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   什么是MES制造执行系统?

  美国先进制造研究中心AMR(Advanced Manufacturing Research)于1990年11月就提出了MES(制造执行系统)概念。1997年,制造执行协会MESA提出了一个11个功能模块的MES系统功能组件和集成模型,同时规定,只要具备11个功能之中的某一个或几个,就从属于MES系列的单一功能产品。2004年,制造执行协会MESA提出了协同MES体系结构(c-MES)。

   20世纪90年代初期,中国开始对MES以及ERP的跟踪研究、宣传或试点,而且曾经提出了 “管控一体化”,“人、财、物、产、供、销”等颇具中国特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念,但只是总结、归纳、宣传,坚持或者提炼、提升不够,发展势头不快。
 
   国内最早的MES系统是20世纪80年代宝钢建设初期从SIEMENS公司引进。随中国信息工业进程的发展,从中央到地方,从学会到协会,从IT公司到制造生产厂,从综合网站到专业网站,从综合大学到专科院校,都卷入了MES热潮之中。
 
   制造执行管理系统(MES)是企业CIMS信息集成的纽带,是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。工厂制造执行系统MES是国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。MES系统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系统作为生产形态变革的产物,其起源大多源自工厂的内部需求。八十年代MRPII在美国生产与库存管理协会(APICS)大力宣传和组织推动下得到了迅速的普及和广泛应用,但也暴露出一些不足之处,如MRPII对预测需求和销售管理不够重视,对车间的大量实时事件与数据不能很好地利用等等。许多企业认识到需要其它系统来解决MRPII在某些方面管理薄弱的问题。于是为了满足销售、预测的需求,产生了分销资源计划DRP(Distribution Resource Planning)。同样,为了强化车间的执行功能,制造执行系统(MES)也就应运而生。
MES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。
 
国外不同的组织和研究机构形成了很多MES的理论和体系,包括MES的定义、定位模型、功能模型、数据流模型,甚至实施方法模型,但是并没有统一。比较著名的有以下几个:
 
    1. AMR对MES的定义
 
    美国先进制造研究机构AMR将MES定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”,为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等方面)的当前状态。
 
    AMR提出了决策层、执行层和控制层的企业信息集成三层业务模型:第一层决策层(ERP)主要为企业提供全面管理决策;第二层执行层(MES)主要负责车间级的协调、跟踪、发现并监控相关趋势;第三层控制层(SFC)直接负责工厂生产控制的环节。
 
    2. MESA对MES的定义
 
    2006年,我国信息产业部发布了中国电子行业MES规范,规范中援引了MESA对MES的定义。制造执行系统协会MESA对MES的定义为:
 
    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。当工厂里有实时事件发生时,MES能对此及时做出反应、报告,并利用当前的准确数据对他们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少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。
 
    3. ISA对MES的定义
 
    美国标准化组织(ISA)从 1997年启动编制《ISA-95企业控制系统集成标准》,其目的是建立企业信息系统的集成规范性,ISA-95 标准文件内容目前包含以下四个部分:第一部分:模型和术语(Models and Terminology)、第二部分:数据结构和属性(Data Structures and Attributes)、第三部分:制造业运作模型(Models of Manufacturing Operations)、第四部分:事务处理技术报告(Transactions Technical Report)。
 
    ISA-95标准定义了企业级计划管理系统与工厂车间级控制系统进行集成时使用的术语和标准,其内容主要包括信息化和标准化两个方面。ISA-95所涉及的信息内容有产品定义信息、生产能力信息、生产进度信息、生产绩效信息。ISA-95除了上述信息化内容之外,重要组成部分就是生产对象的模型标准化。ISA-95的生产对象模型根据功能分成了四类、九个模型,四类为资源、能力、产品定义和生产计划。九个模型分别是:资源包括人员、设备、材料和过程段对象;能力包括生产能力、过程段能力;产品定义包括产品定义信息;生产计划包括生产计划和生产性能。这九个模型内容构成了ISA-95基本模型框架。
 
    4. NIST对MES的定义
 
    美国国家标准研究院(NIST)有关MES的定义是:为使从接受订货到制成最终产品全过程的管理活动得以优化,采集硬件、软件的各种数据和状态信息。
 
      

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