1、COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 1/62MESMES技术及应用技术及应用概论概论饶运清Manufacturing Execution System华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 2/62COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 3/62nMES是是“Manufacturing Executio
2、n System”的英的英文缩写文缩写，中文翻译为中文翻译为“制造执行系统制造执行系统”、“生产生产实施系统实施系统”、“工艺执行系统工艺执行系统”等。等。n简单地讲，简单地讲，MES是面向制造车间的生产管理技术是面向制造车间的生产管理技术与实时信息系统。与实时信息系统。nMES主要解决车间生产任务的执行问题。它填补主要解决车间生产任务的执行问题。它填补了企业上层生产计划与车间底层工业控制之间的了企业上层生产计划与车间底层工业控制之间的信息信息“断层断层”。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 4/62经营目
3、标经营目标综合生产计划综合生产计划（生产大纲）（生产大纲）主生产计划主生产计划（MPSMPS）物料需求计划物料需求计划（MRPMRP）自制件投入出产计划自制件投入出产计划外购件需求计划外购件需求计划能力能力需求计划需求计划粗能力粗能力需求计划需求计划企业战略层企业战略层战术管理层战术管理层操作执行层操作执行层预测预测现有资源现有资源车间生产作业计划车间生产作业计划作业统计与控制作业统计与控制采购订单采购订单供货单位信息反馈供货单位信息反馈库存状库存状态文件态文件产品结产品结构文件构文件COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/3
4、0/2022 5/62计划层计划层执行层执行层分解战术层分解战术层生产计划生产计划平衡能力平衡能力与负荷与负荷协调资源协调资源与任务与任务生产任务生产任务静态排序静态排序生产任务生产任务动态调度动态调度资源实时资源实时动态分派动态分派执行设备执行设备系统状态实时数据采集系统状态实时数据采集数据分析数据分析与计划状态存在偏差与计划状态存在偏差PACPAC决策支持决策支持作业作业计划层计划层生产生产调度层调度层生产生产活动活动控制层控制层存在严重偏差存在严重偏差反馈至战术层反馈至战术层否否是是COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5
5、/30/2022 6/62n企业通过企业通过MRP/MRPII/ERP等计划管理系统确定各等计划管理系统确定各车间的零部件投入出产计划，将全厂性的生产计划车间的零部件投入出产计划，将全厂性的生产计划变成各车间的生产任务。变成各车间的生产任务。n各车间要完成既定的生产任务，还必须进行各车间要完成既定的生产任务，还必须进行车间生车间生产作业计划与控制产作业计划与控制。n作业计划与控制的内容作业计划与控制的内容：根据下达的车间任务，生：根据下达的车间任务，生成车间作业计划并输出派工文件作为生产依据；通成车间作业计划并输出派工文件作为生产依据；通过对生产记录分析，实现对各工作单元和设备任务过对生产记录
6、分析，实现对各工作单元和设备任务进展情况的跟踪与监控，确保作业计划按时完成。进展情况的跟踪与监控，确保作业计划按时完成。n为实施作业计划与控制，必须同时对车间设备、物为实施作业计划与控制，必须同时对车间设备、物料、人员、信息、数据等资源及过程进行有效管理料、人员、信息、数据等资源及过程进行有效管理。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 7/62n一般地，将企业的生产运作管理流程抽象为三个层一般地，将企业的生产运作管理流程抽象为三个层次，即次，即计划层、执行层和控制层计划层、执行层和控制层：计划层计划层按照客户
7、订单、库存和市场预测情况，安按照客户订单、库存和市场预测情况，安排生产和组织物料。排生产和组织物料。执行层执行层根据计划层下达的生产计划、物料和控制根据计划层下达的生产计划、物料和控制层的工作情况，制定车间作业计划，安排控制层层的工作情况，制定车间作业计划，安排控制层的加工任务，对作业计划和任务执行情况进行汇的加工任务，对作业计划和任务执行情况进行汇总和上报；当生产计划变更、物料短缺、设备发总和上报；当生产计划变更、物料短缺、设备发生故障、出现加工质量等问题时，执行层对作业生故障、出现加工质量等问题时，执行层对作业计划进行及时调整，保证生产过程正常进行。计划进行及时调整，保证生产过程正常进行。
