1、制造执行系统制造执行系统Manufacturing Execution System内容 MES位置位置1 MES功能功能2 MES作用作用 3CAD CAECAPPMES订单订单产品设计产品设计工艺设计工艺设计制造制造/采购计划采购计划生产制造生产制造产品总装产品总装交付交付客户CRMERPPDM信息化管理系统内容企业经营管理系统企业经营管理系统 过程管理系统过程管理系统过程控制系统过程控制系统 依据信息化管理目标不同，企业信息化系统依据信息化管理目标不同，企业信息化系统的内容差异较大，一般地，企业信息化系统由以的内容差异较大，一般地，企业信息化系统由以下三个主要层次组成，各层次中包含有用途
2、各异、下三个主要层次组成，各层次中包含有用途各异、功能各异的业务处理子系统或功能组件。功能各异的业务处理子系统或功能组件。信息化管理系统内容1.2 信息化管理系统内容ISA-95的应用范围Level 4Level 1Level 2Level 3业务计划与业务计划与后勤支持系统后勤支持系统制造运作管理制造运作管理离散离散控制控制批量批量控制控制流程流程控制控制过程设备过程设备自动化功能自动化功能MESMES功能功能ISA-95 Parts 1, 2, 5和和B2MMLISA-95 Parts 3,4其它其它ISO标准标准其它其它IEC, OPC & OMAC 接接口标准口标准IEC & ISA
3、批批量控制和其它量控制和其它标准标准ERPERP功能功能可以生产什么可以生产什么?在什么时间生产什么在什么时间生产什么?在什么在什么时间已生产什么时间已生产什么?质量如何？效益如何？质量如何？效益如何？)制造执行系统概念制造执行系统如何工作？（时间因子：10X）HUMAN & MES生产什么?（生产计划）生产了什么（计划反馈）如何生产?（生产指令）过程状态？（计划反馈）（时间因子：100X）HUAMN & ERP（时间因子：1X）HUMAN & CONTROL（时间因子：1X）HUAMN & EQUIP如何动作?（动作指令）动作状态？（指令反馈）Enterprise SystemsManufa
4、cturing Business WareAutomation PlatformsAutomation ComponentsPlant Floor计划层控制层执行层设备层v 生产管理人员在进行产品生产时，希望了解的是：生产管理人员在进行产品生产时，希望了解的是：“在什么时间、生产什么样的产品，所需种物料在什么时间、生产什么样的产品，所需种物料在什么时间、有多少数量可以交付？在什么时间、有多少数量可以交付？”；v 生产计划完成状况如何生产计划完成状况如何? ?生产班组、生产车间日生产班组、生产车间日/ /月绩效如何月绩效如何? ?包括：包括：产量、质量、消耗、工艺操产量、质量、消耗、工艺操作水平
5、如何？发生了什么问题？问题的原因是什作水平如何？发生了什么问题？问题的原因是什么么? ?等等；等等；“生产管理”的例子v 设备的运作效率如何设备的运作效率如何? ?包括：包括：期间（班、日、月）效率如何？工艺参期间（班、日、月）效率如何？工艺参数控制与目标值偏差如何？目标值或额定值如何建立？偏差的可能数控制与目标值偏差如何？目标值或额定值如何建立？偏差的可能原因是那些？关键或更多的原因是什么？过程有什么样的趋势？统原因是那些？关键或更多的原因是什么？过程有什么样的趋势？统计的结果是什么？等等；计的结果是什么？等等；v 过程现状如何过程现状如何? ?过程产能是否可以提高？过程消耗能否降低？过程质
6、过程产能是否可以提高？过程消耗能否降低？过程质量是否可以提高？改进方向或重点在那里？量是否可以提高？改进方向或重点在那里？等等更深入的问题。等等更深入的问题。生产中的典型问题“生产管理”的例子黑箱供应链管理ERP销售和服务管理产品和过程工程管理控制生产操作管理系统生产操作管理系统人人/ /纸纸习惯习惯/ /实行实行PLC/SoftLogic设备驱动、机器马达继电器数据收集采集手工处理控制DCS/OCS自动操作、工具、设备供应链管理ERP销售和服务管理产品和过程工程管理控制MESMES：集成生产数据集成生产数据根据工序工作根据工序工作管理系统、人员和实行管理系统、人员和实行PLC/SoftLog
