MES系统|智汇星红

MES(制造执行系统)的产生背景

目前，全球制造业已经由大批量制造，转向小批量、多品种、定制化制造，工程变更较频繁，从而导致生产计划、生产调度、调度、物料准备、人员技能、机台设备参数等相关的人、机、料、法、环各方面的频繁调整，给生产、生技、设备、工程等部门带来诸多麻烦。

1. 生产计划在短时间内被频繁变更；

2. 生产周期拉长、产品切换频繁、瓶颈工作堆积；

3. 生产要素(人、机、料、法)无管理，生产过程完全依赖人工，人机均衡性低，无法及时掌握生产进度；

4. 生产统计依靠手工计数确认，效率低下且准确度低；

5. 设备异常状态缺乏监控，实际产能利用率低；

6. 维修人员能力不均衡，常见故障反复发生，特殊疑难故障无人会修；

7. 品质管理难度大，追溯困难。

但是，大多数企业已有的ERP系统，对于制造行业的这种小型化、定制化的新趋势，由于其主要目的是偏重于实现企业的财务业务一体化导致其先天不足，有心无力。

企业的需求	ERP的不足
自动调度生产计划	无法实现
自动、实时指导生产相关部门（仓库、生产、生技等）进行生产准备活动	无法实现
实时生产进度监控	无法实现
生产品质过程追溯	无法实现
人员实时效率监控	无法实现
生产设备状态监控	无法实现
生产设备稼动率（OEE）计算	无法实现
在制品（WIP）实时统计	无法实现

企业亟需一种新的系统对ERP中的主生产计划进行细化，转化为工序级别的生产任务并进行调度，对制造过程进行指引、控制，采集制造过程中的生产信息、设备信息、物料信息和品质信息；在信息采集的基础上实现产品、部品之间的双向追踪与统计报表；将采集到的信息及时反馈到ERP中，填补计划管理层和车间底层控制之间的信息空白。在此背景下，MES（制造执行系统）应运而生。

智汇星红MES(制造执行系统)

智汇星红MES(制造执行系统)，是智汇星红智能制造平台的重要组成部分，以追求精益生产计划管理(JIT)为目标，涵盖了众多企业信息化成功实施方案、管理模型、优化及模拟技术，为复杂的生产问题提供优化解决方案，从任务计划、人员、设备、文档、物料、库存、进度、效率、品质等多方面对企业的制造过程进行管理和优化，完整覆盖从订单开始到成品入库的全生产过程。

本系统主要由工厂建模、生产计划、生产调度、生产派工、操作管理、数据采集、生产跟踪、设备管理、品质管理、物料管理、统计分析、系统集成、运营维护等模块组成，使得客户可以科学排产、缩短生产周期、减少前置时间、提升产品质量。

可以根据设计工艺、产线状况（人员能力，在制数量，品质、路程远近等）实时动态规划工艺路线，柔性分组、缩短节拍、减少关联、简化管理、提升效率，实现全程数字化任务状态与可视化透明管理。除了具有一般MES的生产追溯、计件工资等功能以外，还具备线计划、数字化生产要素、自动化生产过程、智能化任务分配、部件并行匹配、成品配套包装等功能，是一体化的生产系统操作门户，实现了生产管理由数字化向智能化的转变。

通过实施智汇星红MES系统，可以获得如下收益：

1. 实现生产命令的快速传达，尽快编制计划、准备物资设备，尽快进入生产状态；

2. 自动生成生产计划、管理生产资料和生产流程信息，减少人工操作的时间，快速反应控制生产，实现降低生产制造周期，更快的完成生产计划与任务;

3. 满足生产管理以及品质管理的真实要求，提高产品合格率，提升产品质量;

4. 降低由于人工操作管理带来的失误，实现更即时、准确的车间生产管理;

5. 实现从库房开始到成品出货的物流记录，准确跟踪物流情况;

6. 通过系统的自动生产过程的监控与追踪功能，实时统计分析生产数据，反馈生产状态，报表数据更准确、更详细、更及时。

MES 工厂建模

工厂建模从高层面规划了如何对MES系统中的组织、生产布局、生产时间、产品、物料、工艺路线和维修基本资料进行管理的方案。就是根据企业的实际情况定义其工厂物理模型、职能组织结构，主要包括车间、产线建模，工位、采集点建模，仓库、缓冲区、存储地点建模，物流路线建模，产品及其结构建模，生产工艺及其路线建模，生产设备建模、工作时间建模等。完成对工厂建模的定义工作，定义出组织结构、生产布局、生产人员、生产时间、要生产的产品、要管控的物料、使用的工艺路线、操作标准、制造BOM、品质标准与方案，为生产、品质与物流功能提供基础数据支撑。

如图所示，在工厂布局时考虑到多方面的因素，会将相同的作业内容布局在同一生产区域中，而按照产品的就转方式划分为不通的工作中心以达到减少在制品的运输时间等目的。从而在产品生产过程中，往往是在一个工作中心的某条生产线上加工完成后，继续被送入到下一个工作中心或另一段产线进行加工，即我们通常所说的流水线式生产。

在系统中通过对产线、工段、工序、工位以及相互关系的设定，从而构建一个立体的生产布局。在此布局之上，由于不同产品在投线是会经过不同的工艺流程，因此通过产品工艺路线的设定，可以唯一规定某个型号的产品在产线上的流转方式，同时通过制造BOM的设定，定义次产品在各个工序的具体内容，如组装上料工序中允许使用哪些种类的原料。