8、控制层控制层，又称设备层，通过控制指令驱动设备完，又称设备层，通过控制指令驱动设备完成产品的加工或装配。成产品的加工或装配。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 8/62COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 9/62n为了填补计划层与控制层之间的信息断层，为了填补计划层与控制层之间的信息断层，上世纪上世纪80年代中期，美国先进制造研究机构年代中期，美国先进制造研究机构(AMR)首此提出首此提出MES的概念，明确指出：的概念，
9、明确指出：n MES是位于上层计划管理系统与底层工业是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间、面向车间层的管理信息系统。它控制之间、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、跟为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需人、设备、物料、客户需求等求等)的当前状态信息。的当前状态信息。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 10/62 MESMES将企业上层的生产计划系统将企业上层的生产计划系统与车间底层的设备控制系统联系与车间底层的设备控制系统
10、联系起来，填补了两者之间的鸿沟，起来，填补了两者之间的鸿沟，打通了工厂的信息通道。打通了工厂的信息通道。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 11/62COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 12/62COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 13/62n20世纪世纪80年代末，美国先进制造研究机构年代末，美国先进制造研究机构(AMR)首先首先提
11、出提出MES的概念的概念n1992年，美国成立以宣传年，美国成立以宣传MES思想和产品为宗旨的贸思想和产品为宗旨的贸易联合会易联合会MES国际联合会国际联合会（MESA International）n1997年，年，MESA发布修订后的发布修订后的6个关于个关于MES的白皮书，的白皮书，对对MES的定义、功能与应用等问题进行了详尽的阐述的定义、功能与应用等问题进行了详尽的阐述n1999年，美国国家标准与技术研究所（年，美国国家标准与技术研究所（NIST）在在MESA白皮书的基础上，发布有关白皮书的基础上，发布有关MES模型的报告，模型的报告，将将MES有关概念规范化有关概念规范化n2000年，
12、美国国家标准协会（年，美国国家标准协会（ANSI）致力于）致力于MES标准标准化工作（化工作（ANSI/ISA-95）n2004年，年，MESA 提出了协同提出了协同MES体系结构体系结构(c-MES)。MESA 改名为改名为“制造企业解决方案协会制造企业解决方案协会” (Manufacturing Enterprise Solution Association)COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 14/62MES汇集了车间中用以管理和优化从定单下达到生产完成全过程中的所有活动的硬件或软件组件，它控制和利用
13、准确的制造信息，对车间生产活动中的实时事件做出快速响应，同时向企业决策支持过程提供相关生产活动的重要信息。A Manufacturing Execution System is a collection of hardware/software components that enables the management and optimization of production activities from order launch to finish goods. While maintaining current and accurate data, an MES guides, i
14、nitiates, responds to and reports on plant activities as they occur. An MES provides mission-critical information about production activities to decision support processes across the enterprise. MES国际联合会国际联合会- MESA InternationalCOPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 15/62MES定义
