MES2011

制造执行系统ManufacturingExecutionSystem张洁教授上海交通大学计算机集成制造研究所[e-mail]内容MES位置1MES功能2案例介绍3MES作用[e-mail]订单产品设计工艺设计制造/采购计划生产制造产品总装交付客户CRM企业信息化的分工[e-mail]信息化管理系统——概念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。[e-mail]信息化管理系统——特征基于信息技术应用，涉及信息收集、加工、处理和表现，提高信息的及时性、充分性、可靠性和准确性为内容；以企业供需链（商业流程、制造平台、过程控制）的流程优化，以提高信息共享和信息集成程度为宗旨；以企业资源的合理配置和管理，企业战略目标实现，企业管理决策的科学性，提供充分的信息支持为目标；以“把握真实需求，快速组织供应”，持续满足客户需求，为客户创造增值价值为长远战略。[e-mail]信息化管理系统——内容企业经营管理系统过程管理系统过程控制系统依据信息化管理目标不同，企业信息化系统的内容差异较大，一般地，企业信息化系统由以下三个主要层次组成，各层次中包含有用途各异、功能各异的业务处理子系统或功能组件。[e-mail]信息化管理系统——内容企业经营管理系统用途：面向“供需链”的管理和优化。通过对“五流”的整合，以财务控制为核心，实现企业业务的协同和增值。内容：包括企业资源规划管理系统（ERP）、客户关系管理系统（CRM）、供应链管理系统（SCM)、高级计划系统（APS)、在线联机分析系统（OLAP)、业务信息智能系统（BI)、电子商务（B2C/B2B)等等。[e-mail]信息化管理系统——内容过程管理系统用途：面向生产制造平台的管理和优化。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。内容：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。——制造执行系统（MES）[e-mail]1.2信息化管理系统——内容过程控制系统用途：面向企业生产工艺和动作过程的控制，以供以工艺调节和逻辑控制为手段，保证过程输出达到预期的目标。内容：包括过程控制系统（DCS)、顺序控制系统(PLC)、传动控制等自动化系统或装置。[e-mail]（供需链管理/Internet）MRP/MRPIIDRPCRM电子商务（B2B）（B2B、B2C）信息化管理系统——范围维修点客户客户客户客户客户客户客户客户零售商服务点代销点代销点零售商批发商代理商办事处服务销售部制造部供应部主体企业(盟主)联盟企业联盟企业联盟企业虚拟企业(动态联盟)供应商供应商供应商供应商供应商[e-mail]信息化系统——组成ERP企业资源计划DCS分布式控制PDM产品数据管理DRP分销资源管理APS高级排产OLAP在线联机分析CRM客户关系管理SCM供应链管理Power配电自动化Materiel物流自动化Driver传动控制Advanced先进控制Lab-analysis实验室自动化Batch批控制过程数据采集工序详细调度资源分配和状态管理产品跟踪和清单管理质量和实验室管理过程性能分析设备维护管理企业经营管理系统企业经营管理系统自动化系统制造执行系统[e-mail]-95的应用范围Level4Level1Level2Level3业务计划与后勤支持系统制造运作管理离散控制批量控制流程控制过程设备自动化功能MES功能ISA-95Parts1,2,5和B2MMLISA-95Parts3,4其它ISO标准其它IEC,OPC&OMAC接口标准IEC&ISA批量控制和其它标准ERP功能[e-mail]制造企业关心三个问题“生产什么？，生产多少？如何生产？”ERP回答的是前两个问题。“如何生产”(可以生产什么?在什么时间生产什么?在什么时间已生产什么?质量如何？效益如何？)由生产现场的过程控制系统“掌握”。对于“计划”如何下达到“生产”环节，生产过程中变化因素如何快速反映给“计划”，在计划与生产之间需要有一个“实时的信息通道”，MES（制造执行系统）就是计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”。只有在MES提供了详尽的生产状况反馈后，ERP才能有效地运作计划的职能。[e-mail]制造执行系统——概念MES是美国制造研究和生产管理界于20世纪90年代提出的关于生产组织和管理的新概念。按MESA国际联合(MESAInternational)的定义，“MES能通过信息的传递，对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理，对工厂发生的实时事件，及时作出相应的反应和报告，并用当前准确的数据对进行相应的指导和处理”。[e-mail]制造执行系统——如何工作？（时间因子：10X）HUMAN&MES生产什么?（生产计划）生产了什么（计划反馈）如何生产?（生产指令）过程状态？（计划反馈）（时间因子：100X）HUAMN&ERP（时间因子：1X）HUMAN&CONTROL（时间因子：1X）HUAMN&EQUIP如何动作?（动作指令）动作状态？