MES系統(tǒng)：讓制造與計劃相統(tǒng)一
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發(fā)表時間：2020-07-07 17:14:37
MES
MES直指這一問題，目前在發(fā)達國家已經普遍推廣。在我國，對MES的認識和應用還處于剛剛起步階段。為此，我們特意邀請南京航空航天大學的專家做專題介紹，將從企業(yè)需求、技術模型、如何實施以及不同行業(yè)應用特點等角度系統(tǒng)地介紹MES這一概念。
上個世紀80年代后期，美國在總結MRPⅡ實施成功率較低的教訓并吸收日本準時制生產系統(tǒng)(JIT)經驗的基礎上，提出既重視計劃又重視執(zhí)行的管理新思想。此時，將計劃與制造過程統(tǒng)一起來的制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，簡稱MES）應運而生。
以MRP II、ERP為代表的管理信息系統(tǒng)，強調企業(yè)的計劃性。它們以客戶訂單和市場需求為計劃源頭，力求充分利用企業(yè)內的各種資源、降低庫存、提高企業(yè)的整體運作效率。
以數(shù)控加工、DNC（分布式數(shù)控技術）單元和柔性制造系統(tǒng)為代表的自動化技術，則強調設備的控制——通過控制優(yōu)化，減少人為因素的影響，提高產品的質量與系統(tǒng)的運行效率。
然而，上述努力盡管取得了一定成功，卻并沒有很好地達到預期效果。一方面是由于企業(yè)在管理改革方面跟不上信息化發(fā)展的步伐，另一方面是由于企業(yè)對執(zhí)行層的重視不夠，導致上層計劃缺乏有效的實時信息支持，下層的控制缺乏優(yōu)化的調度與協(xié)調。
MES面向制造企業(yè)的車間層，可以為企業(yè)其它應用系統(tǒng)（例如ERP、SCM）提供生產現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，從而加強計劃管理層與底層控制之間的溝通。
承上啟下：MES所處“位置”關鍵
上個世紀九十年代初期，通過對大量企業(yè)的調查，美國先進制造研究機構（AMR）發(fā)現(xiàn)：完善的企業(yè)生產管理系統(tǒng)，普遍由以下三種軟件構成：以ERP、MRPII為代表的企業(yè)管理軟件，以SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視）、HMI(Human Machine Interface)為代表的生產過程監(jiān)控軟件，以及實現(xiàn)操作過程自動化、支持企業(yè)全面集成的MES軟件。
制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在計劃管理層與底層控制之間架起了一座橋梁，填補了兩者之間的空隙。一方面，MES可以對來自MRPII、ERP軟件的生產管理信息進行細化、分解，將來自計劃層操作指令傳遞給底層控制層；另一方面，MES可以采集設備、儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以實時監(jiān)控底層設備的運行狀態(tài)，再經過分析、計算與處理，從而方便、可靠地將控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)整合在一起，并將生產狀況及時反饋給計劃層。
一個企業(yè)的制造車間，是物流與信息流的交匯點，企業(yè)的經濟效益最終就是在這里被物化出來。隨著市場經濟的完善，車間在制造企業(yè)中逐步向分廠制過渡，導致其角色也由傳統(tǒng)的企業(yè)成本中心向利潤中心轉化，更強化了車間的作用。因此，位于車間起著執(zhí)行功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)MES具有十分重要的作用。車間的實時信息的掌握與反饋是制造執(zhí)行系統(tǒng)對上層計劃系統(tǒng)正常運行的保證，車間的生產管理是制造執(zhí)行系統(tǒng)的根本任務，而對底層控制的支持則是制造執(zhí)行系統(tǒng)的特色。 作為面向制造的系統(tǒng)，MES必然要求與企業(yè)其它生產管理系統(tǒng)有密切關系，MES在其中起到了信息集線器（Information Hub）的作用，它相當于一個通訊工具為其它應用系統(tǒng)提供生產現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。
MES可以為企業(yè)中其他管理信息系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)。例如，企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)需要MES提供的成本、制造周期和預計產出時間等實時生產數(shù)據(jù)；供應鏈管理(SCM)系統(tǒng)從MES中獲取當前的訂單狀態(tài)、當前的生產能力以及企業(yè)中生產換班的相互約束關系；客戶關系管理(CRM)的成功報價與準時交貨，則取決于MES所提供的有關生產的實時數(shù)據(jù)；產品數(shù)據(jù)管理(PDM)中的產品設計信息，可以基于MES的產品產出和生產質量數(shù)據(jù)進行優(yōu)化；控制模塊則需要時刻從MES中獲取生產配方和操作技術資料來指導人員和設備進行正確地生產。
另一方面，MES也要從其它管理系統(tǒng)中獲取相關的數(shù)據(jù)以保證MES自身正常運行。例如，MES中進行生產調度的數(shù)據(jù)來自ERP的計劃數(shù)據(jù)；MES中生產活動的時間安排需要依據(jù)供應鏈（SCM）系統(tǒng)之中的主計劃和調度控制；PDM則為MES提供實際生產的工藝文件和各種配方及操作參數(shù)；從控制模塊反饋的實時生產狀態(tài)數(shù)據(jù)，則被MES用于實際生產性能評估和操作條件的判斷。
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