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1、MES制造造执行系统统-实现现实时化企企业之利器器一、MESS 简介作为世界知知名的ITT咨询顾问问公司，GGartnner在22002年年末，经过过大量不同同背景、不不同学科的的分析员长长期的调查查研究，GGartnner总结结归纳出一一个对企业业管理必将将产生深远远影响的业业务概念RRTE（实实时企业）。Gartner将实时企业定义为：实时企业是一家通过使用最新信息来积极地消除其关键性业务流程中的管理与执行中的延迟从而展开竞争的企业。但是Gartner只告诉我们什么是RTE，而没有告诉我们怎样的实现RTE。于是大家众说纷纭，如某些软件公司把自己的ERP软件加上RTE概念就宣称自己是RTE解
2、决方案等等，其实传统的ERP系统有SFCS(车间管理)模块，但是如关键工艺的产量、良率、不良项目等均依赖于生产现场人员手工的统计、分析与回报。所以ERP系统无论如何做都没法实现工厂实时化的。如工单到生产现场执行之后，工单的进度如何？原物料的消耗状况如何？品质状况如何？设备的运行状况如何？人员的状况如何？所有这些。工厂生产现场就像一个黑箱一样的，信息回报不实时、不准确、不稳定等；但是MES制造执行系统的出现填补了这个空白，使生产现场透明化，帮助制造企业实现实时化。MES 制制造执行系系统由美国国制造研究究协会AMMR于900年代初提提出：MEES(Maanufaacturring Execcut
3、ioon Syystemm) ，其其定义如下下：由一组组共享数据据的程序所所组成的、通通过布置在在生产现场场的专用设设备（条码码采集器、PLC、传感器、I/O、DCS、RFID、PC等）对从原材料上线到成品入库的生产过程进行实时数据采集、控制和监控的系统。 是通过控制包括物料、设备、人员、品质、工艺、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力，提供了一种系统地在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度、设备管理、制造物流等功能的方式。从而实现企业实时化的信息系统。MES系统实时接受来自ERP系统的工单、BOM、制程、供货方、库存、制造指令等信息，同时把生产方法、人员指令、制造指令等
4、下达给人员、设备等控制层，再实时把生产结果、人员反馈、设备操作状态与结果、库存状况、质量状况等动态地反馈给ERP系统。因此MES系统建立起制造企业的控制层各种设备、仪器仪表、条码采集设备、PLC等和ERP系统之间的桥梁，完全填补从传感器到ERP之间的沟壑。如下图示二、MESS系统在消消费性电子子制造行业业的应用本人曾经参参与过各种种不同制造造业（电子子、家电、机机械、汽车车、制鞋、制制衣等）MMES项目目的咨询、规规划、开发发与实施，本本文将消费费性电子厂厂代表性案案例，就 MES 导入前后后状况进行行说明。希希望能给各各位有心读读者达到拋拋砖引玉、举举一反三的的效果。目前国内家家电市场是是市
5、场开放放程度与市市场化程度度最高的行行业，其竞竞争之激烈烈，恐怕可可称之为完完全的市场场经济。产产品销售在在这几年间间从生产导导向快速地地演变成市市场导向、竞竞争导向、客客户导向、服服务导向；厂家之间间的竞争迅迅速变成了了成本、品品质、服务务之间的竞竞争。近年年来随着商商业资本的的日益强大大，其势必必追求更大大的话事权权，如苏宁宁、国美、永永乐等家电电连锁的日日益壮大给给家电制造造厂商巨大大的降价压压力；这边边原材料加加价（如：铜、铁等等涨价超过过40%）；庞大的成成品库存；而销售、市市场费用只只能增不能能减等等，所所有这些因因素大大压压缩了家电电制造厂商商的利润，逼逼使家电制制造厂商去去采用
