制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實施與應(yīng)用第1章

認知制造執(zhí)行系統(tǒng)【學習目標】1.了解制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必要性、實施路徑和轉(zhuǎn)型特點；2.掌握MES的定義并理解MES在車間層面管理中的角色；3.理解MES的核心功能和其應(yīng)用環(huán)境。4.掌握離散型和流程型制造的定義與區(qū)別5.了解不同制造類型和行業(yè)應(yīng)用中MES的定制【重點和難點】重點：1.數(shù)字化工廠定義及三層控制結(jié)構(gòu)2.MES的定義與12種基本核心功能3.離散型制造與流程型制造的特點與區(qū)別第1章

認知制造執(zhí)行系統(tǒng)難點：1.掌握數(shù)字化工廠控制結(jié)構(gòu)分層，難點在于各層之間的聯(lián)系和區(qū)別，以及MES如何起到橋梁作用。2.掌握MES的核心功能，如資源分配、生產(chǎn)調(diào)度、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量管理等。難點在于需要了解每個功能的具體內(nèi)容以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作?！韭殬I(yè)素養(yǎng)】1.了解MES在生產(chǎn)管理中的重要作用，培養(yǎng)學生對工作的責任心和敬業(yè)精神。2.鼓勵學生意識到信息技術(shù)和制造技術(shù)的快速發(fā)展，培養(yǎng)持續(xù)學習和自我提升的職業(yè)素養(yǎng)。3.通過認識MES遵守行業(yè)標準和法規(guī)要求的重要性，培養(yǎng)學生合規(guī)性和標準化意識。1.1.1制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型制造業(yè)是國家經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型對制造業(yè)至關(guān)重要：一是幫助企業(yè)適應(yīng)市場變化，提升競爭力；二是提高效率、降低成本，增強全球競爭力；三是推動產(chǎn)業(yè)從勞動密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，提高附加值；四是促進企業(yè)向價值鏈高端移動，開發(fā)高技術(shù)產(chǎn)品和定制化服務(wù)；五是利用大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)推動創(chuàng)新。1.制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景1.1.1制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型中國政府在“十四五”和2035年規(guī)劃中強調(diào)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。許多中國制造企業(yè)已開始轉(zhuǎn)型，部分成為典范。通過研究電子行業(yè)企業(yè)，總結(jié)出數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵路徑，包括實施、業(yè)務(wù)、技術(shù)和推進方式。1.制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景1.1.1制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型圖1-1制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型案例國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心的報告指出，制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型呈現(xiàn)五大新趨勢：1.技術(shù)：從傳統(tǒng)IT架構(gòu)轉(zhuǎn)向靈活的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)微服務(wù)架構(gòu)。2.戰(zhàn)略：從降低成本、提高質(zhì)量和效率轉(zhuǎn)向商業(yè)模式創(chuàng)新。3.運營：從流程優(yōu)化轉(zhuǎn)向基于數(shù)據(jù)的智能決策。4.業(yè)務(wù)：從數(shù)字化產(chǎn)品轉(zhuǎn)向提供數(shù)字化服務(wù)和解決方案。5.組織：從層級制轉(zhuǎn)向更靈活、響應(yīng)更快的組織架構(gòu)。圖1-2制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型新趨勢1.1.1制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型1.1.1制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型2.