15、中包含了以下定义中包含了以下四个基本观点四个基本观点：（1）软硬一体：）软硬一体：MES是一个集成的计算机化的是一个集成的计算机化的系统系统(包括硬件和软件包括硬件和软件)，它是用来完成车间，它是用来完成车间生产任务的各种方法和手段的集合。生产任务的各种方法和手段的集合。 （Michael McClellan）COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 16/62（2）全局性：）全局性：MES对从订单下达到产品完成的对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，而不是单一的整个生产过程进行优化管理，而不是单一的
16、解决某个生产瓶颈。解决某个生产瓶颈。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 17/62（3）及时性：）及时性：MES实时收集生产过程中数据和实时收集生产过程中数据和信息，并做出相应的分析和快速响应。当车信息，并做出相应的分析和快速响应。当车间发生实时事件时，间发生实时事件时，MES能对此及时做出反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应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。指导和处理。 MES对这种状态变化的迅速对这种状态变化的迅速响应使得车间生产过程得以优化执行。响应使得车间生产过程
17、得以优化执行。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 18/62（4）信息中枢：）信息中枢：MES通过双向的直接通讯在企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生产行业内部和整个产品供应链中提供有关生产行为的为的KPI信息。信息。 因此，因此，MES需要与计划层和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控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流来实现企业乃至整个供应链的信息集成。流来实现企业乃至整个供应链的信息集成。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大
18、学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 19/621.车间层生产管理系统本身发展的需要车间层生产管理系统本身发展的需要2.填补计划层与控制层之间信息断层的需要填补计划层与控制层之间信息断层的需要3.其它先进制造及管理模式发展的需要其它先进制造及管理模式发展的需要4.相关技术的发展为相关技术的发展为MES提供了技术支撑提供了技术支撑COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 20/62n在在MES概念出现之前概念出现之前, 车间生产管理依赖若干独车间生产管理依赖若干独立的单一功能软件，如车间作业计划系统、
19、工序立的单一功能软件，如车间作业计划系统、工序调度、工时管理、设备管理、库存控制、质量管调度、工时管理、设备管理、库存控制、质量管理、数据采集与监控等软件来完成。这些软件之理、数据采集与监控等软件来完成。这些软件之间缺乏有效的集成与数据共享，难以达到车间生间缺乏有效的集成与数据共享，难以达到车间生产过程的总体优化。产过程的总体优化。n为了提高车间生产过程管理的自动化与智能化水为了提高车间生产过程管理的自动化与智能化水平，必须基于统一信息平台对车间生产过程进行平，必须基于统一信息平台对车间生产过程进行集成化管理，实现信息集成与共享，从而达到车集成化管理，实现信息集成与共享，从而达到车间生产过程整
20、体全局优化的目标。间生产过程整体全局优化的目标。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 21/62n虽然虽然ERP和现场自动化系统已经发展到了非常成熟和现场自动化系统已经发展到了非常成熟的程度，但是由于的程度，但是由于ERP系统的服务对象是企业管理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。细的支持。n而现场自动化系统的功能主要在于现场设备和工艺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参
21、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。计数据，但是本身并非真正意义上的管理系统。n所以，所以，ERP系统和现场自动化系统之间出现了管理系统和现场自动化系统之间出现了管理信息方面的信息方面的“断层断层”，对于用户车间层面的调度和，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。管理要求，它们往往显得束手无策或功能薄弱。作作为连接两者的桥梁，为连接两者的桥梁，MES应运而生应运而生。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 22/62n计算机集成制造系统
