MES系統是企業級的資源計劃系統和工廠底層的控制系統之間的各種工廠管理系統的集合,是提高企業工廠制造能力和生產管理能力的重要手段。主要包括生產計劃與調度、物料平衡及物流、庫存、工藝技術、過程監控、質量、HSE、設備、能源、成本、績效管理等。
根據工業企業的特點,一般劃分為流程工業、離散工業和界乎兩者之間的間歇工業。
對于流程工業的生產管理,重點要考慮4個一體化:關于計劃體系,應根據AMR Research公司提出的制造業務過程模型REPAC(Ready,Execution,Process,Analyze,Coordinate),保證從經營計劃、銷售計劃、訂單需求、月度生產計劃、日作業計劃、班組生產協調的一體化;關于質量體系,應基于全面質量管理的P、D、C、A循環,達到新產品研發、產品標準、制造標準、質量檢測、質量控制、持續改進的一體化;對于成本體系,應達到產品成本模擬、計劃成本、實際成本、成本差異分析、成本核算、成本控制的一體化;對于設備體系,實現設備基礎管理、設備維護保養、設備維修、設備監控、突發故障管理、備品備件管理一體化。
MES一詞相對其他信息系統在中國流行較晚。很多企業決策者開始常提到:為何實施MES?外國也有同論:Why MES 。因為許多規劃是先實施ERP,后實施MES。因此產生了為ERP實施MES的結論。其實不盡然。
(1)企業生存環境的客觀需要。因為工廠級、車間級管理面臨著新的挑戰:需要上下游車間的高效溝通,信息的及時性、準確性,隨時面臨的計劃變動,越來越小的任務單元,越來越高的質量追溯要求,管理人員成本的不斷升高等。
(2)企業管理的內在規律。MES從時間空間角度以及業務鏈條看,是企業管理中的不可或缺的領域和環節。
(3)是信息技術發展的必然結果。信息技術在企業中的應用,首先是解決生產過程控制的問題,而且發展迅速。接著就是提升經營管理水平和手段,產生了以ERP為代表的一大批軟件。
但是,在實施ERP的過程中,人們發現:ERP的規模大、周期長,導致ERP項目有46%逾期完成;支出多、投入大,導致41%超過預算;多種原因致使49%沒有達到預期的社會效益、經濟效益和目標。其中一個重要因素是與生產現場的連接與集成被忽略了,而生產現場的數據,即完美的生產信息是ERP的基礎,是集成的關鍵。由于ERP層和DCS層的工作是分別進行的,因此產生了兩個問題:一是橫向系統之間的信息孤島(Island of Information),二是ERP和DCS兩層之間形成缺損環或斷缺鏈接(Missing Ring or Link)。這也是催生MES的重要原因。日本近期曾經對ERP的期望作過調查,按期望值排隊,最高的是信息集成,實現一元化、一體化,以及提高經營管理的實時性、效率和響應速度。也說明這個問題。
因此,國際上公認的信息化總體架構是原則上將框架劃分為3層:PCS層、MES層、ERP層。
PCS層為底層,以硬設備為主,主要面向操作工人,實現生產過程操作運轉自動化,減少操作工人編制;
MES層為中間層,承上啟下,以生產運行管理軟件為主,主要面向生產管理人員,實現生產管理信息化,以及管理組織的扁平化和緊密化;
ERP層為最高層,以經營管理軟件為主,主要面向經營管理和決策人員,實現經營決策管理信息化以及管理組織的扁平化和集約化。
近期從最上層分離出決策層,演變成4層結構。突出實時制造性能監控、實時運營智能等管理理念。
MES主要管理4種資源,包括生產活動中的人力資源(Personnel Resources)、生產設備(Equipment)、物料和能源(Material and Energy)以及工藝過程鏈(Process Segments);在企業經營計劃層面與生產過程控制層面之間,實現生產能力信息的交換、產品信息的交換、生產調度信息的交換、生產績效信息的交換(4P交換功能)。
AMR組織定義的MES有11個功能:
(1)生產資源分配與監控;
(2)作業計劃和排產;
(3)工藝規格標準管理;
(4)數據采集(裝置在線連接采集實時數據和各種參數信息,控制系統接口,生成生產數據記錄、質量數據、績效信息、臺賬累計);
(5)作業員工管理;
(6)產品質量管理;
(7)過程管理(過程控制、APC、基于模型的分析與模擬、與外部解析系統接口);
(8)設備維護;
(9)績效分析;
(10)生產單元調度;
(11)產品跟蹤。AMR組織則又把按著11個功能實現的整體解決方案稱為MESⅡ(Manufacturing Execution Solution)。其中生產資源計劃、排產與調度是主線。
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