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1、制造业车车间级管管理系统统（MEES）及及其典型型结构1、概 述 制造业业是我国国国民经经济重要要的支柱柱产业，在在第二产产业中占占据中心心地位。伴伴随中国国加入WWTO和和经济全全球化，中中国正在在成为世世界制造造业的中中心。中中国 的的制造业业企业面面临日益益激烈的的国内外外竞争，如如何迅速速提高企企业的核核心竞争争力，很很重要的的一点，就就是以信信息化带带动工业业化，加加快信息息化进程程，走新新型工业业化道路路，实现现全社会会生产力力的跨越越式发展展。 纵观我我国制造造业信息息化系统统的应用用现状，建建设的重重点普遍遍放在EERP管管理系统统和现场场自动化化系统（SShopp Flloo
2、rr Coontrrol Sysstemm, SSFC）两两个方面面。但是是，由于于产品行行销在这这一、二二十年间间从生产产导向快快速地演演变成市市场导向向、竞争争导向，因因而也对对制造企企业生产产现场的的管理和和组织提提出了挑挑战，仅仅仅依靠靠ERPP和现场场自动化化系统往往往无法法应付这这新的局局面。 工厂制制造执行行系统（MManuufaccturringg Exxecuutioon SSysttem, MEES）恰恰好能填填补这一一空白。工工厂制造造执行系系统MEES是近近10年年来在国国际上迅迅速发展展、面向向车间层层的生产产管理技技术与实实时信息息系统。MMES可可以为用用户提供供
3、一个快快速反应应、有弹弹性、精精细化的的制造业业环境，帮帮助企业业减低成成本、按按期交货货、提高高产品的的质量和和提高服服务质量量。适用用于不同同行业（家家电、汽汽车、半半导体、通通讯、IIT、医医药），能能够对单单一的大大批量生生产和既既有多品品种小批批量生产产又有大大批量生生产的混混合型制制造企业业提供良良好的企企业信息息管理。目目前国外外知名企企业应用用MESS系统已已经成为为普遍现现象，国国内许多多企业也也逐渐开开始采用用这项技技术来增增强自身身的核心心竞争力力。 2、企企业计划划层与过过程控制制层之间间的信息息“断层层”问题题 我国制制造业多多年来采采用的传传统生产产过程的的特点是是
4、“由上上而下”按按计划生生产。简简单的说说是从计计划层到到生产控控制层：企业根根据订单单或市场场等情况况制定生生产计划划生产产计划到到达生产产现场组织生生产产产品派送送。企业业管理信信息化建建设的重重点也大大都放在在计划层层，以进进行生产产规划管管理及一一般事务务处理。如如ERPP就是“位位”于企企业上层层计划层层，用于于整合企企业现有有的生产产资源，编编制生产产计划。在在下层的的生产控控制层，企企业主要要采用自自动化生生产设备备、自动动化检测测仪器、自自动化物物流搬运运储存设设备等解解决具体体生产（制制程）的的生产瓶瓶颈，实实现生产产现场的的自动化化控制。 由于市市场环境境的变化化和现代代生
5、产管管理理念念的不断断更新，一一个制造造型企业业能否良良性运营营，关键键是使“计计划”与与“生产产”密切切配合，企企业和车车间管理理人员可可以在最最短的时时间内掌掌握生产产现场的的变化，作作出准确确的判断断和快速速的应对对措施，保保证生产产计划得得到合理理而快速速修正。虽虽然ERRP和现现场自动动化系统统已经发发展到了了非常成成熟的程程度，但但是由于于ERPP系统的的服务对对象是企企业管理理的上层层，一般般对车间间层的管管理流程程不提供供直接和和详细的的支持。而而现场自自动化系系统的功功能主要要在于现现场设备备和工艺艺参数的的监控，它它可以向向管理人人员提供供现场检检测和统统计数据据，但是是本
6、身并并非真正正意义上上的管理理系统。所所以，EERP系系统和现现场自动动化系统统之间出出现了管管理信息息方面的的“断层层”，对对于用户户车间层层面的调调度和管管理要求求，它们们往往显显得束手手无策或或功能薄薄弱。比比如面对对以下车车间管理理的典型型问题，它它们就难难以给出出完善的的解决手手段： 出出现用户户产品投投诉的时时候，能能否根据据产品号号码追溯溯这批产产品的所所有生产产过程信信息？能能否立即即查明它它的：原原料供应应商、操操作机台台、操作作人员、经经过的工工序、生生产时间间日期和和关键的的工艺参参数？ 同同一条生生产线需需要混合合组装多多种型号号产品的的时候，能能否自动动校验和和操作提
7、提示以防防止工人人部件装装配错误误、产品品生产流流程错误误、产品品混装和和货品交交接错误误？ 过去去12小小时之内内生产线线上出现现最多的的5种产产品缺陷陷是什么么？次品品数量各各是多少少？ 目前前仓库以以及前工工序、中中工序、后后工序线线上的每每种产品品数量各各是多少少？要分分别供应应给哪些些供应商商？何时时能够及及时交货货？ 生产产线和加加工设备备有多少少时间在在生产，多多少时间间在停转转和空转转？影响响设备生生产潜能能的最主主要原因因是：设设备故障障？调度度失误？材料供供应不及及时？工工人培训训不够？还是工工艺指标标不合理理？ 能否否对产品品的质量量检测数数据自动动进行统统计和分分析，精
