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制造执行系统Manufacturing Execution System,内容,CAD CAE,CAPP,MES,企业信息化的分工,ERP,PDM,信息化管理系统内容,企业经营管理系统 过程管理系统过程控制系统,依据信息化管理目标不同，企业信息化系统的内容差异较大，一般地，企业信息化系统由以下三个主要层次组成，各层次中包含有用途各异、功能各异的业务处理子系统或功能组件。,信息化管理系统内容,企业经营管理系统 用途：面向 “供需链”的管理和优化。通过对 “人流、物流、资金流”的整合，以财务控制为核心，实现企业业务的协同和增值。 内容：包括企业资源规划管理系统（ERP）、客户关系管理系统（CRM）、供应链管理系统（SCM)、高级计划系统（APS)、 在线联机分析系统（OLAP)、业务信息智能系统（BI)、电子商务（B2C/B2B)等等。,信息化管理系统内容,过程管理系统 用途：面向生产制造平台的管理和优化。以对过程任务分配、业绩进行监视、统计、跟踪和分析等手段，实现过程的持续改进。 内容：数据采集、效率评估、历史数据分析、物料跟踪、质量跟踪与分析、设备管理、计划分解等业务子系统或功能组件。制造执行系统（MES）,1.2 信息化管理系统内容,过程控制系统 用途：面向企业生产工艺和动作过程的控制，以供以工艺调节和逻辑控制为手段，保证过程输出达到预期的目标。内容：包括过程控制系统（DCS)、顺序控制系统(PLC)、传动控制等自动化系统或装置。,ISA-95的应用范围,Level 4,Level 1,Level 2,Level 3,业务计划与后勤支持系统,制造运作管理,离散控制,批量控制,流程控制,过程设备,自动化功能,MES功能,ERP功能,制造企业关心三个问题“生产什么？，生产多少？如何生产？” ERP回答的是前两个问题。“如何生产”(可以生产什么?在什么时间生产什么?在什么时间已生产什么?质量如何？效益如何？)由生产现场的过程控制系统“掌握”。对于“计划”如何下达到“生产”环节，生产过程中变化因素如何快速反映给“计划”，在计划与生产之间需要有一个“实时的信息通道”，MES（制造执行系统）就是计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”。只有在MES提供了详尽的生产状况反馈后，ERP才能有效地运作计划的职能。,制造执行系统概念,MES是美国制造研究和生产管理界于20世纪90年代提出的关于生产组织和管理的新概念。按MESA国际联合(MESA International)的定义，“MES能通过信息的传递，对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理，对工厂发生的实时事件，及时作出相应的反应和报告，并用当前准确的数据对进行相应的指导和处理”。,制造执行系统如何工作？,生产管理人员在进行产品生产时，希望了解的是：“在什么时间、生产什么样的产品，所需种物料在什么时间、有多少数量可以交付？”；生产计划完成状况如何?生产班组、生产车间日/月绩效如何?包括：产量、质量、消耗、工艺操作水平如何？发生了什么问题？问题的原因是什么?等等；,“生产管理”的例子,设备的运作效率如何?包括：期间（班、日、月）效率如何？工艺参数控制与目标值偏差如何？目标值或额定值如何建立？偏差的可能原因是那些？关键或更多的原因是什么？过程有什么样的趋势？统计的结果是什么？等等；过程现状如何?过程产能是否可以提高？过程消耗能否降低？过程质量是否可以提高？改进方向或重点在那里？等等更深入的问题。,能否根据产品号码追溯这批产品的所有生产过程信息？同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动校验和操作提示以防止部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误？过去12小时之内生产线上出现最多的5种产品缺陷是什么？次品数量各是多少？能否及时纠正？目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码？,生产中的典型问题,“生产管理”的例子,以上这些问题的解决，在现有的过程管理条件下，靠手工管理手段是难于奏效的，真正是“心有余而力不足”，必须在对生产过程现场进行数据收集、加工、处理的基础上，在建立了MES的基础上才能实现。,黑箱,供应链管理,ERP,销售和服务管理,产品和过程工程管理,控制,生产操作管理系统,人/纸,习惯/实行,PLC/SoftLogic,设备驱动、机器马达继电器,数据收集采集,手工处理控制,DCS/OCS,自动操作、工具、设备,在MES实施之前,MES实施完成,车间的业务重整必须同时或者优先于MES系统的实施。,MES的主要特点,MES是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁，计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”。 -生产与管理的桥梁MES采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息，目的在于优化管理活动,对随时可能发生变化的生产状况作出快速反应。