22、（计算机集成制造系统（CIMS）：）：对车间层制造对车间层制造过程及管理自动化以及与其它分系统集成的需过程及管理自动化以及与其它分系统集成的需求；求；n JIT/精益生产：精益生产：对生产现场实施对生产现场实施“零库存零库存”控控制的需求；制的需求；n网络化制造：网络化制造：对车间生产过程及数据管理信息对车间生产过程及数据管理信息化、集成化、网络化的需求；化、集成化、网络化的需求；n敏捷制造：敏捷制造：对车间生产过程集成化、智能化、对车间生产过程集成化、智能化、柔性化的需求。柔性化的需求。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5
23、/30/2022 23/62n计算机网络、数据库及计算机软件技术的发展计算机网络、数据库及计算机软件技术的发展：Internet /Intranet/LAN/Field Bus/MAP，大型分大型分布式数据库，分布式对象计算、软总线及组件技布式数据库，分布式对象计算、软总线及组件技术等；术等；n自动控制与传感检测技术：自动控制与传感检测技术：PLC/DCS/SCADA， 智能仪表，数字传感器，网络数控技术等；智能仪表，数字传感器，网络数控技术等；n计算机辅助生产管理技术的普及与发展：计算机辅助生产管理技术的普及与发展：生产计生产计划与控制，设备管理，工具管理，质量管理与控划与控制，设备管理，工
24、具管理，质量管理与控制，过程管理及工作流技术等。制，过程管理及工作流技术等。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 24/62n制造业是我国国民经济重要的支柱产业，在第二产制造业是我国国民经济重要的支柱产业，在第二产业中占据中心地位业中占据中心地位n“以信息化带动工业化，加快信息化进程，走新型以信息化带动工业化，加快信息化进程，走新型工业化道路，实现全社会生产力的跨越式发展工业化道路，实现全社会生产力的跨越式发展”是是我国的既定国策。我国的既定国策。n纵观我国制造业信息化系统应用的历史和现状，建纵观我国制造业信
25、息化系统应用的历史和现状，建设的重点普遍放在设的重点普遍放在C3P、ERP管理系统和现场自动管理系统和现场自动化系统化系统(SFC)三个方面，在车间生产管理上大多处三个方面，在车间生产管理上大多处于粗放式管理模式。于粗放式管理模式。n企业计划层与过程控制层之间出现信息断层问题，企业计划层与过程控制层之间出现信息断层问题，严重制约我国制造企业的信息化建设。严重制约我国制造企业的信息化建设。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 25/62相对设计与管理,围绕车间层信息化的研究比较匮乏车间层制造信息的研究车间层制造
26、信息的研究相对较少相对较少CADCADCATPDM智能设计多学科优化系统仿真反求工程CAMCAMCAECAEERPERPCAQCAQTCMSTCMSSCMSCMCRMCRM运筹学系统工程管理经济学现代管理理论COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 26/62Controls车间车间设备设备控制控制SCM供应链供应链管理管理MRPII/ERP企业资企业资源源规划规划SSM服务销售服务销售管理管理MES制造执行系统制造执行系统P/PE产品及产品及工艺设计工艺设计MES定位及功能模型定位及功能模型COPYRIGHT
27、HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 27/62序序功能项目功能项目英文全称英文全称功能概述功能概述备注备注1资源分配与状资源分配与状态态Resource Allocation and Status管理车间资源分配及状态信息管理车间资源分配及状态信息MESA /NIST2操作操作/详细调度详细调度Operations/Detail Scheduling生成操作计划，提供作业排序功能生成操作计划，提供作业排序功能M/N3分派生产单位分派生产单位Dispatching Production Units管理和控制生产单位的流程管理和控
28、制生产单位的流程M/N4文档管理文档管理Document Control / Specification Management管理、控制与生产单位相关的记录管理、控制与生产单位相关的记录M/N5数据采集数据采集/获取获取Data Collection/Acquisition采集生产现场中各种必要的数据采集生产现场中各种必要的数据M/N6员工管理员工管理Labor Management提供最新的员工状态信息提供最新的员工状态信息M/N7质量管理质量管理Quality Management记录、跟踪和分析产品及过程特性记录、跟踪和分析产品及过程特性M/N8过程管理过程管理*Process Mana