6、新的的管理手段段与方法应应用于生产产现场来提提升产品品品质、降低低产品制造造成本。因因而也使得得生产现场场的状况起起了很大的的变化，传传统现场管管理方式己己无法应付付这新的局局面，我们们可将目前前生产型态态及引申的的问题归纳纳成以下几几点：。(1)产品品生命周期期缩短 该电电子厂有5500多人人研发队伍伍，共同致致力改进现现有产品功功能及新产产品研究，迎迎合市场需需求。每年年推出的新新产品成千千上万种，并并且推出新新产品的周周期越来越越短。产品品汰旧换新新加速迫使使产品设计计，工程及及生产部门门之间的关关系越来越越紧密。生生产单位不不断面临新新的零组件件，新的设设备，新的的制造流程程及经常性性
7、的工程变变更，生产产现场需要要一套实时时生产指示示系统，有有效地指引引生产人员员作业规范范，同时能能正确迅速速地将生产产状况反应应给设计制制造部门，及及时找出新新产品生产产问题。(2)少量量多样生产产型态 该电电子厂除了了大量生产产自己公司司的自有品品牌产品之之外，还为为Delll、HP、IIBM、GGE、Phhlipss等大厂做做大量的OOEM/OODM代工工生产,生生产线达115条之多多,每天每每条生产线线生产的工工单有100多张,由由于少量多多样的生产产型态，现现场随时充充斥着众多多不同的制制造工单，不不同的在制制品、零组组件，生产产单位必须须具备混线线生产能力力，弹性而而有效率地地在一
8、天当当中应付不不同产品生生产所需。(3)市场变化快速难以预测 消费电子产品是国际竞争压力大的产品，市场变化快。销售部门的销售计划经常变化，客户的销售预测、订单更是经常变化。商场如战场，过去大规模正规作战已不复见，而现在强调的是快速反击部队，能应付全球各地突发状况。生产现场也是要能机动地应付变化快速难以预测的订单式生产型态。(4)国际性竞争，日益激烈 中国大陆加入WTO，经济的发展国际化脚步进一步加快，所面临的不仅是国内竞争而是面对全球各地一流产品的竞争压力。就生产而言，所面临的是要不断提升产质量及降低生产成本。过去老板生意好做，只把生产现场当作是一黑箱作业，如今在竞争压力下必须将此黑箱作业透明
9、化，找出任何影响质量及成本的问题，并寻求具体的对策。（5）原材材料供应JJIT化需需求由于产品品品种多、生生命周期短短，为了降降低原材料料库存，该该厂要求其其大部分供供应商在其其周围设周周转仓。但但其生产线线有需要的的话，供应应商才送货货。其靠提提高送货频频率来降低低原材料成成本，这要要求供应商商能实时了了解该厂的的动态库存存，因此众众多供应商商希望能通通过该厂门门户网站实实时了解其其原材料在在该厂各个个仓库及生生产现场的的动态消耗耗状况。（6）客户户实时信息息需求该厂为Deell、HHP、IBBM、GEE、Phllips等等大厂做大大量的OEEM/ODDM代工生生产，这些些国际性的的大公司要
10、要求能看到到其向该厂厂所下订单单的生产进进度以及订订单的品质质分析报告告（SPCC图表）。该系统以条条码（baarcodde）为主主要方式数数据采集方方式，结合合各种数据据机床、测测试仪器等等设备采集集生产实时时数据，实实现对生产产流程的控控制，对品品质的监控控，并对生生产数据进进行收集、分分析和整理理以提供管管理所需的的报表。（一）、基基于TCPP/IP智智能工厂北京普天仁仁信息技术术公司是国国内专业从从事MESS软件产品品的高新软软件企业，其其根据客户户生产现场场管理的需需求，提出出了基于TTCP/IIP智能化化工厂解决决方案。把把工厂现场场的影像监监控、电子子看板系统统、现场广广播系统、
