的基础信息。”

如此定义道出了MES的设计、开发、实施都是围绕企业生产----这一为企业直接带来

效益的价值增值过程进行的而针对目前企业信息化建设过程中通常对生产环节的重视不够的情况我们研究所开发的目前国内唯一针对大型流程企业的专业MES系统以其精心的设

计、完善的实施以及良好的维护等为MES的兴起迎来了良好的开端。

美国的权威机构先进制造研究中心AMRAdvanced Manufacturing Research提出的

MES是位于上层的计划管理系统与工业控制系统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和跟踪以及所有资源人员、设备、物料、客户需求等的当前状况。AMR于1992年提出了三层的企业集成模型将企业分为三个层次计划层

MRPII/ERP执行层MES控制层Control。计划层强调企业的计划它以客户

定单和市场需求为计划源充分利用企业内部的各种资源降低库存提高企业效益执行

层强调计划的执行通过MES把MRPII/ERP与企业的现场控制有机地集成起来控制层强调

设备的控制如PLC、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等的控制。

4.MES的作用

制造企业关心三个问题生产什么生产多少如何生产企业的生产计划回答的是前

两个问题“如何生产”由生产现场的过程控制系统掌?

篇2：中国制造执行系统的应用现状分析

随着制造业信息化建设的展开，很多企业已经重视并有效地应用了以MRP IFERP 为代表的企业资源计划管理软件和以监控和数据采集为主的生产过程监控软件。在目前的ERP 系统中，资源和计划管理是重要功能，但几乎不涉及车间内部具体生产活动的管理(如生产单元间的资源调配、计划执行、生产监督等)。企业生产管理软件和制造单元控制软件之间不能有效集成，上层ERP 软件系统精确的生产数据不能从生产车间得到支持，而制造控制单元又常常不能及时得到指令来调整工作状态，形成了上层信息不能直接传输到生产和设备控制系统的局面，严重影响了制造企业生产和信息化的进程。20世纪90年代发展起来的企业制造执行系统(MES)打通了这一瓶颈，并已得到学术界、工业界的普遍重视和认可，成为企业信息化的热点之一。制造执行系统(MES)

EPR(企业资源计划管理)，JIT(准时成产)及OPT(最优生产技术)等理论和方法以及基于这些理论和方法的生产管理系统，为企业的生产管理提供了有效的方法和工具。ERP，JIT及OPT等强调企业的计划性，生产管理则强调生产计划的执行性及生产现场数据的采集和反馈，因而，生产管理和控制必须寻求新的模式。20世纪90年代，美国先进制造研究机构(AMR)提出了制造执行系统(MES)概念。国际MES协会对MES的定义为:MES使用实时精确的数据，优化从订单到产品完成的整个生产过程，对工厂的全部生产活动进行指导、反映和报告。

通过对变化情况的快速反应，减少无附加值行为，提高工厂运行和处理的有效性。MES能够提高投资回报、提高利润率、加快资金的流通和减少库存。美国国家标准协会(NIST)对MES的定义为:从生产计划/工单下达到成品产出的整个过程中，采集所有软件和硬件数据，保证能够完成生产管理以及生产优化。

MES解决了生产作业计划的制定、执行和生产指挥调度，生产过程中的突发事件的处理，生产过程中的工艺标准的执行，产品质量的控制，设备运行情况的掌握，产量、在制品、生产消耗的统计，生产线人力资源状况，原料、材料、成品的库存等生产管理者最关心的问题。

MES系统的基本功能模块包括工序详细调度，资源分配和状态管理，生产单元分配，过程管理，人力资源管理，维护管理，质量管理，文档控制，产品跟踪和清单管理，性能分析和数据采集等，具体如图ME S在计划管理层(EPR)与底层控制(CP)S之间架起了一座桥梁，其功能如图2所示。一方面，MES可对来自MPR IFEPR 的生产管理信息进行细化、分解，形成操作指令传给底层;另一方面，MES可以通过Pcs采集设备、仪表的状态数据和控制资源的实时动态管理，将制造系统与信息系统整合在一起，把生产状况及时地反馈给计划层，进行作业的动态调度，形成ERP/MES/PCS3层为核心的企业信息集成系统。MES在制造业信息化中的应用

企业制造执行系统的建设是企业信息化发展的关键环节，是企业从工艺控制、制造过程控制向信息化与全面综合自动化发展的必然之路。现在，制造业信息化系统已从初级的MIS发展到以生产控制、调度、优化、营销、经营和决策等为一体的企业综合控制自动化系统，企业的框架结构由经营层ERP 系统、生产层MES系统及控制层PCS系统组成。MES作为执行机构，对生产命令下发到产品完成的整个生产过程进行优化，实时地将生产过程信息反馈给上层系统，其时间维度主要集中在班组和生产执行部门。提升管理水平

制造企业在实施MES以后，生产管理将会上升到一个新的水平，归纳起来主要有:

(1)提高了生产管理的技术含量和企业的信息化水平，适应现代化企业生产管理需要。

(2)根据生产现场的实时数据进行排产和调度，提高了排产和调度的效率。

(3)提高了生产管理的实时性、科学性。

(4)实现了物料跟踪。

(5)加强质量控制。

(6)为计算生产成本提供了依据。

(7)为建立数字化企业提供了坚实的基础。

效益分析

制造执行系统国际联盟组织MEAS调查结果表明，企业实施MES以后，带来的效益主要表现在:

(1)生产周期缩短45%(6%的被调查企业)。

(2)数据输人工作减少57%(6%的被调查企业)。

(3)半成品的积压减少24%(57%的被调查企业)。

(4)交接班的纸面工作减少16%(36%的被调查企业)。

(5)缩短生产提前期35%(36%的被调生产过程进行优化，实时地将生产过程信息反馈给上层系统，其时间维度主要集中在班组和生产执行部门。MES系统的实施

3.I MES在中国的现状

目前，在企业信息化中起呈上启下作用的MES主要停留在MES思想、内涵以及体系结构方面的研究上，软件开发和应用还比较薄弱。我国对车间层、单元层的研究大都偏重控制模型的研究，很少从MES角度研究开发面向制造过程的集成化管理和控制软件。在MES技术研究上，国内外差别并不是很大，但在应用上大多还停留在制造设备的集成、状态监督和控制阶段，MES产品开发和应用还处于起步阶段。

目前，MES主要应用在电子、汽车、食品及医药加工等离散制造企业。国内MES市场还处于刚起步阶段，应用面窄量少。通常制造执行系统是以ERP 与企业自动化设备集成为主要目标的。3.2 如何实施MES系统

企业经过项目立项、论证并决定实施MES系统后，应对MES的实施进行总体规划，确定总体目标，对实施工作做出总体安排囚。MEs的实施进程如图3所示。

(1)成立MES项目实施小组。MES的实施涉及到企业生产过程的各个环节，部门与人员之间的协调十分重要，因此成立项目小组是必要的。项目小组主要完成MES项目的规划、组织、协调和培训工作，确保项目按计划、分步骤地顺利实施。项目组成员应全程参与MES的实施，配合与协调项目工作的进行，负责具体的项目实施工作。政策的贯彻执行通过高层管理人员直接渗透的，实施MES要有高层管理者的支持，每个部门要有管理者来负责公司决策的实施。