29、gement监视生产，纠偏或提供决策支持监视生产，纠偏或提供决策支持MESA9维护管理维护管理Maintenance Management跟踪和指导设备及工具的维护活动跟踪和指导设备及工具的维护活动M/N10产品跟踪和谱产品跟踪和谱系系Product Tracking and Genealogy提供工件在任意时刻的位置及其状提供工件在任意时刻的位置及其状态信息态信息M/N11性能分析性能分析Performance Analysis提供最新的实际制造过程及对比结提供最新的实际制造过程及对比结果报告果报告M/N12物料管理物料管理*Material management管理物料的运动、缓冲与储存管
30、理物料的运动、缓冲与储存NISTCOPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 28/621.资源分配与状态资源分配与状态(Resource Allocation and Status)：n管理各种资源（包括设备、工具、材料和其它辅助管理各种资源（包括设备、工具、材料和其它辅助设备，以及派工单、领料单、工序卡等相关作业指设备，以及派工单、领料单、工序卡等相关作业指令和文件等确保设备正常开工所必需的实体），跟令和文件等确保设备正常开工所必需的实体），跟踪资源状态并维护一个详细的历史记录，提供资源踪资源状态并维护一个详细的
31、历史记录，提供资源的实时状态信息。的实时状态信息。 n它保证设备能够适时地安装调整以及其它资源（如它保证设备能够适时地安装调整以及其它资源（如文档）能够及时获取。文档）能够及时获取。n资源管理包括对资源的保存与分派以支持操作资源管理包括对资源的保存与分派以支持操作/详详细调度功能，满足操作调度目标。细调度功能，满足操作调度目标。（2 2）可以生产什么？）可以生产什么？COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 29/622. 2. 操作操作/ /详细调度详细调度(Operations/Detail Scheduli
32、ng)(Operations/Detail Scheduling)：n基于优先级、属性、特性以及制造方法与工艺等进基于优先级、属性、特性以及制造方法与工艺等进行作业排序，行作业排序，使得设备的调整或准备时间最少。使得设备的调整或准备时间最少。n根据不同的加工路径以及加工路径的重叠与并行情根据不同的加工路径以及加工路径的重叠与并行情况，通过计算出它们加工时间或设备负荷获得较优况，通过计算出它们加工时间或设备负荷获得较优的加工顺序或路径。的加工顺序或路径。n生成工序计划（即详细计划）以满足用户定义的运生成工序计划（即详细计划）以满足用户定义的运行目标。行目标。（3 3）什么时间可以生产什么？）什么
33、时间可以生产什么？COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 30/623.3.分派生产单位分派生产单位(Dispatch Production Units)(Dispatch Production Units)：n根据生产计划和详细排程，管理作业、订单、批根据生产计划和详细排程，管理作业、订单、批次、工作指令等形式的生产单位的流程。以适当次、工作指令等形式的生产单位的流程。以适当的顺序分派信息，使其在正确的时间到达正确的的顺序分派信息，使其在正确的时间到达正确的地点。地点。n针对生产过程中出现的突发问题及时修改作
34、业指针对生产过程中出现的突发问题及时修改作业指令，调整加工顺序。令，调整加工顺序。它具有变更预定排程它具有变更预定排程/ /生产生产计划的能力，计划的能力，通过重新安排生产和补救措施，改通过重新安排生产和补救措施，改变已下达的计划，并具有变已下达的计划，并具有通过缓冲管理来控制在通过缓冲管理来控制在制品数量的能力。制品数量的能力。（1 1）如何生产？）如何生产？COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 31/624. 文档管理文档管理(Document Control)：n控制、管理、交付与生产单位相关联的信息包
35、，控制、管理、交付与生产单位相关联的信息包，包括工作指令、制造方法、图纸、标准操作规程包括工作指令、制造方法、图纸、标准操作规程、零件加工程序、批次记录、工程更改通知以及、零件加工程序、批次记录、工程更改通知以及交班信息等。交班信息等。n它支持编辑预定信息和维护文档历史版本。还包它支持编辑预定信息和维护文档历史版本。还包括对环境、健康、安全等方面法规以及括对环境、健康、安全等方面法规以及ISO标准标准信息的管理。信息的管理。（1 1）如何生产？）如何生产？COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 32/625.