8、精确区分分产品质质量的随随机波动动与异常常波动，将将质量隐隐患消灭灭于萌芽芽之中？ 能否废废除人工工报表，自自动统计计每个过过程的生生产数量量、合格格率和缺缺陷代码码？ MESS的定位位，是处处于计划划层和现现场自动动化系统统之间的的执行层层，主要要负责车车间生产产管理和和调度执执行。一一个设计计良好的的MESS系统可可以在统统一平台台上集成成诸如生生产调度度、产品品跟踪、质质量控制制、设备备故障分分析、网网络报表表等管理理功能，使使用统一一的数据据库和通通过网络络联接可可以同时时为生产产部门、质质检部门门、工艺艺部门、物物流部门门等提供供车间管管理信息息服务。系系统通过过强调制制造过程程的整
9、体体优化来来帮助企企业实施施完整的的闭环生生产，协协助企业业建立一一体化和和实时化化的ERRP/MMES/SFCC信息体体系。 3、制制造执行行系统MMES及及其功能能 311 MEES的定定义 MMES是是美国管管理界990年代代提出的的新概念念。美国国先进制制造研究究机构AAMR(Advvancced Mannufaactuurinng RReseearcch)通通过对大大量企业业的调查查发现现现有的企企业生产产管理系系统普遍遍由以EERP/MRPPII为为代表的的企业管管理软件件，以SSCADDA、HHMI(Humman Macchinne IInteefacce)为为代表的的生产过过程
10、监控控软件和和以实现现操作过过程自动动化，支支持企业业全面集集成的MMES软软件群组组成。根根据调查查结果，AAMR于于19992年提提出的三三层的企企业集成成模型（如如图1）。 MESSA IInteernaatioonall (MMES国国际联合合会)是是以宣传传MESS思想和和产品为为宗旨的的贸易联联合会，它它为了帮帮助其成成员组织织在企业业界推广广MESS制定了了一系列列研究、分分析和开开发计划划。MEESA协协会白皮皮书（MMESAA Whhitee Paaperr Noo.6，119977）对MMES 系统作作如下之之定义： MESS 系统统在产品品从工单单发出到到成品产产出的过过
11、程中，扮扮演生产产活动最最佳化的的信息传传递者。 当事件发生变异时，借着实时正确的信息、生产执行系统规范、原始工作情况、资料反应及回馈，作出快速的响应以减少无附加价值之生产活动，提升工厂生产制程的效率。 MES 改善生产条件及准时出货、库存周转、生产毛利及现金流量效益，MES 并且也在企业与供应链之间提供一个双向的生产信息流。 MESSA协会会白皮书书（MEESA Whiite Papper No.3，119977）中提提出说明明企业资资源规划划（ERRP）、MMES与与控制系系统间的的作业互互动与信信息流模模式，如如图二所所示。 图中左左边ERRP等系系统需随随时注意意产品库库存量、客客户订
12、单单状况与与材料需需求，然然后将这这些信息息传送至至MESS，由执执行系统统进行生生产或安安排库存存以满足足客户订订单需求求。对MMES而而言，这这一层就就是生产产的计划划层。 中间间部分为为MESSn 系统统，负责责完成产产品制造造工作，产产品的规规格、型型号、参参数等相相关资料料储存于于此系统统中，MMES将将此产品品相关资资料转化化为作业业程序提提供给控控制系统统之作业业人员或或机器设设备来使使用。n 右边边部分为为控制系系统，当当作业程程序、相相关流程程、文件件及其它它相关生生产需求求项目就就绪，控控制系统统便运用用所有工工厂内相相关资源源（软、硬硬件及人人员）负负责完成成生产制制造过
13、程程以达成成产品生生产目标标。 322 MEES的功功能 由由MESS的定义义可见，MMES为为一系列列管理功功能，而而并非一一套软件件系统，它它完全可可以是各各种生产产管理的的功能软软件集合合。MEESA通通过其各各成员的的实践归归纳了十十一个主主要的MMES功功能模块块，包括括： 工工序详细细调度 资源分分配和状状态管理理 生产产单元分分配 过过程管理理 人力力资源管管理 维维护管理理 质量量管理 文档控控制 产产品跟踪踪和产品品清单管管理 性性能分析析和数据据采集 MESS的各功功能模型型与企业业其它信信息化系系统的关关系如图图三所示示。实际际的MEES产品品可能同同时包含含了其中中一个