(2)选择MES供应商。选择适合企业的管理软件、寻求有实力的软件公司作为供应商是前期的重要工作。应选择技术力量雄厚并且熟悉企业业务流程的软件厂商合作，并着重考察软件商解决实际问题的能力，另外，要考察软件供应商的生存能力。

(3)业务流程重组与系统开发。实施MES后，企业的生产管理模式会有很大变化，必须对企业的业务流程进行重组，对于职能重叠的部门合理分工、明确职责，这样才能保证信息及时处理，使MES系统达到最好的运行效果。由于每个企业的情况不同，一定要配合软件厂商做好MES的业务需求调研工作，这样，厂商才能开发出真正适合企业的MES软件系统。

(4)全面的人员培训。MES实施涉及到计算机、企业管理及车间现场操作等人员，这些人员的知识层次、业务水平、对MES的认识及计算机应用水平均有差别，为保证MES顺利实施，必须对相关人员进行培训。一是要培训员工对MES的了解、认识与操作;二是要学习现代生产管理方式，转变观念、优化工作方式;三是重点培训项目组成员，让他们到企业外面参观培训，切实保证培训效果。

(5)重视数据准备。MES系统强调生产管理与协调，与生产相关的基础信息(如物料、设备、工艺路线及质量标准等)必须录人计算机，并针对这些数据建立科学的编码体系。基础数据的准确与完整是MES系统运行的基础，必须把数据准备工作做好、做细。

(6)模拟运行与用户化。MES系统开发基本完成后，应进行计算机模拟运行，测试模拟运行效果，发现问题及时修改完善程序。在模拟运行期间，企业的计算机技术人员应该全程参与并接受软件供应商的培训(包括系统、数据库、开发工具、服务器及网络等)，使计算机人员尽早掌握MES系统的维护方法;然后进行现场模拟运行，培训MES用户，最后进行考试检测，以了解用户应用MES系统的水平。

(7)EMS系统试运行与系统切换。系统试运行期间会发现很多新问题，这时要找出问题的原因，提出间题的解决方案，对软件进行维护完善，然后再试运行、发现问题和解决问题，直到MES系统能够稳定运行。在该过程中，对计算机人员、管理人员及用户的培训要持续进行，尽早使企业的人员能正常使)用和维护MES系统。经过一段时间运行后，MES系统运行稳定，就可以进行系统切换正式运行了。结束语

篇3：中国制造执行系统的应用现状分析

当前, 烟草行业在生产管理、设备管理、质量管理和绩效管理方面面临巨大的技术挑战, 急需应用信息化技术提升管理水平。在卷烟生产加工过程中, 全面实现核心数据自动化采集、实时分析和调整, 不断提升智能化控制水平。在生产管理方面, 运用先进的生产管理技术, 积极响应市场需求, 提高生产组织效率, 缩短生产准备时间, 合理安排生产要素, 保证卷烟加工均衡生产和加工过程的稳定, 提高精细管理、精益制造、柔性生产水平[1,2]。设备管理档案需要改变传统单一低效的资料记录, 充分利用信息化技术, 对设备单机运行、维修、消耗、产出等全过程实行分析评价。在质量控制方面需要有效采用先进的质量控制技术和方法, 全面控制制造过程, 实现质量工艺参数化、过程化。在物耗控制方面, 通过信息技术, 实现成本控制即时化、精细化管理, 使原料、辅料、半成品、在制品、产品再生产以及物流等各环节得到有效追踪, 不断降低产品制造过程的消耗, 优化制造成本[3,4]。本文从制造执行系统应用的角度, 研究并提出了烟草行业信息化管理的新方案。

1 烟草行业制造执行系统概述

生产执行系统是位于企业上层资源计划系统与底层工业控制系统之间的面向生产现场的管理信息系统, 是管理和优化从任务下达到完成加工整个生产活动的硬件和软件的集合。它在ERP与制造单元的过程控制系统之间构筑一座桥梁, 连接企业上层管理与生产车间之间的信息, 实现管理活动与生产活动间的及时沟通。

烟草行业的MES以生产实时数据采集为基础, 集成卷包、制丝、动力能源、物流等生产环节, 提高各部门各系统间协调指挥能力, 使计划、生产、调度、资源分配更加科学、准确, 保障生产的连续性、可控性, 使生产过程数字化、透明化。实现生产作业计划编制与执行、资源调度优化、产品质量全过程分析与跟踪、生产设备动态运行管理、在制品管理、能源供应控制、操作管理以及底层生产现场数据的转换、存储、分析和发布等数据集成和应用[5,6]。

2 烟草MES概要设计

烟草制造执行系统主要包含以下模块:计划管理、生产调度管理、物料管理、配方工艺管理、质量管理、设备运行管理、在制管理、生产追踪、生产监控、统计分析与报表、数据采集与处理、领导查询。如图一所示。

其中, 计划管理、生产调度管理、物料管理、配方工艺管理、质量管理、设备运行管理、在制管理、生产追踪及生产监控是关键模块。这些模块能够对实际生产造成较大影响, 如果进行信息化升级, 能够有效地提高生产和管理的效率。

3 烟草MES主要模块设计

3.1 计划管理

计划管理负责生产计划的接收、分解、下达等操作。计划管理包括的功能有:短期生产计划接收管理、短期生产计划排产管理、卷包日排产计划管理、制丝日排产计划管理。

生产计划由上级部门发起, 生产厂具体执行并反馈。上级管理部门根据营销计划制定年生产计划, 然后将年生产计划分解为月生产计划以及短期生产计划, 并下达到生产设备科, 以指导车间的生产。短期生产计划模块负责ERP系统下达计划的接收, 包括月生产计划和短期生产计划, 计划内容包括牌别、合计数量、计划生产数量。月生产计划主要用于工厂职工的绩效考核, 不用于指导生产, 系统接收后仅进行版本保存操作。短期生产计划用于指导车间实际生产, 下达后不作调整。

同时, 对短期生产计划进行自动排产。根据短期生产计划的需求牌号类别、需求数量等数据, 结合机台生产能力、工作时间等信息, 系统自动制定排产计划。制丝日排产计划根据短期生产计划范围内的生产烟丝需求量确定。结合各工艺段设备的生产情况进行每日的排产安排。卷包日排产计划根据短期生产计划生成, 可以根据实际情况对计划内容进行修改, 并制定产品更换计划。

3.2 生产调度管理

生产调度管理模块主要用于对生产任务的调度。生产调度管理包括的功能有:生产工单管理和生产任务查询。生产工单管理将计划分解得到的任务单下达到各生产车间, 生产车间中控室将工单分解为执行命令下达到PLC设备上。例如, 通过卷包日排产计划, 生成卷包生产工单和嘴棒生产工单, 下达到卷包车间和嘴棒车间。通过制丝日排产计划, 生成制丝生产工单, 下达到制丝车间。

生产任务查询用于查询生产反馈数据, 如制烟丝、卷包生产任务的进度综合查询、信息发布, 用相关图表显示排产结果、计划停机、设备负荷、任务完成等信息。也可进行信息的分类查询, 如成品库存信息、储丝房信息、配方烟叶库信息、辅料库存信息、生产加工单信息、制丝批次作业工单信息等等。

