MES的功能定位與實(shí)施
來源：巨靈鳥軟件 作者：進(jìn)銷存軟件 發(fā)布：2017/5/15 瀏覽次數(shù)：3384
MES是舶來語Manufacture Execution System 的縮寫。談及MES必須先談生產(chǎn)，生產(chǎn)體系模型如圖1所示，涉及人、財、物、信息等資源，產(chǎn)、供、銷等環(huán)節(jié)，以及供應(yīng)商、客戶、合作伙伴等。
2017-1-6 09:55 上傳
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其中，生產(chǎn)管理是通過對生產(chǎn)系統(tǒng)的戰(zhàn)略計劃、組織、指揮、實(shí)施、協(xié)調(diào)、控制等活動，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的物質(zhì)變換、產(chǎn)品生產(chǎn)、價值提升的過程。要善于進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)營戰(zhàn)略的設(shè)計計劃、運(yùn)作與控制、分析與改善的P、D、C、A循環(huán)，分析問題、查找原因、制定對策、改善生產(chǎn)。生產(chǎn)管理是企業(yè)價值鏈的主要環(huán)節(jié)，是構(gòu)成企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵內(nèi)容。MES是企業(yè)級的資源計劃系統(tǒng)和工廠底層的控制系統(tǒng)之間的各種工廠管理系統(tǒng)的集合，是提高企業(yè)工廠制造能力和生產(chǎn)管理能力的重要手段。主要包括生產(chǎn)計劃與調(diào)度、物料平衡及物流、庫存、工藝技術(shù)、過程監(jiān)控、質(zhì)量、HSE、設(shè)備、能源、成本、績效管理等。
根據(jù)工業(yè)企業(yè)的特點(diǎn)，一般劃分為流程工業(yè)、離散工業(yè)和界乎兩者之間的間歇工業(yè)。
對于流程工業(yè)的生產(chǎn)管理，重點(diǎn)要考慮4個一體化：關(guān)于計劃體系，應(yīng)根據(jù)AMR Research公司提出的制造業(yè)務(wù)過程模型REPAC（Ready，Execution，Process，Analyze，Coordinate），保證從經(jīng)營計劃、銷售計劃、訂單需求、月度生產(chǎn)計劃、日作業(yè)計劃、班組生產(chǎn)協(xié)調(diào)的一體化；關(guān)于質(zhì)量體系，應(yīng)基于全面質(zhì)量管理的P、D、C、A循環(huán)，達(dá)到新產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、制造標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量檢測、質(zhì)量控制、持續(xù)改進(jìn)的一體化；對于成本體系，應(yīng)達(dá)到產(chǎn)品成本模擬、計劃成本、實(shí)際成本、成本差異分析、成本核算、成本控制的一體化；對于設(shè)備體系，實(shí)現(xiàn)設(shè)備基礎(chǔ)管理、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備維修、設(shè)備監(jiān)控、突發(fā)故障管理、備品備件管理一體化。
一、為何實(shí)施MES
MES一詞相對其他信息系統(tǒng)在中國流行較晚。很多企業(yè)決策者開始常提到：為何實(shí)施MES？外國也有同論：Why MES 。因?yàn)樵S多規(guī)劃是先實(shí)施ERP，后實(shí)施MES。因此產(chǎn)生了為ERP實(shí)施MES的結(jié)論。其實(shí)不盡然。
（1）企業(yè)生存環(huán)境的客觀需要。因?yàn)楣S級、車間級管理面臨著新的挑戰(zhàn)：需要上下游車間的高效溝通，信息的及時性、準(zhǔn)確性，隨時面臨的計劃變動，越來越小的任務(wù)單元，越來越高的質(zhì)量追溯要求，管理人員成本的不斷升高等。
（2）企業(yè)管理的內(nèi)在規(guī)律。MES從時間空間角度以及業(yè)務(wù)鏈條看，是企業(yè)管理中的不可或缺的領(lǐng)域和環(huán)節(jié)。
（3）是信息技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。信息技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用，首先是解決生產(chǎn)過程控制的問題，而且發(fā)展迅速。接著就是提升經(jīng)營管理水平和手段，產(chǎn)生了以ERP為代表的一大批軟件。
