MES

MES(Manufacturing Execution System)制造执行系统的理念起源于上个世纪 90 年代，MES 软件在最近若干年才逐渐成熟。MES 是在公司的整个资源按其经营目标进行管理时，为公司提供实现执行目标的执行手段，通过实时数据库连接基本信息系统的理论数据和工厂的实际数据，并提供业务计划系统与制造控制系统之间的通信功能。

近十多年来，中国通过 863 CIMS 项目应用的研究和推广，大大提高了企业的竞争力，使中国的制造业水平上了一个崭新的台阶。“十五”期间，国家 863 项目研究将 MES 作为重点研究课题，流程工业领域 MES 成为技术研究的突破口。

背景分析

ERP 与 MES

ERP 对于财务、进销存、人事薪金管理功能非常好，但对于生产管理的功能几乎为零。其实，这完全错怪了 ERP。ERP 从最初的出现就不是针对生产管理的。它依据的管理原则是：清晰的现状，未来可能的趋势。它最大的贡献在于企业现状管理的信息透明、准确。因此，对于企业信息化的建设，ERP 的基础地位毋庸置疑，无可替代。关键的问题在于，我国企业的制度建设相对滞后，管理模式陈旧，所以中国企业 ERP 的实施，注定要在斗争中进行。但这不是 ERP 本身的原因，而恰恰是企业的现实发展与 ERP 的革新管理思想不相适应的一面。

ERP 对于生产管理的缺陷是天生的，它出生之初的目的就是为了上层管理者服务的。ERP 中的生产部分一般由如下几大模块构成：MPS（主生产计划）、MRP（物料需求计划）、MOM（生产订单管理）、SFC（车间现场管理）。由于 ERP 是基于无限产能，并且是以订单向后“推出”的计划，所以无法给出生产详细计划准确交期详细的排产安排以及物料需。

ERP 生产管理模块（MPS、MRP、MOM、SFC）提供的就是一个非常粗略的计划与生产过程数据采集统计功能，无法满足用户实际的生产流程控制。必须一个计划层和控制层之间的执行环节。于是，生产管理的任务当然地由 MES（制造执行系统）来完成了。

MES 的挑战

现代企业的目标是追求精益生产，也就是通过减少资源浪费以最小投入实现最大产出的生产理念以及以具有最优质量和最低成本的产品，对市场需求做出最迅速的响应的理念。MES 是实施精益生产必须的环境条件。为了达到精益生产，MES 必须实时监测、控制、统计、分析各个生产环节全部细节，这也是 MES 的主要功能。

• 出现用户产品投诉的时候，能否根据产品号码追溯这批产品的所有生产过程信息？能否立即查明它的：原料供应商、操作机台、操作人员、经过的工序、生产时间日期和关键的工艺参数？

• 同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否防止工人部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装？

• 过去 12 小时之内生产线上出现最多的 5 种产品缺陷是什么？次品数量各是多少？

• 目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？要分别供应给哪些供应商？何时能够及时交货？

• 生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？影响设备生产潜能的最主要原因是：设备故障？调度失误？材料供应不及时？工人培训不够？还是工艺指标不合理？

• 能否对产品的质量检测数据自动进行统计和分析，精确区分产品质量的随机波动与异常波动，将质量隐患消灭于萌芽之中？

• 能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码？

功能类目

设备物联

实现设备物联和实时数据采集，为生产计划、设备运维、绩效管理、工艺改进等提供基础数据支撑和深入分析。

设备 OEE 分析、停机管理及分析、实时产量、运维管理等。

生产协同

I

面向订单驱动型的的中小代工厂、组装厂、配套厂等，实现生产过程的管理、协同和优化，有效提升企业交付能力，提升生产效率和良品率。包括：基于现场各工序、工位的作业数据采集、传递和统计分析，实现便捷、高效的沟通与协作，实现订单进度跟进及交期管理；基于工单、物料、周期、工序、品质等要素的数据监控和追溯，实现在制品、产量、良率、不良、生产周期等生产 KPI 指标的自动统计分析，辅助进行针对性改善，提升管理效率和水平；基于产能、物料、实时工况、在制品时长、急单插单等因素，实现辅助排产优化，有效指导现场生产。

工厂建模、计划管理、生产作业管理（包括生产工单、工序、订单工序、在制品管理、生产进度管理等）、品质管理、异常处理、绩效管理、车间看板、统计分析等；部分具有进销存、供应管理、仓储或线边仓管理、E-SOP、条码管理、设备管理等功能。

II

在生产协同 Ⅰ 的基础上，面向运用自动化设备较多的场景，实现：基于设备物联，合理分配设备产能，提高计划可执行性；精准计算设备及全厂 OEE，快速定位问题环节，提高设备、模具/夹具/治具、及人员绩效；加强设备的运维管理，减少非计划停机。

在生产协同 Ⅰ 的基础上，增加设备 OEE 分析、停机管理及分析、实时产量、设备运维管理等功能。

III

面向零数字化基础(无 ERP、无管理标准化）的短工序、品类单一、重资产配件加工、来料加工工厂，基于交互式智能终端反馈关键节点数据（最小实施单元为单台装备）的方式，构建企业数据超市，提升企业响应速度，帮助企业管理者实时掌握关键运营数据，如订单状态、产量实时数据、关键工艺指标、品控节点等，辅助管理者快速进行生产调度、针对性指导现场生产。