3.3 物料管理

物料管理模块主要包括原料和辅料管理, 其中又包括接收确认模块、投料管理和在制品管理等重要模块。原料接受确认模块是物料管理模块中物料接收确认的子模块, 是原料从仓储物流中心到制丝车间的确认环节, 是原料归属的重要确认过程。原料接受确认是从原料需求管理开始, 原料管理员根据生产设备科的日批次计划, 结合技术中心下达的配方信息, 对车间小库现有原料进行生产评估和核算, 从而生成原料需求单传送到仓储物流中心, 仓储物流中心根据原料需求单, 派送原料配送单, 制丝车间跟班核算员与仓储物流中心跟班核算员对物料的品种、数量、质量等信息进行核实, 物料核实包括烟包入库核实和香精香料领用核实两部分, 在MES系统中分别进行信息维护。

原料投料管理是制丝车间组织生产的开始, 是以日批次计划为指导, 结合当日设备实际情况, 对原料进行生产组织, 以配方信息为依据, 进行批次投料管理。原料投料管理包括烟叶投料管理、烟梗投料管理和香精香料投料管理。通常情况下分这三种主要原料的投料管理, 具体类别的划分需要结合具体生产厂实际业务需求, 当扩大生产时, 产生了颗粒梗和薄片等生产时, 需要加入颗粒梗、薄片投料管理。烟叶、烟梗的投料管理是分批次、分牌号的绑定叶组、梗丝配方信息, 对原料进行投料管理。香精香料的投料管理是根据叶组香精、梗丝香精配方信息进行掺配比对。

原料在制管理是对原料投入生产后, 整个生产过程的物料监督和半成品核算。主要包括成品香精检斤管理、成品香精掺配管理、梗丝检斤管理、梗丝库存管理、梗丝投料管理、掺配加香管理。原料在制管理是对烟叶、梗丝、香精香料的生产过程及半成品管理, 由跟班核算员对香精、梗丝进行检斤数据统计, 原料管理员对半成品数据进行系统车间级管理, 同时对掺配加香段工艺进行原料掺配物比例、品种记录。

3.4 配方工艺管理

配方工艺管理根据内容可分为:叶组配方、香精香料配方、辅料清单、生产工艺、实验线工艺;按照系统的管理方式又可以分为:配方工艺的接收子系统、配方工艺的统计分析子系统、配方工艺的版本控制子系统、配方工艺的日志管理子系统、配方工艺的本地维护。

叶组配方的管理, 主要是针对技术中心下达叶组配方时, 各个部门在接收时能够进行及时的确认, 并进行跟踪各个部门的执行情况, 并进行历史处理配方的统计分析、版本管理, 在遇到问题时能够进行追溯历史的操作记录, 以查清问题的来源, 另外在配方无法接收时, 能够从本地获得配方, 同时在实际调试时也可通过模拟数据进行实际业务的调试。香精香料配方和辅料配方管理与叶组配方管理类似。

生产工艺的管理, 主要是针对技术中心下达生产工艺时, 各个部门在接收时能够进行及时的确认, 并进行跟踪各个部门的执行情况, 并进行历史处理生产工艺的统计分析、版本管理, 在遇到问题时能够进行追溯历史的操作记录, 以查清问题的来源, 另外在生产工艺无法接收时, 能够从本地获得生产工艺, 同时在实际调试时也可通过模拟数据进行实际业务的调试。

3.5 质量管理

质量管理模块负责原辅料入库、生产、成品烟出库三个环节的质量检测, 其中原辅料入库和成品烟出库的质量检测由三级站完成, 整个生产环节的质量检测由质量管理科及各生产车间完成, 技术中心对质量数据进行统计和分析。该模块分为以下几个子模块, 包括原辅料入库检测、成品烟入库检测、制丝生产过程在线检测、制丝生产过程离线检测、卷包生产过程在线检测、卷包生产过程离线检测、滤棒生产过程检测。

其中, 原辅料入库检测模块主要负责原辅料入库检测数据的录入和维护操作, 成品烟入库检测模块主要负责成品烟入库检测数据的录入和维护操作, 制丝生产过程在线检测模块主要负责制丝过程质量数据的在线采集、质量数据的录入和维护, 制丝生产过程离线检测模块主要负责制丝离线质量数据的录入和维护, 卷包生产过程在线检测模块主要负责卷包过程质量数据的在线采集、质量数据的录入和维护, 卷包生产过程离线检测模块主要负责卷包离线质量数据的录入和维护, 滤棒生产过程检测模块主要负责滤棒生产过程质量数据的录入和维护操作。

3.6 设备运行管理

设备点检模块可提供按照一定的标准、一定周期、对设备规定的部位进行检查, 以便早期发现设备故障隐患, 及时加以修理调整, 使设备保持其规定功能的设备管理方法。当技术员通过MES系统接收到点检结果数据之后, 会对点检结果进行审核, 当发现问题工单之后, 会判断是否需要启动维修过程, 一旦确定启动维修过程, 则会下发临时维修工单, 然后由维修人员对检查点进行维修, 并将维修的结果回报给MES系统, 最后技术员对维修结果进行确认和审核。

设备维修系统为用户设置合理的设备维修流程, 实行定期强制性的设备维修制度。对于计划外维修, 系统可以生成临时维修工单并按要求下达。已下达的工单, 系统会通知维修人员登录MES系统进行查看, 并按照工单要求对需要维修的部位进行维修。设备维修系统为维修人员提供知识库查询以往的维修经验, 以便能对维修部位进行快速的维修。若在维修过程中需要更换备件, 系统会生成备件更换记录, 同时对备件库相关信息进行更新。

设备保养系统按照设定好的保养周期, 对设备进行相应的保养操作, 以便减少因设备磨损等原因造成的故障率。对于计划外的保养要求, 系统可以生成临时保养工单并按照要求下达。已下达的工单, 由设备保养人员登录MES系统进行查看, 保养人员会根据保养规则对设备进行相应的保养, 并且填写好设备保养记录。

3.7 生产追踪和监控

对于产品的生产过程, 通过生产线上的工人及自动传感器采集实时的生产数据, 并将数据上传到生产管理服务器, 获得生产线上的实时生产状态, 实现生产的追踪和监控。

4 结束语

通过对烟草企业的制造执行系统的研究和设计, 结合烟草企业的实际生产需求, 本文提出了一个烟草企业制造执行系统的解决方案。通过前期的分析和设计, 最后在实际的烟草企业中实现应用。在部署应用的过程中, 企业的生产效率有明显提升, 并且企业的管理更有针对性, 解决了一些隐藏的或难以解决的问题, 对企业的管理和生产有很大的帮助。

参考文献

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[3]姜之帆, 蔡鸿明, 步丰林.面向制造执行系统的建模和组装的研究和实现[J].东华大学学报 (自然科学版) , 2012, 38 (05) :581-587.