但是，在實(shí)施ERP的過程中，人們發(fā)現(xiàn)：ERP的規(guī)模大、周期長，導(dǎo)致ERP項(xiàng)目有46%逾期完成；支出多、投入大，導(dǎo)致41%超過預(yù)算；多種原因致使49%沒有達(dá)到預(yù)期的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和目標(biāo)。其中一個重要因素是與生產(chǎn)現(xiàn)場的連接與集成被忽略了，而生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，即完美的生產(chǎn)信息是ERP的基礎(chǔ)，是集成的關(guān)鍵。由于ERP層和DCS層的工作是分別進(jìn)行的，因此產(chǎn)生了兩個問題：一是橫向系統(tǒng)之間的信息孤島（Island of Information），二是ERP和DCS兩層之間形成缺損環(huán)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(jīng)對ERP的期望作過調(diào)查，按期望值排隊(duì)，最高的是信息集成，實(shí)現(xiàn)一元化、一體化，以及提高經(jīng)營管理的實(shí)時性、效率和響應(yīng)速度。也說明這個問題。
因此，國際上公認(rèn)的信息化總體架構(gòu)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(shè)備為主，主要面向操作工人，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程操作運(yùn)轉(zhuǎn)自動化，減少操作工人編制；
MES層為中間層，承上啟下，以生產(chǎn)運(yùn)行管理軟件為主，主要面向生產(chǎn)管理人員，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)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(jīng)營管理軟件為主，主要面向經(jīng)營管理和決策人員，實(shí)現(xiàn)經(jīng)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(jié)構(gòu)。突出實(shí)時制造性能監(jiān)控、實(shí)時運(yùn)營智能等管理理念。
二、MES的功能地位
MES主要管理4種資源，包括生產(chǎn)活動中的人力資源（Personnel Resources）、生產(chǎn)設(shè)備（Equipment）、物料和能源（Material and Energy）以及工藝過程鏈（Process Segments）；在企業(yè)經(jīng)營計劃層面與生產(chǎn)過程控制層面之間，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力信息的交換、產(chǎn)品信息的交換、生產(chǎn)調(diào)度信息的交換、生產(chǎn)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(chǎn)資源分配與監(jiān)控；
（2）作業(yè)計劃和排產(chǎn)；
（3）工藝規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)管理；
（4）數(shù)據(jù)采集（裝置在線連接采集實(shí)時數(shù)據(jù)和各種參數(shù)信息，控制系統(tǒng)接口，生成生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄、質(zhì)量數(shù)據(jù)、績效信息、臺賬累計）；
（5）作業(yè)員工管理；
（6）產(chǎn)品質(zhì)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(tǒng)接口）；
（8）設(shè)備維護(hù)；
（9）績效分析；
（10）生產(chǎn)單元調(diào)度；
（11）產(chǎn)品跟蹤。AMR組織則又把按著11個功能實(shí)現(xiàn)的整體解決方案稱為MESⅡ（Manufacturing Execution Solution）。其中生產(chǎn)資源計劃、排產(chǎn)與調(diào)度是主線。如圖2所示。
三、實(shí)施MES的關(guān)鍵
1．對企業(yè)制造執(zhí)行能力進(jìn)行分析