又如图所示，通过对部件BOM、订单BOM、基准BOM、设计BOM、生产BOM、作业BOM的自动转换，实现自动化的生产配料，同时通过与物料卡信息绑定，实现自动化的领料管理。

工厂建模是MES实施的业务基础，其他模块都在本模块配置正确的前提下开展工作。

MES 生产计划

MES的生产计划子系统按照ERP的主生产计划，根据生产能力与各生产线的效率、成本、在制品和原材料库存等约束条件来制定各生产线的详细生产排序。支持手工排序和自动排序，排序后的生产计划可以由计划人员手工修订。包括总装计划和中间品的生产计划。主要包括订单获取、计划分解与排序、生产订单预排产、正式排产、订单变更管理、订单进度跟踪等功能。

一般的情况下，企业的生产计划是由上层管理系统ERP来完成，MES中的生产计划和ERP的生产计划的不同点在于：

ERP的生产计划是以订单为对象的前后排列，考虑到时间因素，以日为排列单位，先后日期依据销售订单和销售预测的时间、制造提前期和原材料采购提前期、库存等因素MRP的逻辑来计算；是基于订单的无限产能计划。

MES的生产计划以生产物料和生产设备为对象，按照生产单元进行排程；以执行为导向，考虑约束条件，把ERP的生产订单打散，重新计划生产排程；是基于时间的有限产能计划。MES的生产计划是ERP的生产计划落地的基础和保证。

不仅如此，通过生产计划，还可以统一管理物料、工艺、品质、关键生产节点等生产全过程。

通过与生产跟踪模块和统计分析模块结合，可以实时获取订单和生产计划的生产进度、生产效率。

MES 制造执行

在对工厂的人员、设备、组织架构、生产工艺等进行建模的基础上，MES将对ERP/APS中的生产计划进行细化，并根据当前的生产状态进行工序级调度，将详细调度信息分派给相关的人员和设备，并采集生产完工信息、品质信息、人员和设备的状态信息，通过跟计划和生产标准进行比对和分析，得出生产进度和产品KPI（OEE、绩效工资、人员工作效率等）

生产调度

首先对ERP/APS的生产计划进行工序级调度：基于生产计划的要求、产品的定义信息和资源能力信息，解决生产的约束性和可用性；根据设备产能、批量等拆分或合并订单，对生产任务的先后顺序进行重新安排；根据当前的实时生产状态（设备、人员、物料、品质、物流路线等）进行后续生产活动的安排，以实现最佳的本地资源利用。

生产派工

把安排好的生产任务分派给相关的设备和人员，实现按工作量安排合适技能的人数、合适的设备，减少现场人员和设备的闲置浪费问题。

1. 人员派工: 按照技能等级、产品种类、品质状况、物流线路等把合适的工作分派给合适的工人，提高工作效率。

2. 设备派工：按照设备的能力、性能、操作岗位的技能等级、物流线路等合适的工作分派给合适的设备，提高设备的稼动率。

操作管理

通过产品生产的操作次序的合理安排，选择、启动和移动工作单元（例如批次、子批次或批量）。实际的操作工作（手工或自动）则是过程控制的一部分，在MES层次主要是分发SOP（标准作业指导书），比较实际操作与标准工时并提醒操作人员等。

数据采集

MES（制造执行系统）主要处理诸如数量（重量、单位等等）和有关参数（比率、温度等等）的过程信息，以及诸如控制器、传感器和执行器的设备信息，主要包括：传感器读取、设备状态、事件数据、操作员登录数据、交互数据、操作行动、消息、模型计算结果，以及其他产品制造的信息。数据采集可以定时采集或者实时采集（基于事件触发），按时间或者事件添加数据把采集的信息联系起来。

生产跟踪

生产跟踪根据生产和资源的历史数据跟踪生产过程，它向生产调度模块提供信息，使生产调度可以根据当前情况进行更新，同时它也向统计分析模块提供生产过程中详细的人员设备的实际使用情况、物料的投入与消耗（WIP信息）、产品的生产信息等。

制造执行的过程，可以用下图表示。

如图所示，通过数字化生产要素、线计划、自动化生产过程、智能化任务分配、部件并行匹配、成品配套包装、生产追溯、计件工资等功能，使MES成为生产管理的一体化操作门户，实现生产管理由数字化向智能化的转变。

MES 设备管理

设备管理协调、指导和跟踪设备、工具以及相关资产的维护，保证了设备、工具以及相关资产的制造可用性，并且保证反应性的、周期性的、预防性的，或者先发性的维护调度得以顺利进行。

设备管理提供设备登记、设备维保、设备的监控统计与分析等功能。设备台账提供对设备生命周期的完整、详细的管理信息，可以打印设备标签，导出统计报表，方便地对设备进行全方位的管理，并通过对设备数据的自动化采集，自动进行设备稼动率等分析。

MES 品质管理

智汇星红MES品质管理模块具备组查、巡查等全方位的品质管控体系，可以对方便的对品质情况进行多条件的统计分析和报表；可以通过RFID工位终端系统进行品质管理,发现问题以后，可以将不合格品退回原工位、质检工位或者指定站位，移动终端上有摄像头，可以拍摄瑕疵裁片与产品上传到系统统一管理；返修返工数据与工位及质量检验人员的绩效挂钩，自动和计件结合。