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篇4：中国制造执行系统的应用现状分析

制造2.0的概念对制造领域原有的IT架构形成了巨大的冲击，MES作为制造领域重要的IT应用也受到了很大触动。国际制造执行系统联合会(MESA，Manufacture Execution SystemAssociation)也于2009年将《SOA inManufacturing Guidebook》接受为白皮书，并于2010年发布了白皮书《DataArchitecture for MOM：The Manufacturing Master Data Approach》对制造2.0中的一些关键问题进行了详细的解答。

为什么要提出制造2.0

AMR将传统的IVIES／ERP架构在制造企业的应用称为制造1.0，认为制造1.0存在很多问题：非柔性的MES构架无法满足多工厂的应甩非柔性的ERP业务过程不适合详细的制造运作；为了支持精益和六西格玛，企业的业务需要经常性的进行重构，而ERP和MES都难以支持经常性的重构：ERP和MES都有着个性化的数据模型，在面对不同类型的制造时，ERP和MES都在功能上有不足之处；MES的发布(部署)对工程技能的要求越来越高；MES发布(部署)的复杂度，以及IT人员在硬件自动化技术方面的技术瓶颈，使得很难合理评估制造软件的投资。

如图1所示，AMR描述了现代制造正在从传统的制造1.0向制造2.0过渡的趋势：从静态的内部协同制造，到动态的单级／多级协同；从单工厂模式，到多工厂及合同制造模式。制造2.0正在发展成为：依靠SOA支撑的，面向多制造类型的，基于需求驱动的，面向多企业协同和多供应商服务的，界面以用户为中心的，可由用户自己简便配置的，基于移动设备、RFID、智能传感器和无线网络的新型制造。制造2.0采用集中的产品数据管理和过程开发模型，使得能够适应市场对新产品快速研制的要求。

AMR为我们描绘了一种全新的制造模式。如图2所示，为了支持这种全新的制造模式，AMR认为需要一个基于事件驱动、供应链网络协同的平台，平台基于SOA理念搭建，平台内需要包括运作过程管理、运作事件／活动监听、运作智能。

制造2.0的基本原理

AMR将制造运作管理在SOA方面的特殊需求称为制造2.0，图3是AMR给出的制造视角的SOA全景，包含了业务运营的事件或活动监测、业务运营的过程管理、业务运营的智能优化。

图3中的制造运作管理代表了工厂MES和SCADA。图4是制造2.0的基本框架图，提供了制造2.0的SOA详细元素和关系，使得制造运作能够以SOA的方式在制造领域实现。

制造2.0认为需要从企业服务总线(ESB)中分离出制造服务总线(MSB)，用于支撑制造领域(以MES为代表)以服务为基础的组件式应用程序的代理通信。从ESB中分离出MSB是因为运作应用中高频率的执行，大量的参数加载，以及近乎实时的要求。MSB是被缩小到一个工厂，还是被缩小到工厂内的一个区域，主要取决于执行的数据量和工厂运作对工作流响应的要求。

除了MSB外，制造2.0有一项关键内容需要进行解释：制造领域的主数据管理(mMDM，Manufacture MDM)不同于企业级业务过程在ESB上的主数据管理(MDM)。mMDM服务于制造运作管理的应用，包括工单派发、工艺执行、报警等，与企业级生产计划管理和供应链管理所用的MDM相比，mMDM拥有着更多的对象、属性和生产规则。

MDM的行业差异性较小，而mMDM的行业差距性较大，mMDM的形式和作用取决于垂直工业、产品和市场集、生产的类型和复杂度、供应链类型等多个方面。比如：mMDM在生命科学、自动化、航空、电子等制造领域存在较大的差别。

新一代MES面临的挑战

1、硬件和网络技术的发展

AMR于2008年对美国制造现场的需求进行了调查，调查显示：在制造现场应用RFID、无线网络以及各类便携式设备的需求日渐显现，传统的MES面临着巨大的挑战。

硬件和网络技术的发展加速了制造2.0时代的到来，制造2.0要求MES与RFID、加工设备、测量设备、便携器具和便携终端集成，建立匹配的工业控制网络环境，并逐步由有线环境发展到无线环境。

传统的MES只是起到了沟通企业层与设备层信息的作用，数据和指令的传递很多都依赖于手工或半自动化。而在制造2.0环境下，MES则需要在高度集成的工业控制网络环境中工作，实现对设备、工艺、物料及其加工和检测过程的高度管控。

2、强烈的P2B协同需求

实现P2B(Plant Floor to Business)的协同，P2B协同的关键在于两点：

第一点是信息交换标准。这里说的标准是一个标准体系，即不单是Level3(详见ISA95对企业层次的定义)的标准，而是覆盖了Level 0-4的标准，这方面的内容将在下节中做详细讨论；

第二点是可视化和智能化。制造2.0认为不仅要为企业层实现可视化(Portal)，还要为车间层在MES之上构建制造可视化，又称运作门户(MfgPortal)。可视化的背后是智能分析，除了已被众人熟知的商业智能(BI.BusinessIntelligence)外，制造2.0提出要在制造领域构建运作智能(OI.OperationIntelligence)。图4描绘了MfgPortal和OI在制造SOA中的位置。

3、贯彻精益制造和六西格玛

制造企业一直在随着技术和社会的发展而变化，只有精益是始终不变的目标。精益的作用不仅是很多每个企业所知道的降低库存和成本，精益其实是由组织和系统构成的柔性体，能够调整制造流程和供应链以适应快速变化的市场需求。其中所说的组织和系统也包括有MES，这也要求制造SOA体系下的IVIES有更大的柔性，能够被可定制化的流程所驱动——这种精益的诉求只有通过SOA才能够实现。

六西格玛背后蕴含着一种依据数据做决策的文化。六西格玛要求包括MES在内的制造领域应用能为其提供准确、值得信赖的数据。传统的点对点的集成模式常常导致数据的不一致性，这严重影响了六西格玛的效果。制造2.0的MSB和mMDM将极大提升制造数据的一致性和实时性，使得面向精益制造的

六西格玛应用更加成熟。

支撑新一代MES的关键技术

1、制造服务总线(MSB)

制造2.0要求建立独立用于制造现场的服务总线(MSB)，用于MES与工业控制网络环境的信息集成，以区别企业级的ESB和工业总线(如：1553B等)。图5给出了制造服务总线的体系图。

MSB在ESB的基础上增加了如下功能：构建时间工作台(生产工作台)，在生产线配置范围内，对过程事件和相关动作建模；在制造设备和ESB之间通信的服务访问设备；用于基础MES功能(如：在制品跟踪)的标准化的制造服务：支持应用制造集成标准(如：ISA95、OAGIS)。

生产工作台对于自定义和配置MSB是非常关键的。采用生产工作台，能够建立生产线配置，包括：生产线布局：支持生产线的业务过程触发业务过程的事件；连接生产线的站点和事件在事件触发的业务过程中，将事件中的数据和服务对应起来。

根据MSB的上述特点和要求，需要对制造2.0下的新一代MES提出如下要求MES将更强调面向业务活动的设计，且设计需要更加的原子化；提高了MES与自动化设备集成的实时性要求，很多MES的原子化功能将由生产线的实时事件触发；MES与外部的集成将被MSB简化，MES不需要关心外部的系统是如何解析它发出的信息，MSB提供了对ESB的信号、MES信号、设备信号的翻译和发送功能。

总体上看，MES逐渐成为一个被事件所驱动的业务功能集合，而非一个能够自我封闭的系统，从这个角度看，MES被分割和简化了。但是从广义上理解，我们又可以把这种由MSB组织，MES、ODS、LIMS及自动化设备控制参与的组合应用，称为一种新的MES，AMR将其称之为MES2.0。

2、制造主数据管理(mMDM)

