MES(Manufacturing Execution System)即製造企業生產過程執行系統，是一套面向製造企業車間執行層的生產信息化管理系統。MES 可以為企業提供包括製造數據管理、計畫排產管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、工作中心/設備管理、工具工裝管理、採購管理、成本管理、項目看板管理、生產過程控制、底層數據集成分析、上層數據集成分解等管理模組，為企業打造一個紮實、可靠、全面、可行的製造協同管理平台。
基本介紹
- 中文名：製造執行系統
- 外文名：manufacturing execution system
- 提供：計畫排程管理、生產調度管理
- 打造：可行的製造協同管理平台
- 簡稱：MES
MES概述,MES簡介,MES發展,MES市場需求,MES定義,MES分類,MES常見功能,企業套用,
MES概述
MES即製造執行系統(manufacturing execution system，簡稱MES）是美國AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc．)在90年代初提出的，旨在加強MRP計畫的執行功能，把MRP計畫同車間作業現場控制，通過執行系統聯繫起來。這裡的現場控制包括PLC程控器、數據採集器、條形碼、各種計量及檢測儀器、機械手等。MES系統設定了必要的接口，與提供生產現場控制設施的廠商建立合作關係。
MES簡介
MRPII的執行層包括了車間作業和採購作業，MES側重在車間作業計畫的執行，充實了軟體在車間控制和車間調度方面的功能，以適應車間現場環境多變情況下的需求。同時，為了適應執行計畫過程中變化的外部環境，MRP的計畫功能要更為靈活，如加強物料計畫與能力計畫的集成度，物料和工藝路線自動替代及增減、平移、分割工序的功能等。一個完善的MRPII系統，本身應當包括計畫執行的功能，問題的實質是軟體的計畫執行程式功能的強弱、同現場控制設施的接口和集成、以及計畫調度功能是否有足夠的應變能力和靈活性。 一些在車間或現場管理方面具有特色的軟體公司及其合作夥伴與用戶在1992年成立了MESA協會，以發展其業務。該組織由最初的23家公司發展到如今約200餘個成員單位。製造執行系統是一個用來跟蹤生產進度，庫存情況，工作進度和其它進出車間的操作管理相關的信息流。
MES發展
1990年11月，美國先進制造研究中心AMR（Advanced Manufacturing Research）就提出了MES（製造執行系統）概念。1997年，MESA提出的MES功能組件和集成模型，包括11個功能，同時規定，只要具備11個功能之中的某一個或幾個，也屬MES系列的單一功能產品。2004年，MESA提出了協同MES體系結構(c-MES)。
20世紀90年代初期，中國就開始對MES以及ERP的跟蹤研究、宣傳或試點，而且曾經提出了 “管控一體化”，“人、財、物、產、供、銷”等頗具中國特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念，只是總結、歸納、宣傳、堅持或者提煉、提升不夠，發展勢頭不快。
國內最早的MES是20世紀80年代寶鋼建設初期從SIEMENS公司引進的。中國工業信息化基本上是沿著西方工業國家的軌跡前進，只是慢半拍而已。幾乎絕大多數大學和工業自動化研究單位，甚至於國家、省、市級政府主管部門都開始跟蹤、研究MES。從中央到地方，從學會到協會，從IT公司到製造生產廠，從綜合網站到專業網站，從綜合大學到專科院校，都捲入了MES熱潮之中。
製造執行管理系統(MES)是企業CIMS信息集成的紐帶，是實施企業敏捷製造戰略和實現車間生產敏捷化的基本技術手段。工廠製造執行系統MES是國際上迅速發展、面向車間層的生產管理技術與實時信息系統。MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的製造業環境，幫助企業減低成本、按期交貨、提高產品的質量和提高服務質量。適用於不同行業(家電、汽車、半導體、通訊、IT、醫藥)，能夠對單一的大批量生產和既有多品種小批量生產又有大批量生產的混合型製造企業提供良好的企業信息管理。
MES作為生產形態變革的產物，其起源大多源自工廠的內部需求。為了更好得理解MES的產生背景，我們先回顧一下計算機輔助生產管理系統的演化歷史。製造執行系統八十年代MRPII在美國生產與庫存管理協會（APICS）大力宣傳和組織推動下得到了迅速的普及和廣泛套用，但也暴露出一些不足之處，如MRPII對預測需求和銷售管理不夠重視，對車間的大量實時事件與數據不能很好地利用等等。許多企業認識到需要其它系統來解決MRPII在某些方面管理薄弱的問題。於是為了滿足銷售、預測的需求，產生了分銷資源計畫DRP（Distribution Resource Planning）。同樣，為了強化車間的執行功能，製造執行系統（MES）也就應運而生。
