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第二节
制造执行系统

MES与ERP并非两个对立的系统,这两个系统集成后,带来了单靠任一系统都无法实现的运营透明度。ERP系统侧重于创建和管理工厂计划,包括生产、物料使用、交货和运输,以及相关业务信息的收集。MES系统则侧重于管理和监控制造运营,以及实时报告生产线活动。将ERP系统和MES系统集成能够建立一体化的生态系统,帮助企业全方位了解财务、采购、供应链管理、制造和物流等环节。通过整合这些信息,企业能够提高敏捷性,并提供可靠的数据,从而准确预测从销售到资产利用再到制造管理的各种情况。MES系统能将ERP系统的数据与车间信息相集成,帮助企业确定适当的产品生产方式,减少浪费,提高利润。

一、MES系统的定义和功能

我国MES系统的应用起步较晚,尽管其发展历史较短,但它能高效地实现以时间为关键的制造理念。在发达国家,MES系统得到了迅速推广并为工厂带来了巨大经济效益。MES系统的引入和普及也对国外管理界产生了深远影响。

MES系统全称为制造执行系统,是一种用于管理和监控制造过程的信息系统。它在制造业中起着关键的作用,通过集成各个生产环节的数据和业务流程,提供实时的生产监控、调度和协调,以实现制造过程的高效运行和优化。MES系统可以理解为一个中间层系统,它位于企业的ERP系统和现场自动化系统之间,作为连接和协调二者的桥梁。它与ERP系统实现数据交换和信息共享,获取生产计划、物料需求和订单信息等,同时与现场自动化系统进行通信,收集实时的生产数据,监控设备状态。通过这种方式,MES系统提供了对制造过程的实时可视化管控。

MES系统由车间资源管理、库存管理、生产过程管理、生产任务管理、车间计划与排产管理、物料跟踪管理、质量过程管理、生产监控管理和统计分析等功能模块组成,涵盖了制造现场管理的各个方面。MES系统是一个可自定义的制造管理系统,不同企业的工艺流程和管理需求可以通过现场定义实现。

(1)MES系统的车间资源管理:车间资源是制造生产的基石,也是MES系统运行的核心。它专注于管理车间人员、设备、工具、材料和工时等要素,确保生产正常运行,并提供资源历史记录和实时状态信息。

(2)MES系统的库存管理:库存管理涵盖车间内所有库存物资,包括自制件、外协件、外购件、刀具、工装和周转原材料等。功能包括:库存物资的检索与查询,实时查看当前和历史库存情况;进行库存盘点和调拨,对原材料、刀具和工装等库存不足的情况设置警报;支持库房零部件的出入库操作,包括刀具/工装的借用、归还、报修和报废等操作。

(3)MES系统的生产过程管理:通过实现生产过程闭环的可视化控制,生产过程管理旨在减少等待时间、库存和过量生产等浪费。使用条码、触摸屏和机床数据采集等多种方式实时追踪计划生产进度,以控制生产,实施生产调度,追踪车间工作和工件状态。此外,它还支持工序派工、工序外协和齐套等管理功能,通过看板实时显示车间现场信息和任务进展。

(4)MES系统的生产任务管理。生产任务管理涵盖任务接收与管理、任务进度展示和查询功能。提供项目信息,允许查询特定项目,并呈现项目的整个生产周期和完成情况。通过日、周和月视图展示任务进度,以颜色区分不同阶段,实现对项目任务的跟踪。

(5)MES系统的车间计划与排产管理。优化生产流程和提升生产管理水平的关键是改善生产计划,这是车间生产管理的核心难题。提高计划员的排产效率和计划准确性是实现这一目标的关键方法。车间根据主生产计划、当前生产状态(能力、准备情况、在制任务等)、生产准备条件(图纸、工装、材料等)、项目优先级和计划完成时间等要求,合理制订生产加工计划,并监控生产进度和执行情况。