14、或或几个功功能模块块。 4、MMES的的典型结结构 由于MMES在在产品从从工单发发出到成成品产出出的整个个过程中中，扮演演生产活活动最佳佳化的“信信息传递递者”的的角色，MMES必必然要具具有多种种功能并并且能够够同时为为生产、质质检、工工艺、物物流等多多个部门门服务，这这就决定定了MEES的结结构设计计必须满满足以下下原则： MESS应该是是一个分分布式的的计算机机系统 MMES系系统能够够与企业业的其他他制造信信息系统统相联接接，从而而提供高高效的企企业管理理功能 “它以以生产行行为信息息为核心心，为企企业决策策系统提提供直接接的支持持” (MESSA 119977) 由于工工厂可能能会
15、从不不同的软软件供应应商购买买适合自自己的MMES模模块，或或将车间间现有的的各种管管理系统统集成为为MESS功能的的一部分分，其结结果导致致许多工工厂的MMES系系统实际际上是一一个大杂杂烩。每每个系统统都有各各自的处处理逻辑辑，数据据库，数数据模型型和通信信机制。又又因为MMES应应用常常常是要满满足关键键任务的的系统，这这样的系系统就很很难随技技术的更更新而进进行升级级。 一个基基于统一一软硬件件平台的的MESS系统往往往采用用工业PPC/PPLC/HMII等设备备作为车车间内各各生产单单元（生生产区域域）功能能站的主主要构件件，通过过对各个个生产单单元的数数据收集集和反馈馈，组成成覆盖
16、全全厂或者者整个流流水线的的、满足足闭环生生产管理理需要的的开放式式以太网网络。采采用MEES数据据库服务务器作为为系统核核心，进进行实时时数据存存取和比比照，实实现生产产信息的的监视、控控制和生生产过程程的管理理。系统统以大型型关系型型数据库库技术为为设计基基础，便便于大量量实时数数据的存存储、比比对、运运作，产产生各类类统计分分析报表表，并基基于稳定定的Weeb应用用，提供供标准的的网际网网络的浏浏览查询询和远程程资料索索取。当当前典型型的MEES结构构模型如如图四。 在企业业内部，各各功能站站通过局局域网对对MESS 服务务器进行行交互操操作，同同时其他他各查询询终端也也通过局局域网查查
17、询MEES 处处理后提提供的数数据、报报表和图图形。在在企业外外部，通通过Innterrnett 可以以连接到到MESS，在设设定的权权限内对对系统进进行信息息发布或或读取操操作。公公司内部部管理、外外部机构构以及其其它相关关业务单单位通过过 MEES 联联系形成成了一个个紧密的的整体，做做到实时时信息共共享，使使业务流流程变得得有序而而高效。 5、MMES与与ERPP 虽然EERP和和MESS在功能能上具有有非常良良好的互互补性，但但是在企企业信息息化建设设过程中中，它们们之间未未必需要要相互依依赖于对对方而存存在。在在生产计计划管理理、质量量管理和和物流管管理等方方面，MMES和和ERPP
18、系统的的功能可可以互相相延伸和和对接，共共同构建建更为完完善的现现代化企企业信息息管理体体系。当当企业已已经存在在ERPP系统时时，可以以将MEES与EERP系系统进行行集成，以以优化公公司的信信息管理理，更加加有力地地保证商商业目标标的实现现。 MESS与ERRP系统统集成的的优点体体现为： 进一步步改进现现有的操操作流程程，实现现企业管管理层和和车间管管理层一一体化标标准运作作，从而而更加有有效地缩缩短产品品周期，提提高劳动动生产率率。 进一一步改造造信息技技术基础础设施，实实现公司司内部信信息和数数据的集集中管理理，从根根本上减减少信息息和数据据内部流流通的时时间。 配配合供应应链管理理
19、(SCCM)系系统，减减少供应应链成本本，增强强对顾客客需求的的快速反反应，优优化客户户服务并并提高公公司的整整体工作作效率。 增加财务系统数据当日更新和管理报表即时统计的功能，实现当日结帐的目标。 以实时数据为依据的生成计划更加正确及时地反映整个生产情况。 6、MMES的的前景 MESS是面向向车间层层的生产产管理技技术与实实时信息息系统，它它是实施施企业敏敏捷制造造战略，实实现车间间生产敏敏捷化的的基本技技术手段段。由于于MESS强调控控制和协协调,使使现代制制造业信信息系统统不仅有有很好的的计划系系统，而而且能使使计划落落实到实实处的执执行系统统。因此此短短几几年间MMES在在国外的的企
20、业中中迅速推推广开来来，并给给企业带带来了巨巨大的经经济效益益。 我国企企业实施施以MRRPIII/ERRP为主主的企业业管理软软件有将将近200年的历历史，在在业界，存存在着为为数庞大大的ERRP厂商商和开发发军团，但但这部分分厂商只只有较少少部分会会向MEES的方方向发展展，其原原因是：MESS与工业业控制紧紧密结合合，其研研发和实实施需要要很强的的工业自自动化基基础和工工业现场场工程经经验，这这是一道道比较高高的技术术门槛，将将很多EERP类类型的IIT厂商商拒之门门外。但但我们也也相信，随随着行业业和经济济规模的的发展，会会有相当当部分的的IT厂厂商与自自动化厂厂商、制制造型企企业合并并或紧密密合作，在在2-33年后，MMES厂厂商可能能会如雨雨后春笋笋般涌现现，其技技术和实实施手段段也必然然将日趋趋成熟