它强调是精确的实时数据。-精确的实时数据MES改善设备投资回报率，以及改善及时交货、库存周转、毛利和现金流通性能。-改善工厂运作,总结 MES,内容,MES组成,MES功能模块管理或控制的范围如下图所示：,按“料、法、机”的思路安排MES功能,成功的生产线MES工程，在生产管理上按“料、法、机”的思路去安排功能。所谓“料”，就是：生产日程安排、生产计划制定、生产批次跟踪、关键工序管理、原辅料管理和生产统计分析。所谓“法”，就是：质量检验数据采集、过程分析、SPC。所谓“机”，就是：设备状态监控、设备基本信息管理、设备故障分析、设备任务管理、设备统计分析和SPC。,MES组成,MES的组成及其与其它系统的关系如下图所示。,实施MES行业特点,JIT,物料拉动管理过程监控,实施MES行业特点,内容,MES的功能作用,MES是通过对企业生产组织和管理的实践进行总结后发展起来的应用系统，因此，从本质上讲，它并不是什么高深的理论，带有很强的可操作性。实践的经验证明，MES对企业生产制造平台的优化确有许多明显帮助和指导作用。主要表现在：,MES的功能作用,a) 由于MES对过程实时事件具有比ERP更高的响应能力，并具有对过程的实时状况向ERP报告的功能，使用其中的工序详细调度功能，通过相应的作业排序或作业调度程序来优化作业计划，MES能帮助ERP将企业的实际生产作业计划制定得更细致、定义得更精确，同时也更具有更高的可操作性，可以极大地提高生产过程的作业效率和作业性能。,MES的功能作用,b) 由于MES反映了作业人员、机器、设备、物料和工具等资源的使用状态的实时信息，并就刚刚完工的作业活动向ERP和有关人员报告。因此，使用其中的资源状态管理功能，MES除能及时提供更详实的资源可用量信息，以便于向ERP进行更可行的资源计划，同时，也使有关人员不仅可及时了解到作业效率，资源效率等实际状况，还可以对作业中隐藏的问题，运作效率改善等进行及时的处理和更正。,MES的功能作用,c) 通过生产单元分配功能的使用，MES能将生产产品的原物料连同作业指令一起送达相应的加工单元，以指令开始一个工序或工步的操作，极大地提高了生产流程的协同性，减少了“工作中心”的待料时间，提高了“工作中心”的利用效率。,MES的功能作用,d)通过文档管理和标准控制功能的使用，MES能将产品的加工所需的产品数据、产品标准、工艺规程或相关信息连同作业指令一起送达相应的加工单元，并对活动的过程、结果和环境等进行符合规定要求的信息收集和记录。这不仅改善了流程的协同性，改善了产品标准、产品数据、工艺规程等控制的有效程度，也改善了产品生产过程中文档管理符合规定要求的程度。,MES的功能作用,e) 通过产品跟踪和清单管理功能的使用，MES能监视工件在任意时刻的位置和状态，收集和记录产品或组件加工工序、加工结果的数据，形成每个组件或产品可追溯性记录，以便在必要时，企业向客户证实产品的质量、追溯问题的根源或评估问题的严重程度等。,MES的功能作用,f)通过性能分析功能的使用， MES能将在产品制造过程中实际测定的结果与过去历史记录、企业的目标或客户的要求进行相关的比较，在线显示或者输出相应的报告，辅助管理者进行对产品性能、过程运作进行改进和提高。,MES的功能作用,g)通过作业人员管理功能的使用， MES能及时提供作业人员的状态和相关的信息（工时，出勤等），并基于人员资历，工作模式，业务需求等相关信息，辅助管理者对作业人员进行有效的安排。这不仅有助理与作业人员的有效安排，同时，这项功能的重大意义在于，在MES的平台上，实现了人员、物料、设备、信息和工具在生产作业计划中的“集成”，这充分保证和改善了生产作业流程的协同性。,MES的功能作用,h)通过设备维护管理功能的使用，通过对状态的监控和数据的收集，MES不仅能及时提出设备维护的指导性意见，同时，还能辅助有关人员对设备进行有效管理和维护的各项工作，保证企业机器设备和相关资产的正常运转或运作。,MES的综合效益,MES的使用不仅可以在企业生产的某些局部对企业产生积极的影响，同时，更重要的是，通过MES的使用可以改善企业以下方面的过程性能，并给企业带来效益。,业务的协同性。使传统的生产过程“黑箱”透明化，不仅提高了企业信息集成的程度，也使 企业极大地改善了业务部门间的“协同性”；计划的适应性。不仅使企业制定的生产计划具有了更明显的可操作性，使计划得到更有效的执行，同时，在计划执行可以得到保证的条件下，企业可以进一步提高计划的精确性和适应性，以便有效地配置和利用有限资源；,MES的综合效益,产品成本的可降低性。在获取了大量跟为准确的分步成本数据的基础上，不仅使企业可以更精确地核算和控制产品成本，也为降低产品成本指出了方向和方法；过程绩效的可衡量性。在获取大量过程实时数据的基础上，不仅使企业对生产过程现状了如指掌，同时，也便于企业对过程作业绩效进行有依据的衡量；过程性能的可改进性。在积累了大量过程历史数据的基础上，不仅使企业可以尽快建立过程目标，同时，也便于企业通过对数据的分析实施过程的改进；,MES给企业带来的利益,MESA分别在1993年和1996年以问卷方式对若干典型企业进行了两次有关MES应用情况的调查这些典型企业覆盖如下七大行业：医疗产品，塑料与化合物，金属制造，电气/电子，汽车，玻璃纤维，通讯这些企业中，75%为离散制造企业，16%为批量/流程制造企业，9%为混合型企业，它们平均应用MES的时间为2.3年以下数据是这两次调查的结果,Thank You !,