11、条条码采集系系统、各种种现场自动动化设备以以及监控电电脑、门禁禁考勤系统统等全部整整合在基于于TCP/IP以太太网上，实实现了工厂厂监控、控控制、管理理的一体化化。如下图图：（二）实现现功能该场MESS系统实现现了十四个个主要的MMES功能能模块，包包括：工厂厂门户、工工序详细调调度、WIIP资源分分配和状态态管理、WWC生产单单元分配、过过程管理、HHR人力资资源管理、设设备维护管管理、质量量管理、文文档管理、产产品跟踪、物物料清单管管理、性能能分析、工工业数据库库和数据采采集。MEES的功能能模型如图图4所示。MES不是是一个独立立的系统，而而是整个企企业信息化化中的重要要组成部分分，其跟
12、企企业的ERRP、CRRM、SCCM、Loogisttics、AAotummatioon、 CCMC/PPDM都有有密切的管管理，共同同组成整个个企业的信信息化系统统。MESS系统各模模块的功能能简述如下下： （1）工厂厂门户，供供应商、客客户、工厂厂各级管理理人员、工工人、工程程师等均可可以在该模模块了解到到工厂的实实时运行信信息；（2）WIIP资源分分配和状态态管理： 指导劳动动者，机器器，工具和和物料如何何协调的进进行生产，并并跟踪其现现在的工作作状态和刚刚刚完工情情况。基于于计划和实实际产品制制造活动来来指导工厂厂的工作流流程。这一一模块的功功能实际上上也可由生生产单元分分配和质量量管
13、理来实实现。这里里是作为一一个单独的的系统来实实现。（3）WCC生产单元元分配：通通过生产指指令将物料料或加工命命令送到某某一加工单单元开始工工序或工步步的操作。（4）Rooutinng工序详详细调度：定义产品品的加工工工艺与流程程，通过基基于有限资资源能力的的作业排序序和调度来来优化车间间性能。（5）HRR人力资源源管理：提提供按分钟钟级更新的的员工状态态信息数据据（工时，出出勤等），基基于人员资资历，工作作模式，业业务需求的的变化来指指导人员的的工作。（6）维护护管理： 通过活动动监控和指指导保证机机器和其它它资产设备备的正常运运转以实现现工厂的执执行目标。（7）质量量管理： 根据工程程目
14、标来实实时记录，跟跟踪和分析析产品和加加工过程的的质量，以以保证产品品的质量控控制和确定定生产中需需要注意的的问题。采采用QC七七大手法、SSPC对品品质进行分分析、统计计，进而改改善品质。（8） 文文档管理： 管理和和分发与产产品，工艺艺规程，设设计，SOOP，或工工作令有关关的信息，同同时也收集集与工作和和环境有关关的标准信信息。（9）产品品跟踪： 通过监视视工件在任任意时刻的的位置和状状态来获取取每一个产产品的历史史纪录，该该记录向用用户提供产产品组及每每个最终产产品使用情情况的可追追溯性。（10）工工单管理：对ERPP排产后的的工单进行行实时跟踪踪与管理，了了解其生产产进度、品品质状况
15、等等信息。（11）性性能分析 ：将实际际制造过程程测定的结结果与过去去的历史记记录和企业业制定的目目标以及客客户的要求求进行比较较。其输出出的报告或或在线显示示用以辅助助性能的改改进和提高高。（12）工工业数据库库：对生产产现场采集集上来的海海量工业实实时数据进进存储、压压缩、检索索、备份、恢恢复等管理理；（13）产产品清单管管理：将生生产中用到到的原材料料、半成品品的标准用用量、供应应商、批次次等进行管管理，再根根据实际的的用量、供供应商、批批次等进行行比较，为为动态库存存、JITT供应提供供支持。（14） 数据采集集： 监视视，收集和和组织来自自人员，机机器和底层层控制操作作数据以及及工序
16、，物物料信息。这这些数据可可由车间手手工录入或或由各种自自动方式获获取。（三）实施施MES后后的前后比比较结合企业目目前的生产产管理现状状和需求，我我们对MEES上线前前和上线后后的生产现现场管理进进行比较，从从中不难看看出MESS的效益来来。(1) 流流程卡管理理导入前： 目前企业业在生产中中没有实行行这一制度度，在一般般的电子、家家电业中都都会实行流流程卡的管管理。每一一在制品附附一流程卡卡片，作业业员完成一一制程须将将日期、人人员、生产产信息填写写在流程卡卡上，在成成品包装前前，收集起起来，以备备日后维修修查询之用用。导入后后： 不但能能把流程卡卡管理这一一制度建立立起来，同同时因为系系