MES市場需求
在套用方面，國內的MES明顯落後於已開發國家。中國大部分製造企業還過度依賴人力進行生產，因此收集完整、可靠的數據化信息非常困難。而且製造企業的信息系統都是由許多獨立的子系統組成，基於事務處理的子系統和許多基於實時操作的工廠子系統，集成難度非常高、相容性比較低。 MES是製造執行與控制管理系統，由於製造過程及過程控制對象的複雜性和專有性，使得MES系統形態有比較大的差異，套用模式也可能完全不同，這些因素客觀上造成了MES產品與服務市場的多樣性。但是由於MES的多樣性、複雜性、特殊性以及特定行業的需要性，MES在國內市場已經出現較大的需求。
MES定義
MES系統即製造執行系統 (manufacturing execution system， 簡稱MES)美國先進制造研究機構AMR(Advanced Manufacturing Research)將MES定義為“位於上層的計畫管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”,它為操作人員/管理人員提供計畫的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態。 製造執行系統協會(Manufacturing Execution System Association，MESA)對MES所下的定義：“MES 能通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行最佳化管理。當工廠發生實時事件時，MES能對此及時做出反應、報告，並用當前的準確數據對它們進行指導和處理。這種對狀態變化的迅速回響使MES能夠減少企業內部沒有附加值的活動，有效地指導工廠的生產運作過程，從而使其既能提高工廠及時交貨能力，改善物料的流通性能，又能提高生產回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行為的關鍵任務信息。”
集成系統
美國AMR(Advanced Manufacturing Research)研究小組在分析信息技術的發展和MES套用前景的基礎上提出了可集成MES(Integratable MES，I-MES) 。它將模組化和組件技術套用到MES的系統開發中，是兩類T-MES系統的結合。從表現形式上看，具有專用的MES系統的特點，即I-MES中的部分功能作為可重用組件單獨銷售。同時，它又具有集成的MES的特點，即能實現上下兩層之間的集成。此外，I-MES還能實現客戶化、可重構、可擴展和互操作等特性，能方便地實現不同廠商之間的集成和原有系統的保護，以及即插即用等功能。
MES分類
傳統的MES(Traditional MES，T-MES)大致可分為兩大類：
1）專用的MES (Point MES)。它主要是針對某個特定的領域問題而開發的系統，如車間維護、生產監控、有限能力調度或是SCADA等；
2）集成的MES(Integrated MES)。該類系統起初是針對一個特定的、規範化的環境而設計的，如今已拓展到許多領域，如航空、裝配、半導體、食品和衛生等行業，在功能上它已實現了與上層事務處理和下層實時控制系統的集成。
雖然專用的MES能夠為某一特定環境提供最好的性能，卻常常難以與其它套用集成。集成的 MES比專用的MES邁進了一大步，具有一些優點，如單一的邏輯資料庫、系統內部具有良好的集成性、統一的數據模型等等，但其整個系統重構性能弱，很難隨業務過程的變化而進行功能配置和動態改變。
功能
1．詳細工序作業計畫；
2．生產調度；
3．車間文檔管理；
4．數據採集；
5．人力資源管理；
6、質量管理；
7．工藝過程管理；
8．設備維修管理；
9．產品跟蹤；
10．業績分析。
MES常見功能
現場管理細度：由按天變為按分鐘/秒
現場數據採集：由人手錄入變為掃描、快速準確採集
電子看板管理：由人工統計發布變為自動採集、自動發布
倉庫物料存放：模糊、雜散變為透明、規整
生產任務分配：人工變為自動分配、產能平衡
倉庫管理：人工、數據滯後變為系統指導、及時、準確
責任追溯：困難、模糊變為清晰、正確
績效統計評估：靠殘缺數據估計變為憑準確數據分析
統計分析：按不同時間/機種/生產線等多角度分析對比
綜合分析：按不同的需求綜合分析不同的數據
企業套用
