1、绪 论管理信息系统是对一个组织对人机相结合互相协调的综合管理系统。综合了计算机信息技术和管理方法的有机学科并将决策技术和现代化的思维融合对车间里的辅助生产进行管理和决策，帮助企业实现规划目标。管理信息系统包含了很多系统，在此次课题中，我选择的是制造执行系统MES，正逢公司的MES上线运行，能根据实际情况对系统在生产中的运行情况进行研究并提出改良，对生产效率及跟踪溯源情况进行较好的把控。MES是在企业生产运营过程中实现自动化、信息化、智能化成为不可或缺的载体；能在生产中将机器设备和人工完美配合，并能根据MES的管理平台可以将搜集到的数据如：生产周期、各个物料的用料情况、质量状况等；根据不同的数据
2、，采用不同的数据处理形式，智能分析生产线上实时的生产状况以及辅助配料的情况。甚至能取代工人在生产过程中的体力劳作形式，将整个生产过程变得智能化、柔性化并能使车间实现透明化的管理，实时监控订单的生产情况。 随着电子商务的开展，计算机技术的进步，制造业追求更为高效的方式，公司开始推进MES的使用。在MES上线使用的时候，根据产线上出现的情况，包括一线员工在作业面板中使用的时候出现的问题，或是管理人员在控制面板中发现的问题；对出现的异常现象寻找原因，并提出适合的改良方案。根据实际反响的情况，一步一步倒推回去问“为什么；是使用的问题还是工序的问题，还是在使用中从系统的智能分析中发现生产制造中某个环节的
3、问题，不停地问“为什么，直到发现问题的根源。并结合现场生产，建立适合该生产情况的系统去解决问题。在本次课题研究中，我将从MES背景、MES开展阶段、在本公司的运行状况并提出相应事例进行分析、根据分析从中做出改善、再谈一下对未来开展的看法等方面提出说明。1 MES概述 MES产生背景“中国制造2025，MES制造执行系统Manufacturing Execution System在制造业中的运行实施是必不可少的一个环节。要想在开展迅速的知识潮流中领先，并建立新型的智能型工厂，信息化的开展是必然的选择，以提升企业的竞争力。网络技术的进步将信息化的思维逐步渗透进企业，开始引入企业资源方案EntSAP
4、rise Resource Planning SAP/物料需求方案Manufacturing Resources Planning，MRP。不置可否的是，在推进以这些系统为主的管理系统时，确实为企业带来了便利也产生了一定的经济效益；随之而来的是，在刚推进这些系统的时候会出现不能及时的适用公司运营的情况。MRP不是车间级的产品，但MRP所提供的信息和生产人员所需要的信息是不同的，生产人员需要的“实时信息是及时，随时会发生变化；而传统SAP/MRP的界面那么是为分析者、决策者设计。这就造成了企业生产方案管理和生产控制单元之间的断层，上层的SAP/MRP软件接受不到下层传出的信息，得不到相应的生产数
5、据，而生产制造模块又不能得知及时的安排状况并随之调整工作状况，影响了企业内部的信息化和数据智能化的开展。在制造业的建设中，公认的信息化总体架构是分为3层：PCS层、MES层、SAP层。而MES就是沟通上层跟底层的桥梁，将有效的信息资源和数据进行整合，帮助企业提高整体管理水平。过程控制系统PCSProcess Control System层为底层，以硬件设备为主，主要面向一线操作工人，通过控制的优化，减少人为因素的影响，提高生产设备的有效率。企业资源方案SAPEntSAPrise Resource Planning是最高层，以经营管理软件为主，面向经营管理和决策人员，实现经营管理信息化。MESM
6、anufacturing Execution System那么是位于中间的连接层；SAP强调企业的方案性，同时SAP又不能及时获取生产现场的情况，必须把生产跟方案紧密的联系起来，所以MES起到承上启下的作用，与上将SAP中的生产方案传达至现场，对下将现场数据收集并处理传到系统中进行有效分析；上层的管理平台可以通过系统的接口能实现对现场的生产管控。MES核心在于集成，对上，能监控底层机器设备的运行情况，收集现场数据如产量、在制品数量等可以将信息传递到最上层管理方案层；对下，能将方案层传达下来的方案进行分解、细化，将指令传递到底层。同时，MES也需要从上层和底层获取其需要的数据，为企业能适应急速变
7、化的市场做出及时反响，实现柔性生产，提高产量和准时交货率。图1-1 企业经营架构1.2 MES概念 20世纪90年代，美国先进制造研究中心AMRAdvanced Manufacturing Research就提出了MES的概念，将其定义为“位于上层的方案管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统。目的在于加强MRP的执行，将上层的管理与车间制造单元关联起来。制造执行系统协会MESA(Manufacturing Execution System Association，将MES定义为“能通过信息传递对从订单下到达产品完成的整个生产过程进行优化管理。并在1997提出了MES功能组件和集
8、成模型，包括11个功能：1)资源分配及状态管理Resource Allocationand Status；2工序详细调度Operations/Detail Scheduling；3生产单元分配Dispatching Production Units；4过程管理Process Management；5人力资源管理(Labor Management)；6维修管理Maintenance Management；7方案管理Process Control；8文档控制Document Control；9生产的跟踪及历史Product Tracking and Genealogy；10执行分析Performa