17、统的大部部分生产数数据的收集集均通过条条码设备、自自动化设备备，大大加加快了数据据收集的速速度，生产产线的效率率不但没有有降低，反反而得到了了大大的提提高。每一一流程卡附附上该在制制品序号条条形码，作作业员完成成一制程后后，利用条条形码输入入序号，及及生产数据据(例如：不不良代码也也印制成条条形码)，MESS自动并入入时间，工工作站，人人员资料，存存入流程卡卡数据库中中。(2) 工单追追踪管理导导入前： 利利用每日生生产表格由由生产单位位组长填写写各工单投投入产出，人人员出勤等等资料，再再汇总计算算出各制令令进度。然然而组装生生产线流程程快速，生生产主管永永远无法得得知各工单单目前的进进度。导
18、入入后： 每站（需需管制的站站点）需刷刷流程卡序序号，计算算机可自动动计算出其其所属工单单在各生产产单位详细细过程及最最近状况，主主管办公室室之计算机机可得知全全厂一分钟钟前工单最最新状况。如如果主管远远在国外，只只要其能进进入MESS工厂门户户系统，了了解整个工工厂的工单单运行情况况变成了弹弹指之间的的事。(33) 在制制品追踪管管理导入前前： 目前企企业没有对对WIP仓库库进行有效效的管理，常常造成一堆堆不良品、待待修品积压压在现场。导入后： 利用流程卡完整数据，SFCS可追踪每一在制品最新位置、状态，统计整理后，可以依制令别，产品别或现场区段，追踪在制品分布状况。(4) 设备管理导入前：
19、 不同机种设备时间长短不同，虽然设备多用PLC控制，自动输送带控制, 但是仍须由人在现场操作，掌握信息不足，无法对设备做有效地利用。导入后： 透过普天MES与生产设备联机，可以利用MES直接控制PLC，进，可以有效掌握设备时间及空间利用。(5) 包装监督导入前: 相同产品，因不同地区客户，需配置不同文字手册，电源等包装材料，但因混线生产，易生错误（如放置两本文字手册、电源线多放了一条等）。导入后： 可立即给予包装人员明确包装指示，避免疏忽，或是进一步整合防呆系统可进一步当错误时立即发出警示。(6) 品质监控管理导入前： 品质资料由品管站输入品质表格中，但因是人工填写，资料有限，而完整的检修资料
20、是填写在流程卡中，数量多，少有工厂输入计算机，因此多是事后整理品质报表做为未来品质改善，但又因数据不完整、不正确, 不容易找到真正原因。根据我们与与企业的交交流与生产产现场参观观，品质状状况得不到到实时的更更新，品质质管控中所所需要的PP管制图、PPn管制图图、-R管制图图等重要的的品质图表表均有人工工事后绘制制，不能实实时了解生生产现场的的状况，各各种品质管管制图几天天得不到更更新。导入入后: 检测测修护、维维修资料全全由条形码码，或计算算机立即输输入，或从从测试检测测仪器中实实时取出数数据进行分分析，现场场可连接品品质看板，实实时显示最最新品质状状况，并可可做完整详详细统计分分析，有效效找
21、出品质质问题。为为品管部门门提供实时时、动态的的P管制图、PPn管制图图、-R管制图图；再也不不用为了要要向客户提供这这些管制图图而手忙脚脚乱了。(7) 出出货管理导导入前： 须利利用人工记记录那些出出货序号，给给那一位客客户，以做做售后服务务，也因缺缺乏实时核核对能力，常常在出货之之机种及数数量上发生生错误，造造成不小的的损失。导导入后： 出货货同时，刷刷读外箱序序号条形码码，可立即即核对，如如不符出货货条件，可可立即告之之出货人员员。同时把把出货信息息上传ERRP系统。(88) 自动动化设备整整合导入前前： 企业用的的SMT,、ICT、AI、ATE等设设备多独立立运作，效效益不高，设设备管