制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路徑制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路徑是：1.以傳統(tǒng)信息系統(tǒng)和軟件為基礎(chǔ)，從生產(chǎn)環(huán)節(jié)開始轉(zhuǎn)型。2.研發(fā)、供應(yīng)鏈和營銷環(huán)節(jié)隨后逐步數(shù)字化，并獨立更新。3.各環(huán)節(jié)根據(jù)自身需求，從簡單到復雜逐步升級數(shù)字化應(yīng)用。4.最終，通過打通數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程，將各環(huán)節(jié)的數(shù)字化應(yīng)用整合，實現(xiàn)全面數(shù)字化。圖1-3制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型實施路徑1.1.1制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型通常從生產(chǎn)環(huán)節(jié)開始，逐步擴展到其他環(huán)節(jié)。隨著數(shù)字化的深入，系統(tǒng)間的融合增強，應(yīng)用精準度提升，覆蓋范圍擴大。例如：1.生產(chǎn)與研發(fā)結(jié)合，加速新產(chǎn)品試產(chǎn)和量產(chǎn)。2.生產(chǎn)與供應(yīng)鏈協(xié)同，縮短新產(chǎn)品上市周期。3.供應(yīng)鏈與銷售聯(lián)動，提升客戶滿意度。4.研發(fā)與銷售互動，優(yōu)化產(chǎn)品或開發(fā)新品。1.1.2數(shù)字化工廠與制造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)字化工廠是以產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機虛擬環(huán)境中對生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)方式。其概念模型包括三個要素（如圖1-4所示）。1.數(shù)字化工廠的概念與模型圖1-4數(shù)字化工廠概念模型制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的三個關(guān)鍵要素是：1.戰(zhàn)略目標：建立高效靈活的世界級生產(chǎn)體系，適應(yīng)多變的市場需求和生產(chǎn)模式。2.技術(shù)和管理基礎(chǔ)：采用精益管理減少浪費，通過CPS（信息物理系統(tǒng)）連接所有設(shè)備和系統(tǒng)，采集數(shù)據(jù)。1.1.2數(shù)字化工廠與制造執(zhí)行系統(tǒng)3.數(shù)字化集成：實現(xiàn)縱向集成（管理到設(shè)備的互聯(lián)互通）、端到端集成（全生命周期信息化閉環(huán)）和橫向集成（供應(yīng)鏈、工廠、客戶完全集成），推動業(yè)務(wù)協(xié)同和標準化運營。2.面向數(shù)字化工廠的制造執(zhí)行系統(tǒng)企業(yè)數(shù)字化工廠包括研究設(shè)計和生產(chǎn)制造等環(huán)節(jié)，其中生產(chǎn)制造數(shù)字化是核心，依賴于制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）實現(xiàn)透明可控的生產(chǎn)過程。數(shù)字化工廠的控制結(jié)構(gòu)分為三個層次：1.計劃層：企業(yè)資源計劃（ERP）。2.執(zhí)行層：制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。3.控制層：現(xiàn)場控制系統(tǒng)或設(shè)備控制系統(tǒng)。圖1-5MES與數(shù)字化工廠1.1.2數(shù)字化工廠與制造執(zhí)行系統(tǒng)2.面向數(shù)字化工廠的制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在企業(yè)中連接上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)和下層控制系統(tǒng)，實現(xiàn)雙向通信和數(shù)據(jù)交換。它接收生產(chǎn)計劃并轉(zhuǎn)化為設(shè)備指令，同時收集數(shù)據(jù)優(yōu)化生產(chǎn)過程，并反饋結(jié)果完成閉環(huán)執(zhí)行。此外，MES通過實時數(shù)據(jù)收集和分析，利用儀表板和報告等工具實現(xiàn)“可視工廠”，幫助管理者和操作人員快速了解生產(chǎn)狀況并做出決策。圖1-6執(zhí)行層的MES與業(yè)務(wù)層、設(shè)備層的信息交互1.1.2數(shù)字化工廠與制造執(zhí)行系統(tǒng)謝謝觀看