7、ic设备驱动、机器马达继电器数据收集采集手工处理控制DCS/OCS自动操作、工具、设备车间的业务重整必须同时或者优先于车间的业务重整必须同时或者优先于MESMES系统的实施。系统的实施。MESMES的主要特点的主要特点总结 MES内容 MES位置位置1 MES功能功能2 MES作用作用 作业人员管理生产单元分配资源状态管理性能分析产品跟踪管理设备维护管理数据采集工序详细调度质量管理文档管理过程管理按“料、法、机”的思路安排MES功能v成功的生产线成功的生产线MES工程，在生产管理上按工程，在生产管理上按“料、法、料、法、机机”的思路去安排功能。的思路去安排功能。v所谓所谓“料料”，就是：生产日
8、程安排、生产计划制定、，就是：生产日程安排、生产计划制定、生产批次跟踪、关键工序管理、原辅料管理和生产生产批次跟踪、关键工序管理、原辅料管理和生产统计分析。统计分析。v所谓所谓“法法”，就是：质量检验数据采集、过程分析、，就是：质量检验数据采集、过程分析、SPC。v所谓所谓“机机”，就是：设备状态监控、设备基本信息，就是：设备状态监控、设备基本信息管理、设备故障分析、设备任务管理、设备统计分管理、设备故障分析、设备任务管理、设备统计分析和析和SPC。 MES的组成及其与其它系统的关系如下图所示。的组成及其与其它系统的关系如下图所示。 SCM供应链管理DRP分晓资源管理CRM客户关系管理CMC/
9、PDM协同制造商务产品数据管理ERP资源规划管理AUTOMATION自动化工序详细调度作业人员管理生产单元分配资源状态管理产品跟踪管理质量管理数据采集性能分析文档管理设备维护管理行业行业原因原因MES重点重点要实施的功能要实施的功能首要的首要的次要的次要的半导体半导体v需要增加产量和收益需要增加产量和收益v批量跟踪批量跟踪v配方管理配方管理v增加机器使用率增加机器使用率v需要精确的生产排产需要精确的生产排产v工序工序/详细排产详细排产v产品跟踪产品跟踪/产品系列清单产品系列清单v生产数据收集生产数据收集/采集采集汽车汽车v需要确保质量需要确保质量v客户订单跟踪客户订单跟踪v需要制造的生产历史记
10、录需要制造的生产历史记录v优化机器的性能优化机器的性能v资源的分配和状态资源的分配和状态v文档管理文档管理v质量管理质量管理医疗设备医疗设备v遵守遵守FDAv批量跟踪批量跟踪v需要制造的生产历史记录需要制造的生产历史记录v工作指令管理工作指令管理v需要确保质量需要确保质量v性能分析性能分析v产品跟踪产品跟踪/产品系列清单产品系列清单v文档控制文档控制离散制造业离散制造业v工作指令管理工作指令管理v精确排产精确排产v订单跟踪订单跟踪v客户订单跟踪客户订单跟踪v配置生产单元配置生产单元v文档控制文档控制v工序工序/详细排产详细排产JIT行业行业原因原因MES重点重点要实施的功能要实施的功能首要的首
11、要的次要的次要的医药业医药业v遵守遵守FDAv批次记录管理批次记录管理v批次跟踪批次跟踪v需要确保质量需要确保质量v配方管理配方管理v文档控制文档控制v人力资源管理人力资源管理v产品跟踪产品跟踪/产品系列清单产品系列清单v性能分析性能分析食品和饮料食品和饮料v批量跟踪批量跟踪v需要确保质量需要确保质量v遵守遵守FDAv配方管理配方管理v需要增加产量和收益需要增加产量和收益v工序工序/详细排产详细排产v产品跟踪产品跟踪/产品系列清单产品系列清单v质量管理质量管理连续连续(不间断不间断)制制造业造业v配方管理配方管理v需要流程控制需要流程控制v批次记录管理批次记录管理v安全安全v需要确保质量需要确
12、保质量v操作的效率操作的效率v流程管理流程管理v文档控制文档控制v维护管理维护管理内容 MES位置位置1 MES功能功能2 MES作用作用 v a) 由于由于MES对过程实时事件具有比对过程实时事件具有比ERP更高的响应能更高的响应能力，并具有对过程的实时状况向力，并具有对过程的实时状况向ERP报告的功能，使用报告的功能，使用其中的其中的工序详细调度工序详细调度功能，通过相应的作业排序或作业功能，通过相应的作业排序或作业调度程序来优化作业计划，调度程序来优化作业计划，MES能帮助能帮助ERP将企业的实将企业的实际生产作业计划际生产作业计划制定得更细致、定义得更精确，同时也制定得更细致、定义得更