（指令反馈）EnterpriseSystemsManufacturingBusinessWareAutomationPlatformsAutomationComponentsPlantFloor计划层控制层执行层设备层[e-mail]供应链管理ERP销售和服务管理产品和过程工程管理控制生产操作管理系统人/纸习惯/实行PLC/SoftLogic设备驱动、机器马达继电器数据收集采集手工处理控制DCS/OCS自动操作、工具、设备在MES实施之前车间的业务重整必须同时或者优先于MES系统的实施。MES的主要特点[e-mail]生产管理人员在进行产品生产时，希望了解的是：“在什么时间、生产什么样的产品，所需种物料在什么时间、有多少数量可以交付？”；生产计划完成状况如何?生产班组、生产车间日/月绩效如何?包括：产量、质量、消耗、工艺操作水平如何？发生了什么问题？问题的原因是什么?等等；[e-mail]“生产管理”的例子设备的运作效率如何?包括：期间（班、日、月）效率如何？工艺参数控制与目标值偏差如何？目标值或额定值如何建立？偏差的可能原因是那些？关键或更多的原因是什么？过程有什么样的趋势？统计的结果是什么？等等；过程现状如何?过程产能是否可以提高？过程消耗能否降低？过程质量是否可以提高？改进方向或重点在那里？等等更深入的问题。[e-mail]“生产管理”的例子以上这些问题的解决，在现有的过程管理条件下，靠手工管理手段是难于奏效的，真正是“心有余而力不足”，必须在对生产过程现场进行数据收集、加工、处理的基础上，在建立了MES的基础上才能实现。黑箱[e-mail]供应链管理ERP销售和服务管理产品和过程工程管理控制生产操作管理系统人/纸习惯/实行PLC/SoftLogic设备驱动、机器马达继电器数据收集采集手工处理控制DCS/OCS自动操作、工具、设备供应链管理ERP销售和服务管理产品和过程工程管理控制MES：集成生产数据根据工序工作管理系统、人员和实行PLC/SoftLogic设备驱动、机器马达继电器数据收集采集手工处理控制DCS/OCS自动操作、工具、设备在MES实施之前MES实施完成车间的业务重整必须同时或者优先于MES系统的实施。MES的主要特点[e-mail]MES是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁，计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”。---------生产与管理的桥梁MES采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息，目的在于优化管理活动,对随时可能发生变化的生产状况作出快速反应。它强调是精确的实时数据。---------精确的实时数据MES改善设备投资回报率，以及改善及时交货、库存周转、毛利和现金流通性能。---------改善工厂运作总结——[e-mail]内容MES位置1MES功能2案例介绍3MES作用[e-mail]组成MES功能模块管理或控制的范围如下图所示：作业人员管理生产单元分配资源状态管理性能分析产品跟踪管理设备维护管理数据采集工序详细调度质量管理文档管理过程管理[e-mail]功能模型(ISA-95)采购(5.0)生产调度(2.0)物料和能量控制(4.0)产品库存控制(7.0)产品成本核算(8.0)质量保证(6.0)产品发运管理(9.0)订单处理(1.0)生产控制(3.0)维护管理(10.0)研发与工程市场营销与销售过程支持工程(3.1)运作控制(3.2)运作规划(3.3)[e-mail]按“料、法、机”的思路安排MES功能成功的生产线MES工程，在生产管理上按“料、法、机”的思路去安排功能。所谓“料”，就是：生产日程安排、生产计划制定、生产批次跟踪、关键工序管理、原辅料管理和生产统计分析。所谓“法”，就是：质量检验数据采集、过程分析、SPC。所谓“机”，就是：设备状态监控、设备基本信息管理、设备故障分析、设备任务管理、设备统计分析和SPC。[e-mail]组成MES的组成及其与其它系统的关系如下图所示。SCM供应链管理DRP分晓资源管理CRM客户关系管理CMC/PDM协同制造商务产品数据管理ERP资源规划管理AUTOMATION自动化工序详细调度作业人员管理生产单元分配资源状态管理产品跟踪管理质量管理数据采集性能分析文档管理设备维护管理[e-mail]功能MES系统是多种生产过程控制和管理功能的软件集合，MESA（MES国际联合会）通过对其成员的大量实践进行了总结，归纳了十一个主要的功能模块，其中包括，1)工序详细排程。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。[e-mail]e生成生产序列Weekly/DailyProgram日计划IO-sequence正常生产序列Lockedsequence回收生产序列FISDISPOorderrelease发放生产订单PrintingIDLabe打印产品标签lFastsequence加快生产序列lockedorders回收订单requestofnextorder索取下一个订单开始装配Step1第一步Step2第二步sequenceCriterions排序准则订单接收及生产线日计划[e-mail]功能2)资源分配与资源状态管理。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。[e-mail]功能3)生产单元分配。通过生产指令（以作业、订单、批量、工作单等形式）将物料或加工命令送到某一加工单元开始加工操作。4)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