9、nce Analysis；11数据采集Data Collection/Acquisition。同时也规定，只要具备11个功能之中的某一个或几个，也属于MES系列的单一功能产品。MES是以精益生产和拉动式生产为目标，将生产方案下达与生产控制、质量管理、生产资源的分配与控制、产品溯源等单元模块柔和，实现对生产制造过程中的所有资源人员、物料、设备以及订单要求进行车间的透视化管理与控制，为底层控制系统和上层控制方案提供一个智能化和数字化的平台。制造执行系统是介于上层和底层的执行层，在中间层对方案层和控制层起到连接的作用，能直接对生产现场实时监控和调整生产资源。能实现从订单录入系统到完成产品出货的所有生
10、产活动的信息，并通过接口获取生产的有效数据，将指令传达并记录生产活动，能够对生产环节中任何一环的变化做出反响，从而减少浪费生产资源的活动，提高生产效率。MES包含着一个生产执行的流程，贯彻一个产品的完整生产周期；关系数据库和实时数据口成为构成MES的核心效劳器；同时与方案层和生产执行层的连接如数据接口一样起着通信的作用。还有四个辅助管理模块：生产工艺、生产资源、生产过程和全集成质量管理。在现有的生产条件下，MES将生产资源和设备能力进行综合考量并均衡，使物流的供给链到达稳定，从而缩短产品生产周期，并确保产品的交货时间，进而到达降低生产本钱。优化从订单下到达产品出货的完整生产活动，提高工厂运行和
11、处理的有效性，提高企业的智能化水平和管理水平，为企业在市场的竞争提供了有力的保证。1.3 MES的开展与应用1.3.1 MES在国外的开展与应用 专用MESPoint MES专用MES是一种独立的的应用系统，没有跟其他系统有沟通关系，只是针对某个生产中某个特定的问题才提供对应的软件系统来解决。集成化MESIntegrated MES在集成化系统中，已经完成了方案层和控制层的集成。在这个阶段的系统已经有较多的功能模块和统一有效的逻辑数据库；独立车间的产品和过程流程成为那个时候MES系统结构的主流。但这类系统对车间现场情况需求较高，柔性较差，不能随着生产方案的更改而变动，缺少通用性和广泛的集成能力
12、。图1-2 MES开展过程可集成的MESI-MES将单独的模块化功能运用组合的技术运用到MES系统运行中，将前面提到的专用MES和集成化的MES结合在一起，即保存专用MES的解决特定问题的特点，又能将集成化MES中丰富的功能模块和特定数据库实现上层和下层系统的集成。同时I-MES还具有可扩展、互相操作的柔性调节，并能实现客户化和重构化的可塑性特征。智能化第二代MESMES智能化的生产就是期望通过及时准确的生产过程情况和及时有效的完整数据，并加以分析以便对生产进行管理，并通过现场设备与系统的数据接口能保证生产车间的自动化，能更好的清楚设备的生产能力。下一代MESNext Generation M
13、ES这个系统主要突出的是生产同步性，贯彻网络化在生产制造中的作用；能通过MES的效劳器对在不同地点的工厂实时监控生产信息和流程管理，以此来协调生产中的活动，到达及时的过程管理、敏捷的反响系统和有效的组织管理并使企业生产经营到达无缝对接的程度。在国外的兴旺国家，MES已经呈现出成熟的产业化式的生产，适用于流程类型、离散类型的各种制造业，能为企业带来了巨大的经济效益。机械紧密加工、医疗产品、电气/电子、通讯、汽车、化工等多个行业都运用了MES。MESA在1993年和1996年对使用了MES的企业对系统在企业中的应用状况进行调查。在进行了各种数据分析之后，使用了MES的企业能有效地降低生产周期，在保
14、证出货时间上还能缩短出货周期；减少了流动在生产线上的产品和降低在库品，减少人工输入数据的错误。在同一时间段，先进制造研究机构AMRAdvanced Manufacturing Research在对企业的调查中分析出企业生产管理系统根本都以SAP/MRPII为主管理软件，以SCADA、HMIHuman Machine Interface为辅助，对生产管理进行监控并实现生产过程的自动化，对MES系统集成作用起着很大的帮助。MES对企业中的信息、数据集成对生产控制与协调，能实现管控实际生产状况，使方案层的指令有效传送到底层。MES在国外企业中认知度扩大，在行业中不断推广使用，为企业带来巨大的经济回报
15、。而随着网络信息化的开展，以及数据库的简历，企业逐渐意识到将根底数据信息从底层有效的提炼出来，通过执行层的处理，将结果传输到上层；这样能通过完整的运营流程对企业内部信息完善建立，使企业能利用这有意义的数据在市场中占据优势。1.3.2 MES在国内的开展与应用 MES在20世纪90年代中期引入我国，1999年国家863高新科技研发方案首次将MES纳入CIMS主题进行探索性研究。在工业4.0中德合作合作时期，双方提出重点合作就是工业生产的数字化，所以工业4.0中对两国的制造业未来的开展具有重大意义和开展前景。与此同时，政府对制造业信息化和科技化的推进要予以全力支持，全面促进智能化的建设。国务院在2
16、023年5月印发了中国制造2025，正式全面推进打造工业强国。工业4.0工程分为三大主题，“智能工厂、“智能生产、“智能物联。做好前面两个智能工厂和智能生产，智能物联就能逐步建立起来了。底层的生产控制层和上层的方案层与在其中起连接作用的制造执行层构建起了搭建工业4.0的平台。在国内，MES起步比国外晚且应用范围不广，对MES的认识也不清楚，与国外兴旺国家差距较远。国内绝大制造业依然依靠人力来进行生产和记录，对数据的收集容易造成不必要的失误，对数据的分析较为困难。同时，在企业内部的系统中，很多系统都是独立运行的，没有一个桥梁在里面起到连接的作用，对于企业追求的集成化造成很大的阻碍。MES是制造过程管理与控制的系统，在不