MES是制造執(zhí)行系統(tǒng)，為生產(chǎn)制造管理服務(wù)，旨在提高生產(chǎn)制造執(zhí)行能力和水平。因此，實(shí)施MES前，首要問題是對現(xiàn)有的制造執(zhí)行能力進(jìn)行評估。由孫彥廣教授所著的《流程工業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)》一書介紹，MESA國際組織給出了MES成熟度模型，即制造執(zhí)行能力成熟度模型（Manufacture Execution Capability Maturity Model, ME-CMM）。它從制造戰(zhàn)略、制造質(zhì)量、供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)、信息收集、績效管理與改進(jìn)、制造與IT基礎(chǔ)設(shè)施等角度把企業(yè)的制造執(zhí)行能力成熟程度劃分為劣、可、良、優(yōu)、未來追求目標(biāo)共5個等級。使用該成熟度模型，根據(jù)企業(yè)目前狀況和環(huán)境對企業(yè)的要求，對企業(yè)進(jìn)行評價，找出差距，定出目標(biāo)。ME-CMM如表所示。
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如果仿照軟件能力、信息化能力或IT能力成熟度模型，也可建立MES能力成熟度模型，即MES-CMM。也可對照表列分級分為CMM 0，1，2，3，4五級。0級最差，4級最好。
MES-CMM可以定義成適合中國的制造運(yùn)行安全能力、產(chǎn)品質(zhì)量能力、裝置設(shè)備運(yùn)行能力、基礎(chǔ)設(shè)施和IT支撐能力、運(yùn)轉(zhuǎn)操作能力、制造管理和調(diào)度能力、成本控制能力、企業(yè)盈利能力和制造競爭能力等。這是MES的核心，也就是中國總結(jié)的“產(chǎn)、供、銷”3環(huán)節(jié)以產(chǎn)為主，“人、財、物”3要素中以物為主，“安全、穩(wěn)定、長周期、滿負(fù)荷、優(yōu)質(zhì)優(yōu)化生產(chǎn)”的5大運(yùn)行目標(biāo)的具體化。
2．選好功能模塊
就流程工業(yè)而言，MES的核心是生產(chǎn)指令的執(zhí)行和生產(chǎn)績效的分析。這也是MES系統(tǒng)中最重要的模塊——生產(chǎn)運(yùn)行管理模塊的核心，即生產(chǎn)計劃、統(tǒng)計與調(diào)度。生產(chǎn)運(yùn)行的基礎(chǔ)是設(shè)備及其運(yùn)行，因此設(shè)備管理模塊和數(shù)據(jù)采集和存儲（實(shí)時數(shù)據(jù)庫），也應(yīng)是MES的基本模塊。一般還有產(chǎn)品質(zhì)量管理模塊，成本管理模塊，物料平衡與倉儲管理模塊等。目前，隨著管理的集約化和精細(xì)化，又有新的需求。產(chǎn)生了新的信息技術(shù)和軟件。如模擬優(yōu)化、油品移動和調(diào)和、節(jié)能降耗、節(jié)水減排、HSE等軟件，增加了MES的功能。
3．做好集成
隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，企業(yè)管理的空間、時間范圍在擴(kuò)大，同時管理的細(xì)度或粒度又在縮小。從宏觀和微觀上都要求可視化和實(shí)時化，這就需要集成技術(shù)。一是MES各模塊的集成，二是MES和PCS層面、ERP層面的集成，三是企業(yè)內(nèi)部與企業(yè)外部的集成。目前流行的理念和技術(shù)是實(shí)時績效管理、制造績效服務(wù)，如圖3、4所示。
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四、結(jié)論
（1）信息化普遍設(shè)計為有機(jī)相連的3或4層架構(gòu)。
（2）ERP與MES的界限是模糊的，有些功能有重疊。所以，其模塊邊界的劃分是有學(xué)問的。 ERP不能代替MES，對流程行業(yè)尤其是這樣。
（3）以DCS為重點(diǎn)的控制系統(tǒng)，以ERP為代表的經(jīng)營管理系統(tǒng)，以MES為核心的生產(chǎn)運(yùn)行指揮調(diào)度系統(tǒng)，是企業(yè)信息化的3大領(lǐng)域，其中MES的效率和效益最具潛力。
（4）MES重點(diǎn)關(guān)注“人、財、物”的“物”，”產(chǎn)、供、銷”的“產(chǎn)”，以及生產(chǎn)運(yùn)行的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”。
（5）實(shí)施MES可先從基礎(chǔ)的、基本的模塊做起，再實(shí)施擴(kuò)充的、增強(qiáng)的、高級的模塊。
（6）沒有一家的產(chǎn)品能包打天下。MES模塊應(yīng)優(yōu)中選優(yōu)，再通過第三方集成平臺軟件進(jìn)行綜合集成是上策。
（7）除了選取MES應(yīng)用模塊、軟件外，選取集成商或主承包商提供整體解決方案和集成最關(guān)鍵。
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