1、生產執行系統MES可監控從原材料進廠到產品的入庫的全部生產過程，記錄生產過程產品所使用的材料、設備，產品檢測的數據和結果以及產品在每個工序上生產的時間、人員等信息。這些信息的收集經過MES系統加以分析，就能通過系統報表實時呈現生產現場的生產進度、目標達成狀況、產品品質狀況，以及產的人、機、料的利用狀況，這樣讓整個生產現場完全透明化。企業的管理人員，無論何時身處何地，只要透過Internet就能將生產現場的狀況看的清清楚楚明明白白。身在總部的老闆亦能通過MES獲取信息運籌帷幄，遠在國外的客戶當然可以來關心他們的訂單進度、產品品質。
MES系統為工廠帶來什麼好處：
a、最佳化企業生產製造管理模式，強化過程管理和控制，達到精細化管理目的。
b、加強各生產部門的協同辦公能力，提高工作效率、降低生產成本。
c、提高生產數據統計分析的及時性、準確性，避免人為干擾，促使企業管理標準化。
d、為企業的產品、中間產品、原材料等質量檢驗提供有效、規範的管理支持。
e、實時掌控計畫、調度、質量、工藝、裝置運行等信息情況，使各相關部門及時發現問題和解決問題。 f、最終可利用 MES系統建立起規範的生產管理信息平台，使企業內部現場控制層與管理層之間的信息互聯互通，以此提高企業核心競爭力。
2、生產執行系統MES通過反饋結果來最佳化生產製造過程的管理業務。生產過程追溯功能可使企業非常清楚產品的原材料是哪家什麼時間提供的，接收人是誰，檢驗的參數，產品在生產過程中各環節的時間、技術參數、操作人員等信息。根據這些反饋信息，來解決企業產能成本過高，或者產品質量不穩定的原因，及時做出調整，有針對性的為客戶提供更好的服務，即時發生客戶投訴我們也能及時準確地為客戶澄清問題，確認影響範圍。同時產品生產過程的數據為生產管理決策提供有效的支持，讓生產過程的問題及時的暴露、及時地處理，從而有效遏制問題的發生，將產品的質量問題以及生產線的異常狀況消滅在萌芽狀態。
1）MES是對整個車間製造過程的最佳化，而不是單一的解決某個生產瓶頸；
2） MES必須提供實時收集生產過程中數據的功能，並作出相應的分析和處理；
3）MES需要與計畫層和控制層進行信息互動，通過企業的連續信息流來實現企業信息全集成。
3、工廠製造執行系統MES是在國際上迅速發展、面向車間層的生產管理技術與實時信息系統。
4、比如面對以下車間管理的典型問題，它們就難以給出完善的解決手段：
a、 出現用戶產品投訴的時候，能否根據產品文字號碼追溯這批產品的所有生產過程信息？能否立即查明它的：原料供應商、操作機台、操作人員、經過的工序、生產時間日期和關鍵的工藝參數？
b、同一條生產線需要混合組裝多種型號產品的時候，能否自動校驗和操作提示以防止工人部件裝配錯誤、產品生產流程錯誤、產品混裝和貨品交接錯誤？
c、過去12小時之內生產線上出現最多的5種產品缺陷是什麼？次品數量各是多少？
d、當前倉庫以及前工序、中工序、後工序線上的每種產品數量各是多少？要分別供應給哪些供應商？何時能夠及時交貨？
e、生產線和加工設備有多少時間在生產，多少時間在停轉和空轉？影響設備生產潛能的最主要原因是：設備故障？調度失誤？材料供應不及時？工人培訓不夠？還是工藝指標不合理？
f、 能否對產品的質量檢測數據自動進行統計和分析，精確區分產品質量的隨機波動與異常波動，將質量隱患消滅於萌芽之中？
g、 能否廢除人工報表
自動統計每個過程的生產數量、合格率和缺陷代碼？
5、MES的定位，是處於計畫層和現場自動化系統之間的執行層，主要負責車間生產管理和調度執行。一個設計良好的MES系統可以在統一平台上集成諸如生產調度、產品跟蹤、質量控制、設備故障分析、網路報表等管理功能，使用統一的資料庫和通過網路聯接可以同時為生產部門、質檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務。系統通過強調製造過程的整體最佳化來幫助企業實施完整的閉環生產，協助企業建立一體化和實時化的ERP/MES/SFC信息體系。
6、 MES產品功能 為企業生產管理人員進行過程監控與管理、保證生產正常運行，控制產品質量和生產成本提供了靈活有力的工具。包括以下功能：
1、正確掌握在制品數量，及不良品的追蹤，降低在制品成本；
2、 用條形碼追蹤產品序號，提高產品的售後服務水平；
3、及時反應產品質量問題，追溯品質歷史，提高產品治理；
4、 大幅減少現場手工作業，提高現場管理人員的生產力；
5、充分掌握工具、設備的使用狀況，使製造資源高效運作；
6、 強大的統計報表為企業管理決策提供實時、準確、可靠的生產數據，提高公司核心競爭力。
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