制造2.0要求建立面向制造领域的主数据管理(mMDM)，图6描绘出了制造SOA架构下的mMDM，及其具体模型和元数据。

从图6中可以看出，由于新产品的进入，制造2.0应用的变化速度较快，除了要有mMDM应用外，还要求为mMDM提供专门的工具和服务：定义工作台、数据模型、数据同步服务、定义统治规则和策略、全局命名空间管理。

MDM并不等同于MES中的基础数据管理，它是站在一个更高的层次看待制造现场的公用数据问题。通常认为MDM包括6个成熟度(Level 0-5.0：没有实施任何主数据管理；1：提供列表；2：同等访问，即通过接口的方式；3：集中总线处理；4：业务规则和政策支持；5：企业数据集中，制造2.0要求Level 3-5的成熟度。

制造2.0模式下，MES既有与MDM集成的需要，也有与mMDM集成的需要。mMDM集成的需要是伴随着MSB的出现而产生的，MES对控制弱集成的模式下并不十分需要mMDM。与MDM不同，mMDM更强调基于实物模型(尤其是设备模型)的控制，这对新一代的MES也提出了特别的要求，MES的功能可以基于模型驱动，即将MES的业务逻辑封装在模型上，就如同PLC之于自动化设备，而这个模型可以是设备模型，可以是物流模型，或者两者的综合体。

制造领域的信息集成标准

制造领域的信息集成技术种类较多、涉及范围较广，其标准多为某个行业组织编写的，缺少综合性、通用性、体系性的标准。制造2.0对MES提出了更高的信息集成要求，迫切需要找到最适合制造SOA应用的信息集成技术实现方法。

图7是由MESA给出的制造信息集成标准总览，总体性的描述了覆盖制造企业第0-4层，乃至企业与企业之间的信息集成技术标准。

MESA并未对其中任何标准表达了倾向性意见，而是关注着各大企业和组织对这些标准的持续支持度，认为未来的标准将减少和集中，而ISA95则是目前认同最广的标准。从最近放出的ISA95 Part4、5草案(迄今只正式发布了ISA95的Part1-3)来看，MESA认为ISA95可能充分吸收OAGIS、B2MML、MIMOSA标准，尤其是与OAGIS的结合令人期待。

虽然有了支持制造业SOA的技术，但是大部分制造企业距离这一目标还很遥远。虽然SOA有着标准。但仍还有很多未涉及的地方，很难做到即插即用。

篇5：太钢炼钢厂制造执行系统

介绍了太钢炼钢厂的制造执行系统、系统的主要功能模块、各模块的作用以及该系统的网络结构及通讯方式。通过对太钢炼钢厂MES系统的介绍，也展示了大型现代化炼钢厂使用MES系统可以实现对生产计划、物漉跟踪、仓库管理等的计算机辅助管理。通过系统的支持实现炼钢厂对全厂生产、物流做出科学合理的调配以及生产效率最大化。

太钢炼钢厂制造执行系统实现了太钢炼钢厂的生产组织、全自动生产、全厂物流的管理和跟踪。通过MES系统的辅助管理实现了太钢炼钢厂高效、科学、稳定的生产，使装备使用率最大化、产能有效发挥。该系统是在吸取了国内外同行的先进经验并结合太钢炼钢厂的实际情况进行设计和实施的，项目的各项指标都达到了国内外同类系统的先进水平。1 MES定义及管理范围

制造执行系统简称MES(Manufacturing Execution Systems)，是连接企业资源计划系统(ERP：Enterprise Resource Planning)和基础自动化系统之间的桥梁，主要负责厂级生产管理和调度执行。MES系统可以在统一平台上集成诸如生产调度(计划排产)、产品(生产)跟踪、质量控制、设备管理、网络报表等管理功能，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(包括管理原料、成品的入和出)等提供厂级(车间)管理信息服务。对上能够汇总ERP所需要的数据和信息，对下可以将生产任务分解并传递可以执行的信息给自动化设备进行生产，并实时跟踪和采集生产过程数据。

太钢炼钢厂制造执行系统所管理的设备和区域：2套铁水倒罐站装置，1套铁水脱硫装置，2座180 t顶底复吹转炉，2座160 t电炉，2座180 t AOD炉，2座180 t LF炉，1套180 t RH真空处理装置，3台板坯连铸机，板坯精整区域，全厂公辅区域，原材料区域等。主要功能介绍

太钢炼钢厂制造执行系统主要包括16个功能模块：计划排产(SM_PP)、技术标准管理(SM_TS)、质量管理(SM_QM)、生产状态监视(SM_DM)、生产过程跟踪(SM_PT)、生产实绩收集(SM_DA)、生产异常记录(SM—AR)、原材料管理(SM_RM)、能源介质管理(SM_EM)、产品管理(SM_PM)、副产品管理(SM_BPM)、生产设备管理(SM_FM)、备品备件管理(SM_SP)、数据查询和分析(SM_SA)、报表打印(SM_RP)、数据通信(SM_DC)。

2.1 计划排产(SM_PP)

计划排产模块主要根据公司ERP系统下发的炼钢厂生产订单和热轧厂MES传来的需热装热送的板坯轧制计划，编制出炼钢厂铁水区域、转炉、电炉、AOD炉、LF炉、RH真空处理装置、板坯连铸机等生产工序的作业计划，对相关数据进行输入、修改和调整等操作。将作业计划数据存储到二钢北区制造执行服务器数据库相应的作业计划数据表里，并传送给各工序过程控制计算机系统、板坯精整系统、原材料管理等计算机系统，在各工序过程控制计算机系统、板坯精整系统、原材料管理等操作室的操作终端画面上显示，指导各工序的生产。同时，根据收集到的各工序生产实绩数据，由调度人员对排定的各工序作业计划进行在线调

整，以满足实际生产的需要。炼钢作业计划确定后，将炼钢厂作业计划发送给公司ERP系统，同时将连铸机作业计划发送给新热轧厂MES。

2.2 技术标准管理(SM_TS)

技术标准管理模块对炼钢厂各工序的各种生产技术作业标准进行集中管理，将技术标准数据存储到服务器数据库中，并将这些技术标准数据传送给各工序过程控制计算机系统、板坯精整计算机系统和公辅区域，提供对各工序生产的操作指导和进行相应的处理。

2.3 质量管理(SM_QM)

质量管理模块对太钢炼钢厂各工序的各种质量数据进行集中管理，将质量数据存储到服务器数据库中，为各工序产品的质量判定提供依据。

2.4 生产状态监视(SM_DM)

生产状态监视模块从太钢炼钢厂各工序一、二级系统中收集生产状态和主要设备的运行状态数据，在生产计划部门和生产管理部门的操作终端画面上显示，监视各工序的生产。

2.5 生产过程跟踪(SM_PT)

生产过程跟踪模块采用Wonderware公司基于ISA-95国际标准的过程跟踪软件

PEM(Production Events Module)，对太钢炼钢厂不锈钢生产线和碳钢生产线的生产过程进行跟踪，处理各区域各种生产工艺对象的生产过程事件以及相应的原材料和能源消耗数据、生产产品数据、生产过程数据、设备数据、操作员数据等。