13、精确，同时也更具有更高的可操作性更具有更高的可操作性，可以极大地提高生产过程的作可以极大地提高生产过程的作业效率和作业性能。业效率和作业性能。v b) 由于由于MES反映了作业人员、机器、设备、物料和工具等反映了作业人员、机器、设备、物料和工具等资源的使用状态的实时信息，并就刚刚完工的作业活动向资源的使用状态的实时信息，并就刚刚完工的作业活动向ERP和有关人员报告。因此，使用其中的和有关人员报告。因此，使用其中的资源状态管理资源状态管理功能，功能，MES除能及时提供更详实的资源除能及时提供更详实的资源可用量可用量信息，以便于向信息，以便于向ERP进行更可行的资源计划，同时，也使有关人员不仅可及
14、进行更可行的资源计划，同时，也使有关人员不仅可及时了解到作业效率，资源效率等实际状况，还可以对作业中时了解到作业效率，资源效率等实际状况，还可以对作业中隐藏的问题，运作效率改善等进行及时的处理和更正。隐藏的问题，运作效率改善等进行及时的处理和更正。v c) 通过通过生产单元分配生产单元分配功能的使用，功能的使用，MES能将生产产品能将生产产品的原物料连同作业指令一起送达相应的加工单元，以指的原物料连同作业指令一起送达相应的加工单元，以指令开始一个工序或工步的操作，极大地提高了生产流程令开始一个工序或工步的操作，极大地提高了生产流程的的协同性协同性，减少了，减少了“工作中心工作中心”的待料时间，
15、提高了的待料时间，提高了“工作中心工作中心”的利用效率。的利用效率。v d) 通过通过文档管理和标准控制文档管理和标准控制功能的功能的使用使用，MES能将产能将产品的加工所需的产品数据、产品标准、工艺规程或相关品的加工所需的产品数据、产品标准、工艺规程或相关信息连同作业指令一起送达相应的加工单元，并对活动信息连同作业指令一起送达相应的加工单元，并对活动的过程、结果和环境等进行符合规定要求的信息收集和的过程、结果和环境等进行符合规定要求的信息收集和记录。这不仅改善了流程的记录。这不仅改善了流程的协同性协同性，改善了产品标准、，改善了产品标准、产品数据、工艺规程等控制的有效程度，也改善了产品产品数
16、据、工艺规程等控制的有效程度，也改善了产品生产过程中文档管理符合规定要求的程度。生产过程中文档管理符合规定要求的程度。v e) 通过通过产品跟踪和清单管理产品跟踪和清单管理功能的使用，功能的使用，MES能能监视监视工件在任意时刻的位置和状态，收集和记录产品或组件工件在任意时刻的位置和状态，收集和记录产品或组件加工工序、加工结果的数据，形成每个组件或产品可追加工工序、加工结果的数据，形成每个组件或产品可追溯性记录，以便在必要时，企业向客户证实产品的质量、溯性记录，以便在必要时，企业向客户证实产品的质量、追溯问题的根源或评估问题的严重程度等。追溯问题的根源或评估问题的严重程度等。v f)通过通过性
17、能分析性能分析功能的使用，功能的使用， MES能能将在产品制造过程将在产品制造过程中实际测定的结果与过去历史记录、企业的目标或客户中实际测定的结果与过去历史记录、企业的目标或客户的要求进行相关的比较，在线显示或者输出相应的报告，的要求进行相关的比较，在线显示或者输出相应的报告，辅助管理者进行对产品性能、过程运作进行改进和提高。辅助管理者进行对产品性能、过程运作进行改进和提高。v 业务的协同性。业务的协同性。使传统的生产过程使传统的生产过程“黑箱黑箱”透明化，不仅透明化，不仅提高了企业信息集成的程度，也使提高了企业信息集成的程度，也使 企业极大地改善了业企业极大地改善了业务部门间的务部门间的“协
18、同性协同性”；v 计划的适应性。计划的适应性。不仅使企业制定的生产计划具有了更明显不仅使企业制定的生产计划具有了更明显的的可操作性可操作性，使计划得到更有效的执行，同时，在计划执，使计划得到更有效的执行，同时，在计划执行可以得到保证的条件下，企业可以进一步提高计划的精行可以得到保证的条件下，企业可以进一步提高计划的精确性和适应性，以便有效地配置和利用有限资源；确性和适应性，以便有效地配置和利用有限资源；v MESA分别在分别在1993年和年和1996年以问卷方式对若干典型年以问卷方式对若干典型企业进行了两次有关企业进行了两次有关MES应用情况的调查应用情况的调查v 这些典型企业覆盖如下这些典型企业覆盖如下七大行业七大行业：医疗产品，塑料与化合：医疗产品，塑料与化合物，金属制造，物，金属制造，电气电气/电子电子，汽车，玻璃纤维，通讯，汽车，玻璃纤维，通讯v 这些企业中，这些企业中，75%为离散制造企业，为离散制造企业，16%为批量为批量/流程流程制造企业，制造企业，9%为混合型企业，它们平均应用为混合型企业，它们平均应用MES的时的时间为间为2.3年年v 以下数据是这两次调查的结果以下数据是这两次调查的结果
