MES系統助力生產管理流程實現智能制造工廠

MES系統是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統。在90年代初，MES系統是由美國先進制造研究機構AMR公司提出的，旨在加強MRP計劃的執行功能，把MRP計劃通過執行系統同車間作業現場控制系統聯系起來，最終實現智能制造。

AMR將MES系統定義為“位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”,它為操作人員/管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態。目的是解決工廠生產過程的黑匣子問題，實現生產過程的可視化、可控化。

MES系統的體系架構

數字化車間將信息、網絡、自動化、現代管理與制造技術相結合，在車間形成數字化制造平臺，改善車間的管理和生產等各環節，從而實現了敏捷制造。

MES系統是數字化車間的核心。MES系統通過數字化生產過程控制，借助自動化和智能化技術手段，實現車間制造控制智能化、生產過程透明化、制造裝備數控化和生產信息集成化。車間MES系統主要包括車間管理系統、質量管理系統、資源管理系統及數據采集和分析系統等，由技術平臺層、網絡層以及設備層實現。

MES系統構成

MES系統由車間資源管理、生產任務管理、車間計劃與排產管理、生產過程管理、質量過程管理、物料跟蹤管理、車間監控管理和統計分析等功能模塊組成，涵蓋了制造現場管理等方面。MES系統是一個可自定義的制造管理系統，不同企業的工藝流程和管理需求可以通過現場定義實現。

1、車間資源管理

車間資源是車間制造生產的基礎，也是MES系統運行的基礎。車間資源管理主要對車間人員、設備、工裝、物料和工時等進行管理，保證生產正常進行，并提供資源使用情況的歷史記錄和實時狀態信息。

2、庫存管理

庫房管理針對車間內的所有庫存物資進行管理。車間內物資有自制件、外協件、外購件、刀具、工裝和周轉原材料等。其功能包括：通過庫存管理實現庫房存貯物資檢索，查詢當前庫存情況及歷史記錄；提供庫存盤點與庫房調撥功能，對于原材料、刀具和工裝等庫存量不足時，設置告警；提供庫房零部件的出入庫操作，包括刀具／工裝的借入、歸還、報修和報廢等操作。

3、生產過程管理

生產過程管理實現生產過程的閉環可視化控制，以減少等待時間、庫存和過量生產等浪費。生產過程中采用條碼、觸摸屏和機床數據采集等多種方式實時跟蹤計劃生產進度。生產過程管理旨在控制生產，實施并執行生產調度，追蹤車間里工作和工件的狀態，對于當前沒有能力加工的工序可以外協處理。實現工序派工、工序外協和齊套等管理功能，可通過看板實時顯示車間現場信息以及任務進展信息等。

4、生產任務管理

生產任務管理包括生產任務接收與管理、任務進度展示和任務查詢等功能。提供所有項目信息，查詢指定項目，并展示項目的全部生產周期及完成情況。提供生產進度展示，以日、周和月等展示本日、本周和本月的任務，并以顏色區分任務所處階段，對項目任務實施跟蹤。

5、車間計劃與排產管理

生產計劃是車間生產管理的重點和難點。提高計劃員排產效率和生產計劃準確性是優化生產流程以及改進生產管理水平的重要手段。

車間接收主生產計劃，根據當前的生產狀況（能力、生產準備和在制任務等），生產準備條件（圖紙、工裝和材料等），以及項目的優先級別及計劃完成時間等要求，合理制訂生產加工計劃，監督生產進度和執行狀態。

高級排產工具（APS）結合車間資源實時負荷情況和現有計劃執行進度，能力平衡后形成優化的詳細排產計劃。其充分考慮到每臺設備的加工能力，并根據現場實際情況隨時調整。在完成自動排產后，進行計劃評估與人工調整。在小批量、多品種和多工序的生產環境中，利用高級排產工具可以迅速應對緊急插單的復雜情況。

6、物料跟蹤管理

通過條碼技術對生產過程中的物流進行管理和追蹤。物料在生產過程中，通過條碼掃描跟蹤物料在線狀態，監控物料流轉過程，保證物料在車間生產過程中快速高效流轉，并可隨時查詢。

7、質量過程管理

生產制造過程的工序檢驗與產品質量管理，能夠實現對工序檢驗與產品質量過程追溯，對不合格品以及整改過程進行嚴格控制。其功能包括：實現生產過程關鍵要素的全面記錄以及完備的質量追溯，準確統計產品的合格率和不合格率，為質量改進提供量化指標。根據產品質量分析結果，對出廠產品進行預防性維護。

8、生產監控管理

生產監控實現從生產計劃進度和設備運轉情況等多維度對生產過程進行監控，實現對車間報警信息的管理，包括設備故障、人員缺勤、質量及其他原因的報警信息，及時發現問題、匯報問題并處理問題，從而保證生產過程順利進行并受控。結合分布式數字控制DNC系統、MDC系統進行設備聯網和數據采集。實現設備監控，提高瓶頸設備利用率。

9、統計分析

能夠對生產過程中產生的數據進行統計查詢，分析后形成報表，為后續工作提供參考數據與決策支持。生產過程中的數據豐富，系統根據需要，定制不同的統計查詢功能，包括：產品加工進度查詢；車間在制品查詢；車間和工位任務查詢；產品配套齊套查詢；質量統計分析；車間產能（人力和設備）利用率分析；廢品率／次品率統計分析等。

MES系統的作用

制造執行系統（ MES系統）作為連接企業上層計劃管理系統和下層生產控制系統的“信息樞紐”，主要負責生產管理和調度執行。一方面管理“人、機器、物料”等及其生產能力，控制生產系統，確保生產按計劃執行，另一方面從生產現場實時采集并處理生產數據，監控生產狀態及生產異常，分析并反饋生產績效，同時涵蓋了庫存、物流等生產上下游環節的基本功能。從而有效彌補了制造業計劃層與控制層之間的管控 “斷層”。

MES系統帶給工廠的好處

優化企業生產制造管理模式，強化過程管理和控制，達到精細化管理目的。加強各生產部門的協同辦公能力，提高工作效率、降低生產成本。提高生產數據統計分析的及時性、準確性，避免人為干擾，促使企業管理標準化。為企業的產品、中間產品、原材料等質量檢驗提供有效、規范的管理支持。

實時掌控計劃、調度、質量、工藝、裝置運行等信息情況，使各相關部門及時發現問題和解決問題。最終可利用 MES系統建立起規范的生產管理信息平臺，使企業內部現場控制層與管理層之間的信息互聯互通，以此提高企業核心競爭力。

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