22、理也也不佳。导导入后： 将MMES与SSMT、AI 等整整合，可自自动得取生生产资讯及及设备状况况，与ICCT、ATE等整整合，可自自动得取测测试资料。(9) 现场物料管理导入前： 企业每天一条线生产10多张工单，因混线生产，无法掌握实际生产状况，常发生造缺料停线。导入后： MES可以随时掌握最新各制令，各机种组装数量，可以实时计算出现场物料状况，以预做供料准备，有效降低这方面人力及缺料现象。(10) 售后服务导入前: 也不知其何时出货，很难提供有效的售后服务。客户回修之产品，企业可以方便地找出出货时间、出货客户（有出货条码管理系统）；但如果想了解该产品在生产时的信息，由于出货没有与生产数据进
23、行整合，要找出其原来的生产信息，须花费相当大的人力。导入后： MMES提供追踪踪功能，可可以掌握每每一成品完完整流程卡卡资料、当当时生产现现场的状况况及出货时时间、出货货客户，追追踪成品在在生产中的的各种记录录，可提供供客户完整整的售后服服务。（11）原原料入库管管理如果要进行行原料入库库方面的管管控，MEES可以有专门的原原材料入库库管理模块块。我们认认为只要对对主要的原原材料进行行条码管理理，次要的的只要进行行批号管理理就可以了了。当主要要原材料进行行验收时，对对其进行扫扫描，系统统根据其提提供的资料料，对其按按产品、规规格进行汇汇总，同时时，系统会会与ERPP进行接口口，将数据据写入到E
24、ERP的原原料库存档档中。（12）效效益总结总体上来说说，品质得得以实时改改善提升，制制造成本受受控，交期期缩短；同同时由于该该 MESS系统提供供给大客户户查询其订订单实时进进度、订单单的详细品品质记录、各各种品质管管制图表，因因此大客户户认为其是是一个数字字化的现代代化工厂，能能让他们随随时随地了了解工厂的的产能状况况、订单生生产进度、足足够详细的的品质记录录分析报告告，进而给给该工厂更更多的订单单。（四）实施施MES的的效益分析析定性 定定量降低生产周周期 降低25减少/消除除数据录入入时间 降低低至3070%提高数据完完整性 提高95以上上降低库存 降降低12减少上述各各过程的统统计、
25、记录录工作 80的工工作量减少少减少适应时时间 试产磨磨合期降低低至原来的的10减少过失 减减少过失770责任到个人人 工工人绩效提提高20% 减少过失文文书工作 减减少过失文文书工作880产品品质在在线报告 产产品品质在在线报告，实实时性提高高99提供 ERRP 实时时和准确的的生产数据据 变成成实时、动动态数据刷刷新六、结论制造执行系系统（MEES）软件件弥合了企企业计划层层和生产车车间过程控控制系统之之间的间隔隔，是制造造过程信息息集成的纽纽带。MEES通过强强调制造过过程的整体体优化来帮帮助企业实实施完整的的闭环生产产，同时也也为敏捷制制造企业的的实施提供供了良好的的基础。大大力推动M
26、MES在制制造企业的的应用，将将对我国成成为世界制制造中心作作出贡献。参考文献：1 MESAA Intternaationnal, ”MES Expllaineed: AA Higgh Leevel Visiion,” Whiite PPaperr6 (PPittssburggh: MManuffactuuringg Exeecutiion SSysteems AAssocc., 11997).2 MESSA Innternnatioonal, ”MES Funcctionnalitties & MRRP too MESS Datta Fllow PPossiibiliitiess,” Whi
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