交互式智能终端，管理基础数字化（BOM 管理，工艺流程建档，模具台帐等），订单分发与追踪，关键品质追溯与预警，关键工艺指标反馈与预警，外协订单追踪，设备运维预警等。可实现延展功能如计件工资在线统计、人脸识别等，数据挖掘功能如自动生成标准工时、成本波动分析、OEE（设备效率评价）计算与分析等。

设备管理

面向生产设备较多、价值较高的工厂，实现设备数字化管理。

设备台账、设备状态、保养与点巡检管理、维修管理、备品备件管理、故障报警等。

设备智能

基于关键设备的实时数据采集，通过工业知识经验沉淀、大数据建模分析等 IT 与 OT 的融合应用，实现设备智能，辅助管理改善。如设备计划性、预测性运维；设备参数智能优化等。

实时监测、关键设备数字化管理、报表分析与展示、历史数据分析、异常工况检测、故障诊断、健康评估、预防性维护、寿命预测分析。

精益管理

针对一线员工效率低下，积极性不高等问题，激发员工参与问题解决，强化员工之间、员工与管理之间的沟通协作，实现对现场问题的快速响应，高效执行，闭环管理。

员工提案、员工好行为、快速响应、现场管理。

质量管理

面向良品率及质量要求，基于产品全生命周的品质管理体系，帮助企业确定质量方针、目标和职责，通过质量体系中的质量策划、质量控制、质量保证和质量改进来使其实现的所有管理职能的全部活动，提升企业产品质量保证能力与质量水平

原材料质量管理、过程质量管理、成品质量管理、质量体系与标准、品质分析、质量控制与 PDCA 持续改进等。

流程工业生产过程追溯

面向流程工业，对影响产品质量的现场生产活动进行重点管控，实现生产过程的透明化管理。包括：原辅料仓发料条码标识、配方称重、投料配制、品质管控等用户场景实现人机料法环的实时管控。通过分布于生产现场的智能终端，指导工人按照规范和指令进行生产，同时全面实现配方的电子化、生产数据的电子记录，保证操作的准确性和精度，杜绝生产过程中的差错，提高产品质量，帮助企业持续规范生产。

工厂建模、配方管理、电子秤校验、工艺管理、工单管理、物料管理、称重管理、投料管理、物料标识、品质管控、生产进度、数据分析。

能源管理（通用配电设备）

针对传统能源管理系统多采用定制单机版、投入大、运维难度高、拓展性弱，多局限于在线监测、在线抄表，系统在线采集数据质量差，对企业节能实际意义不大等，以提高企业用能效率、降低用能成本、提高用能安全性为目标，面向各类能效优化潜力高的企业，实施通用配电设备的综合用能管理，支撑企业用能的专业化和数字化管理，识别与追溯配电设备的电气故障。

具有能耗管理、告警管理、分析报告管理、系统管理等实用功能模块，同时可拓展支撑企业开展能效分析，实现节能空间量化分析；精准定位用能问题点，实现用电异常或故障信息同时展示至手机和电脑端;实现数据汇总分析功能，自动化生成用能分析诊断报告,包括但不限于节能空间分析报告、用能成本分析报告、用能体检分析报告等，并针对性给出优化建议;至少出具两个以上降低企业用能成本的解决方案，方案应对节能降费效果进行定量分析，并具备可操作性。选项功能：可实现电能质量全方位监测以及故障录波分析与回放；可实现电力市场化交易环境下的应用需求，包括但不限于负荷预测、需求侧响应、负荷分类管控等。

能源管理（通用生产设备）

面向制造企业空压站、空调、锅炉、电机等通用生产设备车间，针对企业能源管理粗放、存在用能监测黑箱问题、能耗高、设备寿命低、问题点查找困难等，基于对整个车间的通用生产设备及传感器的实时数据采集，利用边缘计算和云服务器实现对车间设备运行参数的智能优化控制，提高企业的能源利用水平和用能安全水平，降低能耗。

具备设备能效统计和分析、节能空间量化分析、用能问题点精准定位分析等关键功能；具有能耗管理、告警管理、分析报告管理、系统管理等实用功能模块；实现实时监测、车间数字化看板、报表分析与展示、历史数据分析、异常工况检测、故障诊断、单耗评估等，部分可实现反向智能控制功能。

能源管理（高耗能工艺设备）

面向非金属制品、金属冶炼、化工、造纸等高耗能流程型行业企业，针对企业高耗能工艺设备能源管理粗放、存在用能监测黑箱问题、工艺设备寿命低、问题点查找困难等，通过对重点高耗能工艺设备的用能监控为核心的企业综合能源管理，提高企业的能源利用水平和用能安全水平，减少用能污染的排放。

具有能耗管理、重点耗能工艺设备管理、告警管理、人员管理、能效分析等实用功能模块，实现能效多维度分析；实现高耗能工艺设备的用能和与能耗相关工艺参数的在线监测；兼容电、气、水、热、新能源等能源数据以及环保、排放数据接入，实现高耗能工艺设备重点能源种类的数据采集和在线监测，与 DCS、ERP 等其它系统对接集成；实现数据汇总分析功能，自动生成重点高耗能工艺设备的分析报告（能耗分析、运行状态分析、能源平衡图、能源成本量化绩效等），能自动生成能源管理相关报表和绩效分析报告，针对性给出建议和解决方案。选项功能：部分可实现高耗能工艺设备用能模型搭建及分析，可实现企业综合能源控制使用目标管理（包括碳排放、污染物排放、节能目标、单耗等）；可实现多种能源直接成本和间接成本的统一核算，结合能源使用总成本，给出最优化能源使用方案。