智能工厂—详解MES系统

智能工厂是企业信息化、自动化以后进入智能制造的关键环节，其中MES系统的实施是不可或缺的一个环节。

什么是MES系统呢？MES即Manufacturing Execution System，是制造企业生产过程执行系统,通过数据采集、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。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。

MES范围

上个世纪90年代美国提出MES的概念，我们国家结合ERP及时跟进研究，此时研究主要集中在院校内，与实际相结合比较差，近些年随着我们国家制造业升级，对企业信息化、自动化水平要求更高，国际、国内的一切企业、院校等积极推进MES的推广，使得MES系统越来越受到企业的重视。MES系统主要企业有一些是有自动化背景的企业如GE,Siemens、Rockwell、Honeywell等；还有一些院校背景的企业如华中科技大的艾普工华，浙江大学的浙江中控等，现在越来越多的国内中小企业进入这个行业，如易往信息、速威、灵蛙等。

智能工厂

总体来说在MES市场，没有一家独大的局面，一方面是MES要与业务相结合，对行业的了解要深入；另一方面，工业领域各行业之间差异性比较大，导致标准化很困难。比如GE专注汽车领域，Honeywell专注石化领域，而SAP专注于离散性中小企业，而电子、食品、石化、汽车等各领域相比较于财务，通用性就很差。

GE公司

企业信息化管理系统是企业在实施业务流程优化，基于信息技术应用，采用先进管理思想，实现信息流、物流、资金流、工作流和价值流的整合，实现企业人、财、物等资源优化配置，实现信息化管理过程中所使用的想相关系统工具和平台。

MES在企业信息化中位置

MES是车间中用以管理和优化从订单下达到产品完工的整个生产过程的硬件和软件集合，它控制和利用准确的制造信息，对车间生产活动中的实时事件做出快速响应，同时向企业决策支持过程提供相关生产活动的重要信息。

MES三层应用架构

MES系统与ERP、PDM等系统在基础数据、生产计划、物料、质量、设备等方面存在接口与集成关系

MES接口集成关系

MES的实施伴随着自动化的改造，改造过程中要考虑数据的采集，以及数据的标准协议问题。

设备数据采集

设备数据采集

MES的功能模块介绍

1、计划排程

以资源和能力有限为前提条件，通过相应的作业排序和作业调度来优化车间作业计划，最大限度地减少生产过程中的准备时间，提高生产过程的作业效率和作业性能。

计划排程

2、资源分配及管理

根据作业任务，分配人员、设备、工具和物料协调地进行生产，以保证生产的正常进行，并提供资源使用情况的历史记录，同时跟踪其现在的工作状态和完工情况。

3、文档管理

管理、分发与产品标准、工艺规程或工作指令有关的信息，同时，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，并予以记录。

数据云存储

4、过程管控

监控生产过程，自动纠正生产中的错误，并向用户提供决策支持，以提高生产效率。过程管理还应包括报警功能。

某企业MES实施图

5、性能分析

将产品实际制造过程中测定的结果与过去的历史记录、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，辅助管理者进行性能的改进和提高。

6、设备维护

通过对设备的状态监控，数据收集和维护指导等相关措施，保证机器设备和相关资产的正常运转，以实现企业的相关目标要求。

7、质量管理

通过在线的质量检验和离线的实验室分析数据等质量信息记录，跟踪和分析产品在加工及装配过程中各工序的质量状况，以保证产品质量在控制范围之内，并向相关人员提供质量改进的有关建议。

以主机为核心的质量控制

8、数据采集

通过对过程进行相应的数据采集，收集来自人员，机器、设备、操作、工序，物料等方面的现场数据，形成过程当前的状况信息，以便其它相关系统和人员进一步使用。

RFID数据采集

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。

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”；

三一重工挖掘机指数

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；

资源有效利用