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MES制造执行系统
MES是什么?
MES— Manufacturing Execution System,制造执行系统。
MES(制造执行系统)是美国先进制造研究机构AMR( Advanced Manufacturing Research)在90年代初提出的，旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划通过执行系统同车间作业现场控制系统联系起来。
AMR对MES的定义
美国先进制造研究机构AMR( Advanced Manufacturing Research)将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的、面向车间层的管理信息系统”,它为操作人员/管理人员提供工业控制之间的计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态。
AMR提出的企业信息集成三层业务模型
决策层(ERP)主要为企业提供全面管理决策
执行层(MES)主要负责车间级的协调、 跟踪发现并监控相关趋势
控制层(SFC)直接负责工厂生产控制的环节
MES的目标价值/解决的问题
MESA对MES的定义
制造执行系统协会(Manufacturing Execution System Association,MESA)对MES所下的定义：“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES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指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还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产品行为的关键任务信息
MESA对MES的定义强调了以下三点：
1.MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一解决某个生产瓶颈。
2.MES必须提供实时收集生产过程数据的功能，并做出相应的分析和处理。
3.MES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流来实现企业信息集成。
企业计划层与过程控制层之间的信息“断层”问题
从计划层/决策层到生产控制层：企业根据订单或市场等情况制定生产计划一生产计划到达生产现场—组织生产—产品派送。企业管理信息化建设的重点也大都放在计划层，以进行生产规划管理及一般事务处理。如ERP就是“位”于企业上层计划层，用于整合企业现有的生产资源，编制生产计划。
在下层的生产控制层，企业主要采用自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流搬运储存设备等解决具体生产(制程)的生产瓶颈，实现生产现场的自动化控制。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计数据，但是本身并非真正意义上的管理系统
MES的目标价值解决的问题
MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。适用于不同行业(家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药),能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。
MES的外部环境模型功能模块
SCM供应链管理
SSM销售与服务管理
ERP企业资源计划
P&PE产品与工艺设计
PCS过程控制
生产单元分配
运作/详细调度
资源配置与状态管理
文档管理
产品跟踪和系谱
性能分析
作业人员管理
设备维护管理
过程管理
质量管理
数据采集
企业资源计划(ERR)—包括财务、订单管理、生产和物料计划和相关功能。
供应链管理(SCM)—包括预测、发送和后勤、运输管理、电子商务和先进计划系统。
销售和服务管理(SSM)—包括销售力自动化、产品组态、服务报价、产品召回等。
产品和工艺设计(P&PE)—包括计算机辅助设计/制造( CAD/CAM)工艺建模、产品数据管理(PDM)。
过程控制(PCS)—包括DCS、PLC、DNC、 SCADA等设备控制以及产品制造的过程控制。
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MES数据分布图
1.资源分配和状态管理( Resource Allocation and status)
管理机床、工具、人员、物料、其它设备以及其它生产实体(例如进行加工必须准备的工艺文件、数控加工程序等文档资料),用以保证生产的正常进行。它还要提供资源使用情况的历史记录，确保设备能够正确安装和运转，以提供实时的状态信息。对这些资源的管理，还包括为满足作业排程计划目标对其所作的预定和调度。
2.运作/详细调度( Operations/ Detail Scheduling)