生产过程跟踪的各种生产事件和生产数据从太钢炼钢厂各工序的过程控制计算机系统收集，部分生产事件和生产数据可从各工序的基础自动化系统直接采集。

生产过程跟踪中收集和处理的各种数据存入PEM数据库中，通过Wonderware公司的SuiteVoyager软件进行数据的浏览和查询，追溯产品相应的生产谱系结构、生产路由经过和相应的生产活动，并进行生产过程的统计和分析。

生产过程跟踪中产生的事件和数据，发送到生产计划排程模块，以便进行生产作业计划的动态调整。

2.6 生产实绩收集(SM_DA)

生产实绩收集模块从太钢炼钢厂各工序和区域的生产过程数据、生产实时数据、检化验数据等生产实绩数据中收集数据，并将收集到的生产实绩数据存储到数据库里，为太钢炼钢厂生产成本核算和产品产量计算提供数据依据。

2.7 生产异常记录(SM_AR)

对太钢炼钢厂各工序生产过程中发生的异常情况进行记录，并将生产异常数据存储到相应的数据库里，管理人员通过画面方便技术进行统计与分析。

2.8 原材料管理(SM_RM)

原材料管理模块从太钢炼钢厂各工序和区域收集铁水、废钢、散状料、铁合金、粉剂、镍板、保护渣、丝线、耐材、测温探头等原材料进厂和消耗数据，进行相应的处理，并将原材料数据存储到数据库里，为太钢炼钢厂成本核算提供数据依据。

2.9 能源介质管理(SM_EM)

能源介质管理模块从太钢炼钢厂各工序、区域的一、二级系统中收集能源介质消耗数据和回收数据，进行相应的处理，并将能源介质消耗数据和回收数据存储到数据库里。为太钢炼钢厂成本核算提供数据依据。

2.10 产品管理(SM_PM)

产品管理模块从太钢炼钢厂铁水区域、转炉、电炉、AOD炉、LF炉、RH真空处理装置、板坯连铸机、板坯精整系统收集太钢炼钢厂的钢水和板坯等产品数据，进行相应的处理，并将产品数据存储到历史数据库里，为太钢炼钢厂各工序产量计算、查询、分析各工序相关产品数据提供条件。

2.11 副产品管理(SM_BPM)

副产品管理模块从太钢炼钢厂各工序、区域收集废钢、除尘灰、修磨钢渣和渣等副产品数据，进行相应的处理，并将副产品数据存储到数据库里，为统计、分析副产品提供依据。

2.12 生产设备管理(SM_FM)

篇6：中国制造执行系统的应用现状分析

摘要：通过对建筑工程电气自动化的应用现状进行分析, 探讨了建筑工程电气自动化的发展方向, 并从自动保护、实时监控、监测等方面介绍了电气自动化系统的应用措施, 以达到提升建筑电气工程行业发展水平的目的。

关键词：电气自动化系统; 建筑工程; 应用措施;

随着我国目前电气自动化系统的迅猛发展, 很多传统行业如建筑工程都希望能够将电气系统引入到本行业。建筑工程目前对施工工业和工程质量的要求不断提高, 同时对环境保护和住户体验也更加关注, 因此在建筑工程中加入电气自动化系统是顺应未来发展需求的必然趋势, 将为社会发展带来更高价值。

篇7：中国制造执行系统的应用现状分析

MES作为新兴的市场，在中国的潜能巨大。在全国1200家工业企业中，有1007家企业对MES有潜在需求，占比高达84%。

《中国制造执行系统（MES）市场发展研究报告（2014版）》是e-works研究院立足自身专注于制造业的优势，在对全国工业企业进行大范围调研的基础上，完成的MES市场研究报告。此次调研收集到全国1200家企业的有效问卷，分别对已实施MES系统的企业和未实施MES系统的企业数据进行对比分析。调研报告从企业选型与实施的现状入手，分析MES系统的应用现状与应用需求，探寻市场的机会与发展方向。调查显示，中国制造企业对MES的投资迫切。企业对MES投资的重视程度高，投资金额较大，近三成企业的累计投资金额在500万以上；此外67%的企业对MES项目的累计投资金额超过100万。尤其是50亿以上的大型企业投入明显，52%的企业MES的累计投资超过500万；22.5亿~50亿规模的企业在各个投资区间的分布较平均；3~22.5亿规模的企业呈现“中间高、两端低”现象，投资金额集中在50万~500万间；在3亿以下规模的中小企业中，有68%的企业对MES的累计投资在200万以下。

目前，MES商业化软件的应用率不高。企业在实施MES时购买商业化MES系统的企业不足1/3，38%的企业选择自主开发MES系统，27%的企业选择合作开发MES系统。

企业对MES系统的认知需进一步提升。主要表现在，MES系统实施完后达到项目预期的仅为55%，还有45%的企业MES项目的实施并没有达到初期的目的。从各行业的应用来看，冶金与石化行业的MES应用率最高为62%，最低是机械与装备行业为49%。电子电器行业与汽车与零部件行业的MES应用率居中，分别是59%和60%。

MES作为新兴的市场，在中国的潜能巨大。在全国1200家工业企业中，有1007家企业对MES有潜在需求，占比高达84%。中国的MES市场处于快速的成长和发展期，未实施MES的企业需求固然巨大，但已实施了MES系统的企业对MES的升级需求占比也较高。MES厂商应该对MES的升级需求保持高度的关注度。未应用MES的企业需求占比69%，已应用MES的企业需求占比31%。

中国的MES厂商数量繁多，背景繁杂。在MES商业市场中，既有国际自动化硬件设备背景的厂商如西门子、GE等，又有数据采集人工界面或工业自动化控制系统起家的厂商如Wonderware、应创云相；既有专注于MES系统的厂商如Camstar、艾普工华，也有由某个或某几个专业领域起家的厂商如中渊科技、速威软件；既有大型制造企业自动化部门衍生的MES厂商如宝信、石化盈科，也有传统管理软件提供商起家的厂商如SAP、Oracle、兰光创新、明基逐鹿等。目前厂商数量已经超过100家，市场上相对活跃的厂商数量大约有50余家。

企业对MES品牌的认知有一定的差异。调查显示，已实施MES的企业和未实施MES的企业对MES供应商的品牌认知存在一定的区别，相对而言国际厂商由于较为关注市场推广和品牌塑造，在知名度排名中普遍靠前。

MES产品发源

MES产品

代表公司

典型应用 1 2 自动化领域厂商 专业SCADA、HMI厂商

在自动化设备基础上发展起来的 在自动控制软件的基础上发展起来的

台湾电子行业MES系统在大陆的推广

实施MES中发展起来的

GE Fanuc、西门子、罗克韦尔等 Wonderware、Citech、比邻等

大众汽车、奇瑞汽车等 夏新电子、ut斯达康、中心通讯等 台湾电子行业信息化厂商

资通、羽冠、宝成、明基逐鹿等 Furious 4 国内流程行业大型公司

上海宝信、石化盈科等 宝钢、中国石化 6 PLM厂商

自动识别、质量管理厂商

从PLM延伸发展出来的 向MES领域进行渗透的

UGS等 今朝、灵蛙等

兰普照明 广州本田等 专业的mes软件公司 为制造企业提供专业的信息化软件系统服务

盖勒普(SFC-MES)中船重工等

【关于e-works Research】e-works Research是中国制造业信息化领域最具影响力的独立研究机构，自2002年成立以来，一直专注于制造业ERP领域、PLM领域和IT基础架构领域的市场、技术、应用和产业研究，定期出版PLM、ERP、MES、CAE、信息安全、信息化投资等方面的研究报告。e-works Research也为制造业信息化供应商提供市场调查、产品评估、案例撰写、白皮书策划等专业咨询服务，为制造企业提供信息化评估、需求分析、总体规划、产品选型、项目监理等第三方咨询服务。

e-works Research隶属于e-works中国制造业信息化门户网。e-works是中国制造业信息化领域领先的专业门户网站，拥有67万会员，其中包括5万多名制造企业CIO和高层业务负责人。e-works每年举办40多场信息化专业会议和培训，超过3000家制造企业高层负责人现场交流。