制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實施與應(yīng)用1.2.1MES的定義MES是位于上層計劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間的，面向車間層的管理信息系統(tǒng)。它為操作人員、管理人員提供計劃的執(zhí)行跟蹤，展現(xiàn)所有資源(人、設(shè)備、物料、工藝、環(huán)境等)當前狀態(tài)信息。MES是實時的車間管理系統(tǒng)，負責執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)，監(jiān)控生產(chǎn)活動，并記錄詳細數(shù)據(jù)。它連接了企業(yè)的生產(chǎn)計劃和車間的設(shè)備控制，確保信息流通，促進決策優(yōu)化。1.2.2認知MES的四個維度MES是一類涉及廣泛的復雜技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)，需從多個維度來綜合認知MES，這樣才能比較完整地理解MES。下面從生產(chǎn)活動、IT技術(shù)、數(shù)據(jù)信息、產(chǎn)品應(yīng)用這四維度來認識MES，如圖1-7所示。圖1-7認知MES的四個維度1.生產(chǎn)活動維度MES從生產(chǎn)活動角度看，涵蓋生產(chǎn)、物料、質(zhì)量、設(shè)備管理等，負責生產(chǎn)計劃、過程控制、庫存跟蹤、質(zhì)量保證、設(shè)備維護及績效分析等業(yè)務(wù)，涉及計劃控制、質(zhì)量管理、庫存物流、設(shè)備維護、系統(tǒng)優(yōu)化等管理領(lǐng)域。圖1-8MES涵蓋的生產(chǎn)流程與活動1.2.2認知MES的四個維度2.IT技術(shù)維度MES系統(tǒng)依賴IT技術(shù)，對制造企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程至關(guān)重要。這包括：1.軟件架構(gòu)：影響MES設(shè)計、開發(fā)、部署和維護，常見架構(gòu)有C/S、B/S、SOA、微服務(wù)和云架構(gòu)。1.2.2認知MES的四個維度2.體系結(jié)構(gòu)：與軟件架構(gòu)相似，但更偏方法論，如集成化和可集成體系結(jié)構(gòu)。3.數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控：涉及網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線、實時數(shù)據(jù)庫、條碼、RFID、OPC、SCADA等IT技術(shù)。4.計算機軟件技術(shù)：包括面向?qū)ο蠼?、編程語言、分布式計算、組件和中間件技術(shù)。3.數(shù)據(jù)信息維度MES系統(tǒng)依賴數(shù)據(jù)運行，通過處理大量生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)來支持決策。其數(shù)據(jù)應(yīng)用分為四部分：1.數(shù)據(jù)分類：MES管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如BOM、配方）、資源數(shù)據(jù)（如訂單、人力信息）、運行數(shù)據(jù)（計劃調(diào)度）和績效數(shù)據(jù)（如物料消耗、KPI）。2.數(shù)據(jù)采集采自制造現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，如圖1-9；數(shù)據(jù)集成通過技術(shù)手段從ERP、PLM等系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，常用的方法包括中間件和數(shù)據(jù)集成平臺。圖1-9MES采集的生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)1.2.2認知MES的四個維度3.數(shù)據(jù)管理：MES有實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，分別存儲實時數(shù)據(jù)和常規(guī)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)按規(guī)則自動流轉(zhuǎn)。4.數(shù)據(jù)可視化與分析：MES通過多種終端展示數(shù)據(jù)報表和圖表，用于監(jiān)控、診斷、優(yōu)化和決策支持。1.2.2認知MES的四個維度4.產(chǎn)品應(yīng)用維度MES是軟件或軟硬結(jié)合產(chǎn)品，具有以下特點：1.功能模塊化：界面直觀，操作簡便，可靈活擴展。2.行業(yè)應(yīng)用：滿足特定行業(yè)需求，遵循國際和國家標準。3.部署與維護：易于維護升級，減少停機，兼容性強，有技術(shù)支持。4.技術(shù)先進性：集成數(shù)據(jù)分析、AI和機器學習，支持預測性維護和生產(chǎn)優(yōu)化。1.2.2認知MES的四個維度目前在國內(nèi)外各類制造行業(yè)已有很多成熟且專業(yè)的MES產(chǎn)品，如圖1-10為各個MES軟件的開發(fā)公司。圖1-10國內(nèi)外知名MES軟件產(chǎn)品公司1.2.2認知MES的四個維度謝謝觀看