在具体生产单元的操作中，根据相关的优先级( Priorities)、属性( Attributes)、特征( Characteristics)以及配方( Recipes),提供作业排程功能。例如，当根据形状和其他特征对颜色顺序进行合理排序时，可最大限度减少生产过程中的准备时间。这个调度功能的能力有限，主要是通过识别替代性、重叠性或并行性操作来准确计算出时间、设备上下料，以做出相应调整来适应变化。
3.生产单元分配( Dispatching Production Units)
以作业、订单、批量、成批和工作单等形式管理生产单元间工作的流动。分配信息用于作业顺序的定制以及车间有事件发生时的实时变更。生产单元分配功能具有变更车间已制定的生产计划的能力，对返修品和废品进行处理，用缓冲区 管理的方法控制任意位置的在制品数量。
4.文档管理( Document Control)
管理生产单元有关的记录和表格，包括工作指令、配方、工程图纸、标准工艺规程、零件的数控加工程序、批量加工记录、工程更改通知以及班次间的通讯记录，并提供了按计划编辑信息的功能。它将各种指令下达给操作层，包括向操作者提供操作数据或向设备控制层提供生产配方。此外它还包括对环境、健康和安全制度信息、以及ISO信息的管理与完整性维护，例如纠正措施控制程序。当然，还有存储历史信息功能。
5.数据采集( Data collection/ Acquisition)
能通过数据采集接口来获取生产单元的记录和表格上填写的各种作业生产数据和参数。这些数据可以从车间以手工方式录入或自动从设备上获取按分钟级实时更新的数据。
6.劳务管理/作业人员管理( Labor Management)
提供按分钟级更新的内部人员状态，作为作业成本核算的基础。包括出勤报告、人员的认证跟踪、以及追踪人员的辅助业务能力，如物料准备或工具间工作情况。劳务管理与资源分配功能相互作用，共同确定最佳分享。
7.质量管理( Quality Management)
对生产制造过程中获得的测量值进行实时分析，以保证产品质量得到良好控制，质量问题得到确切关注。该功能还可针对质量问题推荐相关纠正措施，包括对症状、行为和结果进行关联以确定问题原因。质量管理还包括对统计过程控制(SPC)和统计质量控制(SQC)的跟踪，实验室信息管理系统(LIMS)的线下检修操作和分析管理。
8.过程管理( Process Management)
监控生产过程、自动纠错或向用户提供决策支持以纠正和改进制造过程活动。这些活动具有内操作性，主要集中在被监控的机器和设备上，同时具有互操作性，跟踪从一项到另外一项作业流程。过程管理还包括报警功能，使车间人员能够及时察觉到出现了超出允许误差的过程更改。通过数据采集接口，过程管理可以实现智能设备与制造执行系统之间的数据交换。
9.维护管理( Maintenance Management)
跟踪和指导作业活动，维护设备和工具以确保它们能正常运转并安排进行定期检修，以及对突发问题能够即刻响应或报警。它还能保留以往的維护管理历史记录和问题，帮助进行问题诊断。
10.产品跟踪和系谱( Product Tracking and Genealogy)
提供工件在任一时刻的位置和状态信息。其状态信息可包括：进行该工作的人员信息；按供应商划分的组成物料、产品批号、序列号、当前生产情况、警告、返工或与产品相关的其它异常信息。其在线跟踪功能也可创建一个历史记录，使得零件和每个末端产品的使用具有追溯性。
11.性能分析( Performance Analysis)
提供按分钟级更新的实际生产运行结果的报告信息，对过去记录和预想结果进行比较。运行性能结果包括资源利用率、资源可获取性、产品单位周期、与排程表的一致性、与标准的一致性等指标的测量值。性能分析包含SPC/SQC。该功能从度量操作参数的不同功能提取信息，当前性能的评估结果以报告或在线公布的形式呈现。
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总流程图
MES主要功能相关实施工具
MES( Manufacturing Execution System,制造执行系统)是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台
一般MES主要内容包括：生产监视、数据采集、工艺管理、品质管理、报表管理、生产排程、基础资料、OEE指标分析、薪资管理、数据共享、任务派工、能力平衡分析。
Q1:客户投诉产品存在质量问题时，能否根据产品的相关信息追溯产品生产过程中的所有信息?包括原料供应商、操作机台、操作人员、加工工序、生产日期和关键的工艺参数等。
Q2:计划物流部如何查询当前仓库库存以及在制的每种产品的数量
(含工序)、计划任务完成情况?要分别供应给哪些供应商/客户?
Q3：车间主任如何了解到各车间设备投入使用情况、人员配备情况、车间物料库存情况等?
Q4:计划物流部怎样快速落地生产任务的下达工作?
Q5:怎样实现生产线上的不合格产品、不合格原因等的统计与分析?
Q：
工业POS—条码管理(批次、工序、计件工资)
排产排程—高级排产排程软件( SAP Addon等）
看板管理—传统看板管理、电子看板等
报表—水晶易表等
生产设备管理—工位计(开机率、设备状态等)库位管理—结合看板管理
企业计划层与过程控制层之间的信息“断层”问题的具体内容是什么?
什么是系统?
企业计划层与过程控制层之间的信息“断层”问题，而断层问题的具体内容就是制造执行过程管控的问题，也就是产品完成的整个生产过程的管理问题，具体内容包括生产监视、数据采集、工艺管理、品质管理、报表管理、生产排程、基础资料、OEE指标分析、薪资管理、数据共享、任务派工、能力平衡分析等。