目 录 报告摘要……………………… ……………………………………………………… 7 2 调研背景……………………………………………………………………………… 10

2.1 分析说明………………………………………………………………………………10 2.2 样本情况………………………………………………………………………………10 2.3.1 调研企业区域分布情况…………………………………………………………10 2.3.2 调研企业行业分布情况……………………………………………………………11 2.3.3调研企业规模分布情况……………………………………………………………12 3 MES实施与选型分析………………………………………………………………… 13

3.1 MES投资分析……………………………………………………………………………13 3.2 MES应用模式分析……………………………………………………………………14 3.3 MES项目主导分析………………………………………………………………………15 3.4 MES实施周期分析………………………………………………………………………15 3.5 MES选型要素分析………………………………………………………………………16 3.6 MES项目需求分析………………………………………………………………………17 3.7 主要结论………………………………………………………………………………19 4 MES的应用现状分析………………………………………………………………… 20

4.1 MES各功能模块应用概况……………………………………………………………20 4.2 MES各功能模块应用难点……………………………………………………………22 4.3 MES各功能模块应用效果……………………………………………………………23 4.4系统数据采集与集成应用现状………………………………………………………26 4.5 MES系统应用效果与效益分析………………………………………………………27 4.6 MES应用成功率分析…………………………………………………………………28 4.7 MES应用难点分析…………………………………………………………………28 4.8主要结论……………………………………………………………………………29 5 MES应用需求分析…………………………………………………………………… 30

5.1 MES实施周期预期分析………………………………………………………………30 5.2 MES投资预算分析……………………………………………………………………31 5.3 MES拟应用模式分析……………………………………………………………………32 5.4 MES应用需求分析……………………………………………………………………33 5.5主要结论………………………………………………………………………………34 6 MES厂商知名度分析…………………………………………………………………36

6.1 总体情况分析…………………………………………………………………………36 6.2已应用MES的企业厂商知名度排名…………………………………………………36 6.3 未应用企业的厂商知名度排名………………………………………………………39 6.4 主要结论………………………………………………………………………………39 7 MES市场趋势发展综述………………………………………………………………43

7.1未来市场的整体评价…………………………………………………………………43 7.2未来技术的发展趋势…………………………………………………………………44 8 e-works研究院简介……………………………………………………………………46

图目录

篇8：中国制造执行系统的应用现状分析

21世纪是全球化的世纪,有全球化的消费者,也有全球化的制造企业,因此,企业必须兼具创新、灵活、效率三项能力,才能在全球化的知识经济浪潮下生存。树立顺应全球趋势的现代化管理思路,明确现代化的管理理念,引进现代化的管理机制,提高核心竞争力已经成为企业迫切的需求和机遇所在。因此,信息化是必然选择。为了提高竞争力,很多企业通过信息系统来提高企业管理水平,实施了以企业资源计划(Enterprise Resource Planning,简称ERP)为主的企业资源计划管理系统、产品数据管理系统(Product Date Managenment,简称PDM)、产品数据收集系统等。这些软件提升企业的管理水平,给企业带来了不错的效率,然而也带来了一些新的问题,形成了企业生产管理与制造管理之间分离,使企业生产管理软件得不到精确的生产数据支持,而生产线又常常不能及时得到指令来调整生产计划,严重影响了制造企业的生产效率。随着信息化应用进程的不断提高,将这二者统一起来的制造执行系统成为必然的解决方案,通过MES将二者连接,形成ERP、MES、现场监控(Shop Floor Control,简称SFC)完整的企业信息化管理体系。

随着公司业务不断发展,客户的要求也越来越多样化,电子工艺流程不断更新,客户对质量标准各有不同,对信息管理系统提出了更广泛、更灵活、更迫切的需求。MES在生产应用中起到了重要作用,提高了生产运行管理的实时性、灵活性,生产状况更直接地反应到管理者面前,使得业务战略制订得更有针对性和实时性,满足了公司业务发展需求。随着信息技术的进步和普及,世界上大型的流程型企业,特别是制造企业,十分重视IT信息集成系统的应用,以极大的热情和精力,构架了工厂级、公司级甚至集团级的信息系统。

2 研究原理

2.1 MES定义

MES是主要面向离散制造企业(如机械制造、电子电器、航空制造、汽车制造等行业)和流程生产行业(如化工、制药、石油化工、电力、钢铁制造、能源、水泥等)的生产模式、管理模式的软件系统。

MES是介于ERP和自控系统之间的系统,是管控一体化的桥梁。对于已经实现ERP系统的企业来说,缺少MES系统就相当于在计划与过程控制间形成了“断层”。MES属于与生产过程连接的企业信息系统,是实现企业综合自动化的关键环节。MES是利用条码序号来管控每一产品的制造流程,同时系统即时地储存生产资料,作为追踪管理之用。在产品制造过程中读取条码,经系统比对固定准则后,若发现有异常时则即时反应给作业人员,以确保流程合理性;若无异常时,系统即时地储存产品的生产资料,包括工单、机种、生产地点、生产时间、客户代码、不良原因等资料。之后,MES根据部门特性来统计基本资料,例如订单进度、工单生产时间与产量、制造良率等等,以提供即时的制造资讯,提升生产决策速度。

生产执行系统通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力,确保整个生产行为的最优。生产信息管理系统的主要作用是:一方面,实时收集和传递生产数据,通过设计的功能(程序)提供给所有需要的管理者,使他们能迅速知晓生产的变化,对生产进行有针对性的调控,实现对生产有效控制;另一方面,通过对生产数据的分析,找出规律,改进生产组织和管理的方法,优化生产管理体系。

MES是在实时数据库系统之上的面向生产、物流等流程业的生产执行系统的解决方案。实施MES将给企业带来:

(1)当站作业员防呆作用,防止作业员当站不作就直接放至下一站(MES管控站点未作业,下一站无法正常作业);

(2)线头看板,开线设置出勤人数,选择生产机种,设置班别时间及时间段,设置当前班别,协助产线干部管理生产线及时发现瓶颈工位及不良多发点,请求间接单位协助调查原因;

(3)测试机台连线测试结果自动上传至MES系统,杜绝人为不测及不良不正确输入;

(4)QA检验扫描入MES追查送检良率及品保检验记录;

(5)MES自动上传入库数量到SAP中扣除入库数量,防止充工单入库;

(6)通过扫描条码记录相关数据(操作者、时间、工单、机种、料号等资讯),通过系统整合所有生产报表,实现报表无纸化作业。

2.2 MES系统架构

由于MES处于ERP与SFC之间,既要对ERP内部系统和外部网络进行收发信息,又要对SFC系统传递信息。因此MES开发与实施涉及的关键技术包括了计算机操作系统、数据库技术、MES体系结构、开发应用技术等。

