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工業4.0下的MES系統建設
卓想軟件科技 發布于：2015-07-21 15:30:13 閱讀: 2240
在工業4.0的大背景下，制造業企業對于MES系統的建設如火如荼，但是MES系統到底怎么建，建成什么樣，企業并沒有清楚的認識，而供應商概念和版本層出不窮，企業眼花繚亂。為幫助企業撥云見日，下面對于當前形勢下的MES系統建設進行初步的探討和解析。文/吳梅磊
一、 什么是MES（制造執行系統）？
MES，英文全稱為Manufacturing Execution System，中文譯為制造執行系統，MES是美國制造研究和生產管理界于20世紀90年代提出的關于生產組織和管理的新概念。按MESA國際聯合會（MESA International）的定義，“MES能通過信息的傳遞，對從訂單下達開始到產品完成的整個產品生產過程進行優化的管理，對工廠發生的實時事件，及時做出相應的反應和報告，并用當前準確的數據對進行相應的指導和處理”。簡單地講，MES就是面向車間的生產過程管理與實時信息系統，主要解決車間生產任務的執行問題。
二、 為什么要建設MES？
經過多年的信息化建設，各生產制造企業在管理信息化領域，尤其是ERP領域投入了大量的精力和財力，在企業內部業務運轉、各部門有效協同方面取得了較好的效果。但是在傳統的生產制造領域，尤其是車間管理方面還存在較大的問題，主要體現在以下幾個方面：
?。?）生產執行與計劃經常脫節。企業車間管理面臨的一大問題就是業務系統中生產計劃與實際車間執行嚴重脫節，導致計劃與執行兩種皮，計劃指導作用較差。
（2）生產過程管理不夠精細。對于部分產品質量追溯要求高的企業，精細的質量追溯要求追溯到單件產品、單臺設備、單個人員，傳統的ERP質量追溯到批次不能滿足此要求。
（3）生產要素管控不強。制約企業生產能力的一大因素是設備能力，ERP系統雖然實現了對設備的事前、事中、事后的全過程管理，但是這種管理還是依靠人工進行，缺少對設備的狀態信息的及時監控與反饋，生產過程中的設備問題不能及時反饋到業務管理系統，導致計劃編排出現偏差。
（4）生產執行數據傳遞不及時、不準確。即便企業應用了ERP系統，但是車間完工報表的填報還是依靠傳統的人工錄入方式進行，存在數據不準確和不及時的現象。
（5）車間生產智能程度不高。企業ERP建設后，與企業自動化設備之間存在斷層，導致企業在縱向管理上數據鏈斷裂，車間生產缺乏大腦的指揮，企業大腦也缺少車間自動化設備及數據的支撐，整體智能化水平不高。
而MES從本身定位上講，就是為了解決這些問題誕生的。MES有以下主要特點：
?。?）MES是生產活動與管理活動信息溝通的橋梁，填補了計劃與控制的鴻溝，建立了計劃與生產之間承上啟下的“信息樞紐”。
?。?）MES采集從接受訂貨到制成最終產品全過程的各種數據和狀態信息，目的在于優化管理活動，對隨時可能發生變化的生產狀況做出快速反應。
?。?）MES改善設備投資回報率，以及改善及時交貨、庫存周轉、毛利和現金流通性能。
三、 MES與ERP的聯系與區別
對于ERP與MES的功能，ERP廠商與MES廠商各執一詞，兩者互相滲透。為有效界定兩者之間的聯系與區別，國際自動化學會ISA發布了ISA-95標準，對企業信息化各個層次進行了清晰的界定，明確了MES系統的基本功能，如下圖。
根據上圖所示，同時結合制造企業關心的三個問題“生產什么？生產多少？如何生產？”來看：ERP回答的是前兩個問題“生產什么和生產多少”，而MES回答是“如何生產”的問題。其中“如何生產”（可以生產什么？在什么時間生產什么？在什么時間已生產什么？質量如何？效益如何？）由生產現場的過程控制系統“掌握”。
對于“計劃”如何下達到“生產”環節，生產過程中變化因素如何快速反映給“計劃”，在計劃與生產之間需要有一個“實時的信息通道”，MES（制造執行系統）就是計劃與生產之間承上啟下的“信息樞紐”。只有在MES提供了詳盡的生產狀況反饋后，ERP才能有效地運作計劃的職能。
從時間因素分析，ERP等計劃系統考慮的問題域是中長期的生產計劃（時間因子＝100倍），執行層系統MES處理的問題域是近期生產任務的協調安排問題（時間因子＝10倍），控制層系統則必須實時地接收生產指令，使設備正常加工運轉（時間因子＝1倍）。它們相互關聯、互為補充，實現企業的連續信息流。
四、 如何建設MES？
企業如何建設好MES系統，并達到預期的效果？筆者提供如下建議做參考：
首先，企業核心管理人員應對MES有一個清楚的認識。在準備建設MES系統之前，企業主要人員應該對“MES到底是什么？有什么用？怎么做？”有一個清晰的認識，避免被供應商誤導。在具體選型之前，進行必要的可行性論證必不可少，避免對項目的盲目樂觀和范圍擴大化，識別其中的技術難點，提前組織攻關或對供應商進行關鍵內容的考察，樹立“以我為主，合作共建”的建設思路。
其次，企業應對MES解決的問題及需求有清晰的定義。企業兩化融合建設到底存在哪些問題？哪些問題是MES系統可以解決？哪些問題不是MES系統解決的？MES系統與其他系統如何銜接？數據如何傳輸？針對這些內容企業都應該有清楚的識別，對于這些問題到底能解決到什么程度，企業也應該有正確的認識，并作為后期項目選型和驗收的依據。
再者，企業應對MES廠商要進行綜合的認識和考量。MES系統的建設涉及到軟件、工業通訊、傳感設備、現有設備改造等內容，需要既懂自動化、又懂信息化的專業團隊，既要考量人的能力，還要考量設備的可靠性，同時還要考量技術的可行性和經濟性，與傳統的信息化選型和建設存在一定差異，必須進行全面、綜合的評比和考察。
最后，企業應對MES系統建設采用適當的上線策略。MES系統建設是一項復雜的系統工程，在實施時應綜合考慮上線時機、切入點、階段劃分等，采用“總體規劃、分布實施”的策略，避開生產高峰期，模塊實施采取先易后難、先試點后推廣的策略，先實現數據采集、再實現計劃調度，最后實現精益生產、智慧生產，確保系統建設整體有序、相關投資物有所值。
五、 小結
在打造智能制造的過程中，MES系統的建設必不可少，與其他的信息系統建設一樣，關鍵是企業本身要有正確的認識，對MES系統建設效果有合理的預期，避免盲目貪大求全，采用合適的策略，確保系統可用、適用、好用。
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