36、数据采集数据采集/获取获取(Data Collection / Acquisition)：n获取和更新用于产品跟踪、维护生产历史记录以及获取和更新用于产品跟踪、维护生产历史记录以及其它生产管理功能的生产信息（如对象、批次、数其它生产管理功能的生产信息（如对象、批次、数量、时间、质量、过程参数、设备启停时间、能源量、时间、质量、过程参数、设备启停时间、能源消耗等）。消耗等）。n它可使用扫描仪、输入终端、与制造控制者的软件它可使用扫描仪、输入终端、与制造控制者的软件界面以及其它软件等方式相结合，以手工或自动方界面以及其它软件等方式相结合，以手工或自动方式在车间采集最新的数据来实现上述功能。这些数式
37、在车间采集最新的数据来实现上述功能。这些数据可能存在于生产单位相关的文档据可能存在于生产单位相关的文档/记录中、来源于记录中、来源于底层底层DCS或或PLC装置中，或采用其它方式获得，它装置中，或采用其它方式获得，它们是性能分析的数据源。们是性能分析的数据源。（4 4）何时已生产什么？）何时已生产什么？COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 33/626. 劳工管理劳工管理(Labor Management)：n提供最新的人员状态信息，包括时间和出勤记录、提供最新的人员状态信息，包括时间和出勤记录、资质跟踪以及
38、追踪其间接活动的能力（如领料、备资质跟踪以及追踪其间接活动的能力（如领料、备料、准备时间等），作为成本分析和绩效考核的依料、准备时间等），作为成本分析和绩效考核的依据据 。n它与资源分配进行交互以确定最优的人员分派。它与资源分配进行交互以确定最优的人员分派。（2 2）可以生产什么？）可以生产什么？COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 34/627. 质量管理质量管理(Quality Management)：n从生产过程实时采集质量数据，对质量数据进行从生产过程实时采集质量数据，对质量数据进行分析、跟踪、管理和
39、发布。分析、跟踪、管理和发布。n运用数理统计方法对质量数据进行相关分析，监运用数理统计方法对质量数据进行相关分析，监控产品的质量，同时鉴别出潜在的质量问题。分控产品的质量，同时鉴别出潜在的质量问题。分析造成质量异常的操作、相关现象与原因，提出析造成质量异常的操作、相关现象与原因，提出纠正或校正的措施，或提出质量改进意见和计划纠正或校正的措施，或提出质量改进意见和计划。n也可以包括也可以包括SPC/SQC跟踪、离线检测操作以及在跟踪、离线检测操作以及在实验室信息管理系统实验室信息管理系统(LIMS)中分析。中分析。（4 4）何时已生产什么？）何时已生产什么？（1 1）如何生产？）如何生产？COP
40、YRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 35/628. 过程管理过程管理(Process management)：n监视生产过程，自动纠偏或为操作者提供决策支持监视生产过程，自动纠偏或为操作者提供决策支持以纠正和改善在制活动（这种活动既可以是工序内以纠正和改善在制活动（这种活动既可以是工序内，也可以是工序间），也可以是工序间）。它可包括报警管理。可能通它可包括报警管理。可能通过数据采集过数据采集/获取提供智能设备与获取提供智能设备与MES的接口。的接口。nNIST认为过程管理活动已在分派与质量管理中描认为过程管理活动
41、已在分派与质量管理中描述；述；MESA将其单列，是因为该活动可能由一个单将其单列，是因为该活动可能由一个单独的系统来执行。独的系统来执行。（1 1）如何生产？（）如何生产？（3 3）何时可以生产什么？（）何时可以生产什么？（4 4）何）何时已生产什么？时已生产什么？COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 36/629. 维护管理维护管理(Maintenance Management )：n跟踪和指导设备及工具的维护活动以保证这些资源跟踪和指导设备及工具的维护活动以保证这些资源在制造进程中的可获性，保证周期性或预
42、防性维护在制造进程中的可获性，保证周期性或预防性维护调度，以及对应急问题的反应（报警）调度，以及对应急问题的反应（报警），并维护事并维护事件或问题的历史信息以支持故障诊断。件或问题的历史信息以支持故障诊断。n对生产过程中的设备对生产过程中的设备(含刀具、夹具、量具、辅具含刀具、夹具、量具、辅具)进行管理，记录设备的基本信息进行管理，记录设备的基本信息(加工范围、精度加工范围、精度、对象、持续工作时间等、对象、持续工作时间等)、设备当前状态、设备当前状态(设备负设备负荷、可用性荷、可用性)、设备维修计划、设备故障和维修情、设备维修计划、设备故障和维修情况等。况等。 （2 2）可以生产什么？）可以
43、生产什么？COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 37/6210.产品跟踪和谱系产品跟踪和谱系(Product Tracking and Genealogy)：n提供所有时期工作及其处置的可视性。其状态信息提供所有时期工作及其处置的可视性。其状态信息可包括：谁在进行该工作；供应者提供的零件、物可包括：谁在进行该工作；供应者提供的零件、物料、批量、序列号；任何警告、返工或与产品相关料、批量、序列号；任何警告、返工或与产品相关的其它例外信息。的其它例外信息。n其在线跟踪功能也创建一个历史记录，该记录给予其在线跟踪功