MES系统主要支持的操作系统有Windows XP、Windows 2000、Windows NT、Windows 7、Unix、Lunix等。

MES系统主要支持的数据库有Oracle、SQL Server、DB2、Progress、Informix、Ingress、Sybase等。SQL Server和Oracle是开发商主要采用的数据库,约有30%的产品支持DB2,仅有小部分的产品支持其他数据库。

MES系统开发主要采用DCOM、COM+、Active-x、XML、J2EE、ODBC、OLE、OPC等技术。目前的厂商大多采用Microsoft的技术进行系统的开发。

MES系统主要采用C/S、Web、瘦客户端、分布式结构、负荷平衡等体系结构。C/S结构逐年呈下降趋势,瘦客户端架构却相反呈上升趋势。

3 MES应用实施策略

要想充分发挥MES系统的功能,企业就需要完善自身的管理体系。没有严格的管理约束机制,MES系统信息的及时维护就难以保证;没有先进的管理模式,MES整理出来的信息就不能得到有效利用,从而也不能产生效益。因此,信息技术可以成为提高企业管理水平的有效手段,但不会自动地解决企业的管理问题。要想成功实施MES,企业必须先在管理上下功夫。

电子制造行业属于典型的流程生产行业,生产流程及组织方式特点比较鲜明,其生产特点是工序多、工艺流程长、工序要求极高的灵活性,并且上下游装置结合非常紧密。电子制造企业内部业务流程可分为:经营管理层、生产控制层、设备控制层。在电子企业实现ERP、MES、SFC三层框架的信息系统体系,使企业的订单、物料需求、采购、生产、库存、销售、财务等管理计划合为一体,实现物流、资金流、信息流和控制流合一,是电子企业信息化建设的目标。

3.1 项目应用策略

基于电子制造企业订单密集、生产进度安排紧张的前提下,MES实施小组在项目管理上采用“统一切入,统一管理,实施、项目管理、知识转移三条主线同步进行”的基本策略。

“统一切入”是指各相关部门按照MES实施项目组制订的项目组织框架,以项目进度、人员配置、风险管控、效率管理等八项项目管理框架,以及制订的标准导入模板和流程,结合生产车间的实际情况进行的各项管理工作。

“统一管理”是指电子制造部门MES实施项目组接受总部项目管理办公室的统一协调与管理,在上述项目管理职能上,按照与总部的标准信息接口,实现项目资源的共享。MES实施项目组在项目计划制订、系统配置测试以及各种项目教育训练时,不仅要与相关部门进行沟通确认,而且还要接受总部项目管理组的进度审查,及时沟通,以规避潜在的项目风险,解决实际实施过程中出现的各种问题。

“三条主线同步进行”是项目开始后,以有效的管理来保障实施效果,以全面的知识转移来加强实施成效。知识转移的主要方法就是通过培训、技术交流等管理方法使工作重心逐渐从总部项目实施支援人员转移到生产部门的资讯信息技术人员身上。对各部门的关键用户进行统一教育训练、统一管理,培养MES系统实施和维护团队,从而使企业的MES系统能够不断的自我完善。

3.2 电子企业MES实施流程

(1)管理信息系统对MES功能介绍

(2)使用管理者对现场监控系统(ShopFloor)功能需求提出

(3)MES管控点确定

(4)人员教育训练及考核

(5)不良代码表及各站常见不良现象对照表

(6)MIS根据产线网点布设网点

(7)产线根据网点到MIS处领取MES导入使用设备

(8)各部门提供部门使用者账号

(9)MIS根据各部门提供的用户在系统里面分配权限

(10)IE根据不同客户、不同机种维护MES基本资料

(11)生管维护工单基本数据

(12)打印室根据工单条形码规则打印卷标

(13)各单位严格执行MES,收集MES数据

4 研究结果

4.1 建立企业信息化系统

MES建立了能够真实反映企业生产运行管理流程的完整信息化应用系统。

(1)通过生产数据的实时上传,实现了高效的现场生产监控,保证了生产能够高效运行;生产流程的标准化,促进了各生产线能够按规定操作,提高了生产效率,为企业直接带来经济效益;

(2)MES系统的实施,规范了各部门的编码规则,为MES系统与其他系统无缝对接提供了基础,实现了生产制造部门与总部应用数据的统一;

(3)实现相机生产过程到生产管理信息的自动采集,可以通过网络实时查询相机生产的状况,为客户提供透明生产信息,极大提升了公司品质形象,满足了高标准客户的要求;

(4)公司品保部门实行MES的品质管理模块,规范检验流程和标准,通过MES系统,使企业各级生产人员能够及时查询相关产品的质量信息;

(5)通过开发各部门所需要的生产报表,使得各部门可以及时了解企业的生产状况,及时发现生产中的薄弱环节,从而有效提升产品的治疗和生产运行效率;

(6)维修部门通过MES系统将不良原因进行汇总分析,对造成产品不良的原因以及工艺流程中的漏洞及时作出有效对策,降低了企业的生产成本和产品品质;

(7)通过MES系统的实施,建立了标准的实施模板,为以后分厂实施MES系统积累了宝贵的经验。

4.2 提升企业信息化管理水平

通过MES系统的实施,全面提升了企业的信息化管理水平。

(1)通过项目实施过程中教育训练和沟通交流,增强了各部门领导的信息化管理意识,促进领导对信息化工作的支持;

(2)为了保证MES系统的顺利实施,企业进行了公司机房改造,提升了服务器的性能,完善了厂区的网络架设,从而推进了企业信息化基础建设,为其他信息化项目顺利实施打下了基础;

(3)MES项目的实施,为企业培养了一批信息化实施人员,为企业MES系统持续优化和功能发掘提供了高质量的人才,同时为企业信息化系统建设储备了优秀的人才;

(4)通过各部门推广使用MES系统,普及了计算机的应用,提高了一线员工的素质和运用新技术的能力。

5 结束语

制造执行系统是运行在生产层面的信息系统,用于支持生产计划、生产执行、品质管控、出货管控、报表统计等业务领域,是连接控制层与管理层的信息化管理系统,能实时反映当前的生产状况,便于企业制订业务战略,实现生产灵活化。

以电子企业工艺生产流程为研究对象,通过系统使用人员对系统的理解和深化,为企业降低生产成本,提高了生产效率。电子制造企业生产管理部门人员通过MES系统的实施,对现代生产管理理念有了进一步的理解和认识,根据系统的流程和功能,制订了企业生产规范化管理的流程、制度和方案。生产管理人员通过项目的实施,能过充分利用系统提供的报表,实时掌握生产信息,通过与项目组的沟通,制订更加合理的生产流程,为企业带来更大的经济效益。

摘要：本文通过对电子制造行业特点以及实际管理模式的分析,系统概述了制造执行系统(Manufac-turing Execution System,简称MES)的定义、功能和现状,从生产流程角度研究和探讨各部门的系统适用性,在此基础上提出MES系统作为企业生产管理信息化的解决方案。研究结果对电子制造企业填补生产信息化管理的空白、提升管理效率和适应激烈的市场竞争的需要具有重要的参考意义。

关键词：制造执行系统,现场监控系统,生产流程

参考文献

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