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1、制造执行系统制造执行系统 Manufacturing Execution System张张洁洁上海交通大学 计算机集成制造研究所 内容MES位置位置1MES功能功能2案例介绍案例介绍3MES作用作用CAD CAECAPPMES订单订单产品设计产品设计工艺设计工艺设计制造制造/采购计划采购计划生产制造生产制造产品总装产品总装交付交付客户CRM企业信息化的分工企业信息化的分工ERPPDM 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、工作流和价想
2、，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。系统工具和平台。 信息化管理系统信息化管理系统特征特征 基于信息技术应用，涉及信息收集、加工、处理和表现，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；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
3、度为宗旨；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；管理决策的科学性，提供充分的信息支持为目标； 以以“把握真实需求，快速组织供应”“把握真实需求，快速组织供应”，持续满足客户需求，持续满足客户需求，为客户创造增值价值为长远战略。为客户创造增值价值为长远战略。 信息化管理系统内容企业经营管理系统企业经营管理系统过程管理系统过程管理系统过程控制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
4、般地，企业信息化系统由以的内容差异较大，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、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。功能各异的业务处理子系统或功能组件。 信息化管理系统信息化管理系统内容内容企业经营管理系统企业经营管理系统用途：用途：面向面向 “供需链”的管理和优化。通过对“供需链”的管理和优化。通过对 “五流”“五流”的整合，以财务控制为核心，实现企业业务的协同和增的整合，以财务控制为核心，实现企业业务的协同和增值。值。内容：内容：包括企业资源规划管理系统（包括企业资源规划管理系统（ERP）、客户关系管）、客户关系管理
5、系统（理系统（CRM）、供应链管理系统（）、供应链管理系统（SCM)、高级计划系、高级计划系统统（APS)APS)、 在线联机分析在线联机分析系统（系统（OLAP)、业务信息智能、业务信息智能系统（系统（BI)、电子商务（、电子商务（B2C/B2B)等等。等等。 信息化管理系统内容过程管理系统过程管理系统用途：用途：面向生产制造平台的管理和优化。以对过程任务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。过程的持续改进。内容：内容：数据采集、效率评估、历史数据分析、物料跟踪、数据采集、效率
6、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。功能组件。制造执行系统（制造执行系统（MES） 1.2 信息化管理系统内容过程控制系统过程控制系统用途：用途：面向企业生产工艺和动作过程的控制，以供以工艺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。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：内容：包括过程控制系统（包括过程控制系统（DCS)、顺序控制系统、顺序控制系统(PLC)、传动控制等自动化系统或装置。传动控制等自动化系统或装置。SCMERP（
7、供需链管理 / Internet）MRP/MRP II DRP CRM电子商务（B2B）（B2B、B2C）信息化管理系统信息化管理系统范围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MESDCS 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Ad
8、vanced 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ISA-95的应用范围Level 4Level 1Level 2Level 3业务计划与业务计划与 后勤支持系统后勤支持系统制造运作管理制造运作管理离散离散 控制控制批量批量 控制控制流程流程 控制控制 过程设备过程设备自动化功能自动化功能MESMES功能功能ISA-95 Parts 1, 2, 5和和 B2MMLISA-95 Parts 3,4其
9、它其它ISO标准标准其它其它IEC, OPC & OMAC 接接 口标准口标准IEC & ISA 批批 量控制和其它量控制和其它 标准标准ERPERP功能功能 制造企业关心制造企业关心三个问题三个问题“生产什么？，生产多少？如何生“生产什么？，生产多少？如何生 产？”产？” ERP回答的是前两个问题。回答的是前两个问题。 “如何生产如何生产”(可以生产什么可以生产什么?在什么时间生产什么在什么时间生产什么?在什么在什么 时间已生产什么时间已生产什么?质量如何？效益如何？质量如何？效益如何？)由生产现场的过由生产现场的过 程控制系统程控制系统“掌握掌握”。 对于对于“计划计划”如何下达到如何下达
10、到“生产生产”环节，生产过程中变化因环节，生产过程中变化因 素如何快速反映给素如何快速反映给“计划计划”，在计划与生产之间需要有一个，在计划与生产之间需要有一个 “实时的信息通道实时的信息通道”，MES（制造执行系统）就是计划与（制造执行系统）就是计划与 生产之间承上启下的生产之间承上启下的“信息枢纽信息枢纽”。 只有在只有在MES提供了详尽的生产状况反馈后，提供了详尽的生产状况反馈后，ERP才能有效才能有效 地运作计划的职能。地运作计划的职能。 制造执行系统概念MES是美国制造研究和生产管理界于是美国制造研究和生产管理界于20世纪世纪90年代提年代提出的关于生产组织和管理的新概念。按出的关于
11、生产组织和管理的新概念。按MESA国际联合国际联合(MESA International)的定义，“的定义，“MES能通过信息的传递，能通过信息的传递，对从订单下达开始到产品完成的整个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产品生产过程进行优化的管理化的管理，对工厂发生的实时事件，及时作出相应的反应，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”。和报告，并用当前准确的数据对进行相应的指导和处理”。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
12、？ （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）Enterprise SystemsManufacturing Business WareAutomation PlatformsAutomation ComponentsPlant Floor计划层控制层执行层设备层供应链管理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生产操作管理系统人人/ /纸纸习惯习惯/ /实行实行PLC/ SoftLogic设备驱动、机 器马达继电器数据
13、收集 采集手工处理 控制DCS/ OCS自动操作、工具、设备在在MES实施之前实施之前车间的业务重整必须同时或者优先于车间的业务重整必须同时或者优先于MESMES系统的实施系统的实施。MESMES的主要特点的主要特点 生产管理人员在进行产品生产时，希望了解的是：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、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？”；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计划完成状况如何? ?生产班组、生产车间日生产班组、生产车间日/ /月绩效如何月绩效如何? ?包括：包括：产量、
14、质量、消耗、工艺操产量、质量、消耗、工艺操作水平如何？发生了什么问题？问题的原因是什作水平如何？发生了什么问题？问题的原因是什么么? ?等等；等等；“生产管理”的例子 设备的运作效率如何设备的运作效率如何? ?包括：包括：期间（班、日、月）效率如何？工艺参期间（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；计的结果是什么？等等； 过程现状如何过程现状如何? ?过
15、程产能是否可以提高？过程消耗能否降低？过程质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？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。等等更深入的问题。“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，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“靠手工管理手段是难于奏效的，真正是“心有余而力心有余而力不足不足”，必须在对生产过程现场进行数据收集、加工、”，必须在对生产过程现场进行数据收集、加工、处理的基础上，在建立了处理的基础上，在建立了MES的基础上才能实现。的基础上才能实现。黑箱供应链管理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生产操作管理系统人人/ /纸纸