44、能也创建一个历史记录，该记录给予零件和每个末端产品使用的可跟踪性。零件和每个末端产品使用的可跟踪性。n在制品在制品(WIP)跟踪；产品跟踪；产品/生产的历史数据存储和管生产的历史数据存储和管理。理。（4 4）何时已生产什么？）何时已生产什么？COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 38/6211.性能分析性能分析(Performance Analysis)：n提供实际制造操作活动的最新报告，以及与历史提供实际制造操作活动的最新报告，以及与历史记录和预期经营结果的比较。记录和预期经营结果的比较。n运行性能结果包括
45、对诸如资源利用率、资源可获运行性能结果包括对诸如资源利用率、资源可获取性、产品单位周期、与排程表的一致性、与标取性、产品单位周期、与排程表的一致性、与标准的一致性等指标的度量。准的一致性等指标的度量。（4 4）何时已生产什么？）何时已生产什么？COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 39/6212.*物料管理物料管理(Material Management)：n管理物料（原料、零件、工具）及消耗品的运动管理物料（原料、零件、工具）及消耗品的运动、缓冲与储存。这些运动可能直接支持过程操作、缓冲与储存。这些运动可能
46、直接支持过程操作或其它功能，如设备维护或安装调整。或其它功能，如设备维护或安装调整。n该功能为该功能为NIST所追加，它认为上述物料管理活动所追加，它认为上述物料管理活动与资源分配和跟踪功能的关系并不明确。与资源分配和跟踪功能的关系并不明确。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 40/62n核心功能：核心功能：与生产过程管理直接相关，提与生产过程管理直接相关，提供生产管理最基本功能。相互关联，集成供生产管理最基本功能。相互关联，集成而不可分割。主要涉及制造资源和工作订而不可分割。主要涉及制造资源和工作订单管理
47、。单管理。n辅助功能：辅助功能：生产过程管理的外围或支持活生产过程管理的外围或支持活动。扩展动。扩展MES涵义的广度。涵义的广度。COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 41/62n计划系统接口计划系统接口 (Planning System Interface)n工作订单管理工作订单管理 (Work Order Management)n工作站管理工作站管理 (Workstation Management)n物资库存跟踪和管理物资库存跟踪和管理 (Inventory Tracking and Management
48、)n物资流动管理物资流动管理 (Material Movement Management)n数据收集数据收集 (Data Collection)n例外管理例外管理 (Exception Management)“调度调度”是贯穿于整个是贯穿于整个MESMES核心功能的主线核心功能的主线COPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/2022 42/62n维护管理维护管理(Maintenance Management)n员工考勤管理员工考勤管理(Time and Attendance)n统计过程控制统计过程控制(Statistica
49、l Process Control)n质量管理质量管理(Quality Management)n过程数据过程数据/性能分析性能分析(Process Data / Performance Analysis)n文档文档/产品数据管理产品数据管理(Document / Product Data Management)n谱系谱系/产品可跟踪性产品可跟踪性(Genealogy / Product Traceability)n供应商管理供应商管理(Supplier Management)nCOPYRIGHT HUST MES技术及其应用技术及其应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院 5/30/20
50、22 43/62n工作订单：指明工作订单号、待加工物料的零件号、数量工作订单：指明工作订单号、待加工物料的零件号、数量、要求的完工期、优先级制定方法等。、要求的完工期、优先级制定方法等。n功能：可管理订单变更，建立和维护进度表，维护具有优功能：可管理订单变更，建立和维护进度表，维护具有优先级的排序计划等。它亦可对工作订单指派或取消物资库先级的排序计划等。它亦可对工作订单指派或取消物资库存。维护当前积压的工作订单的实时景观和每个订单的状存。维护当前积压的工作订单的实时景观和每个订单的状态。态。n管理举例：管理举例：变更时间表变更时间表(Schedule)、数量，、数量，修改路线图修改路线图订单分