(6)MES系统的物料跟踪管理。采用条码技术对生产过程中的物料进行管理和追踪,已成为现代制造业的重要手段。在整个生产流程中,物料的流动状态得以实时监控和跟踪,这种精细化的管理方式能够确保物料在车间内迅速高效地流转。通过条码扫描,物料的在线状态得以准确捕捉,使生产人员能够随时了解物料的位置、数量以及流转路径,从而更加精确地进行生产调度和安排。这不仅提升了生产效率,还有效地减少了生产过程中的误差和延误。此外,借助条码技术,不仅可以实现物料的快速定位和溯源,还能够为生产管理者提供及时可靠的数据支持,帮助他们做出更明智的决策,优化生产流程,实现生产效益的最大化。

(7)MES系统的质量过程管理。生产制造过程中的工序检验与产品质量管理,实现了对工序检验和产品质量的全程追溯,严格控制了不合格品的处理和整改过程。具体功能包括:全面记录生产过程关键要素,确保质量追溯完备;精确统计产品的合格率和不合格率,为质量改进提供可量化的指标;根据产品质量分析结果,进行出厂产品的预防性维护,从而提升产品质量和可靠性。

(8)MES系统的生产监控管理。从多个维度实现对生产过程的监控,包括生产计划进度和设备运转情况等,同时管理车间的报警信息,涵盖设备故障、人员缺勤、质量等问题的报警信息。通过及时发现、报告和处理问题,确保生产过程的顺利进行和有效控制。此外,结合分布式数字控制DNC系统和MDC系统,实现设备的联网和数据采集,以提升设备利用率,特别是关键设备的利用率。

(9)MES系统的统计分析。该功能能够对生产过程中所产生的数据进行综合统计和查询,进而生成有价值的报表,为后续工作提供参考数据和决策支持。由于生产过程中的数据种类繁多,系统可以根据需求,定制各种统计查询功能,包括但不限于产品加工进度查询、在制品查询、车间和工位任务查询、产品配套齐套查询、质量统计分析、车间产能利用率分析(包括人力和设备)、废品率/次品率统计分析等。这样的统计分析功能能够帮助企业更好地了解生产情况,优化决策并提升效率。

二、MES系统的应用

近年来,我国通过863CIMS项目的研究和推广,显著提升了企业的竞争力,将我国的制造业推向了新的高度。然而,与发达国家相比,我国制造业水平仍存在差距。在工厂自动化方面,我国的制造业过去主要专注于物流自动化,如自动化生产设备、自动化检测仪器以及自动化物流运输存储设备等。当然,随着系统的升级和应用,工厂自动化已经分为了流程型和离散型两种不同类型,它们应用于不同领域。流程型MES系统主要在冶金、化工、钢铁等流程行业中得到应用,而离散型MES系统则主要在汽车、3C、工程机械等离散行业中得到应用。

从目前我国MES系统的应用来看,流程型MES系统应用较为广泛,离散型MES系统应用刚刚起步。MES系统的应用领域比较广,在汽车、电子通信、石油化工、冶金矿业和烟草等领域,还有生产、制造、数字化工厂、物流等领域内都使用MES系统。例如,西门子(中国)有限公司使用自己开发的SIMATIC IT平台作为MES系统,为多个行业提供数字化工厂解决方案。江淮集团、陕汽集团、三一重工、中航工业、宇通客车、武重集团、太重集团等大型企业,使用大连华铁海兴科技有限公司提供的天为Lean Manager作为MES系统,实现生产过程的优化和精细化管理。起家就是做机联网和组态软件的北京数码大方科技有限公司(CAXA),提供涵盖工业产品设计、工艺、制造和管理四大领域的MES系统,主要面向装备、汽车、电子电器、航空航天等行业客户。专注智慧工厂MES、智慧供应链SCM、智配平台SAW、智能化集成CIS的北京元工国际科技股份有限公司(元工国际),在商用车及工程机械行业成功实施了上百条生产线,在物流MES中拥有采购物流、制造物流及成品物流等全套的物流体系。

因此,可以看出制造业MES系统可以帮助企业提高生产管理水平和生产效率,保证产品质量,查看生产库存,维护客户关系等。 kSIEj590X2QzjGH2YjkGgExqe0E+vET1/rD2OO68zta8lA8nKZeISAnhuJeC1rTD

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