制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實施與應(yīng)用1.3.1MES的功能模塊框架構(gòu)建MES基本功能框架的意義在于為制造企業(yè)提供標準化、模塊化、可擴展的解決方案，幫助企業(yè)明確引入MES系統(tǒng)的方向。依據(jù)國際標準和國家標準，MES有12項標準功能。1.3.1MES的功能模塊框架序號功能項目英文全稱功能簡述1資源分配與狀態(tài)Resourceallocationandstatus即資源管理，管理車間資源分配及狀態(tài)信息2操作與詳細調(diào)度Operations/detailscheduling即作業(yè)調(diào)度，生成操作計劃，提供作業(yè)排序功能3分派生產(chǎn)單位Dispatchingproductionunits即生產(chǎn)分派，管理和控制生產(chǎn)單位的流程4文檔控制/規(guī)范管理Documentcontrol/Specificationmanagement管理、控制與生產(chǎn)單位相關(guān)的文檔5數(shù)據(jù)采集與獲取datacollection/acquisition采集生產(chǎn)現(xiàn)場中各種必要的數(shù)據(jù)6勞動力管理labormanagement提供最新的員工狀態(tài)信息7質(zhì)量管理qualitymanagement記錄、跟蹤和分析產(chǎn)品及過程特性8過程管理processmanagement監(jiān)視生產(chǎn)，糾偏或提供決策支持9維護管理maintenancemanagement跟蹤和指導設(shè)備及工具的維護活動10產(chǎn)品跟蹤和譜系producttrackingandgenealogy提供產(chǎn)品在任意時刻的位置及其狀態(tài)信息1l性能分析performanceanalysis提供最新的實際制造過程及對比結(jié)果報告12物料管理materialmanagement管理物料的進出、緩沖與儲存表1-1制造執(zhí)行系統(tǒng)的模塊化框架1.3.2MES的基本功能概述1.資源分配與狀態(tài)MES系統(tǒng)的資源分配與狀態(tài)功能用于識別和分配生產(chǎn)資源。它需要識別設(shè)備、生產(chǎn)線、工具等資源，并根據(jù)生產(chǎn)計劃將它們分配到特定任務(wù)中，同時考慮資源的可用性、能力和優(yōu)先級。例如，制造車間的庫房、加工和裝配單元等都需要在MES中建模以便管理。圖1-11資源分配-生產(chǎn)資源的管理1.3.2MES的基本功能概述2.操作與作業(yè)調(diào)度操作與作業(yè)調(diào)度功能用于創(chuàng)建工序計劃，實現(xiàn)生產(chǎn)目標。它依據(jù)訂單優(yōu)先級、對象特性、制造工藝等條件進行作業(yè)排序，減少設(shè)備調(diào)整時間，計算最優(yōu)加工順序和路徑。MES系統(tǒng)生成工序計劃，監(jiān)控執(zhí)行情況，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程。圖1-12操作與作業(yè)調(diào)度-各個工序的時段執(zhí)行計劃1.3.2MES的基本功能概述3.生產(chǎn)分派生產(chǎn)分派功能根據(jù)生產(chǎn)計劃和排程，將作業(yè)、訂單等分配到合適地點和時間。它可及時調(diào)整作業(yè)指令和加工順序，應(yīng)對突發(fā)問題，變更排程和計劃，通過重新安排和補救措施控制生產(chǎn)進度和在制品數(shù)量。圖1-13生產(chǎn)分派-工序派工1.3.2MES的基本功能概述4.文檔管理文檔管理功能用于處理生產(chǎn)相關(guān)文件（如工作指令、圖紙等），支持編輯、版本維護及法規(guī)和ISO標準信息管理。MES系統(tǒng)通過工位上的觸摸屏或顯示器，實現(xiàn)工藝文檔的無紙化和實時更新，確保員工獲取最新工藝指導。圖1-14文檔管理-電子作業(yè)指導書1.3.2MES的基本功能概述5.數(shù)據(jù)采集與獲取數(shù)據(jù)采集功能實時收集生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵信息（包括對象、批次、數(shù)量、時間、質(zhì)量、過程參數(shù)、設(shè)備啟停時間和能源消耗等），用于產(chǎn)品追蹤、生產(chǎn)記錄和管理任務(wù)。它通過掃描儀、輸入終端或與其他軟件集成，以手動或自動方式在車間采集數(shù)據(jù)。1.3.2MES的基本功能概述圖1-15數(shù)據(jù)采集與獲取-生產(chǎn)設(shè)備實時情況如圖1-15所示，MES系統(tǒng)集成生產(chǎn)線傳感器和PLC，實時采集編織機的物料用量、牽引速度等參數(shù)，用于監(jiān)控生產(chǎn)、保障質(zhì)量，并支持生產(chǎn)調(diào)整、工藝優(yōu)化及后續(xù)分析改進。1.3.2MES的基本功能概述6.勞動力管理數(shù)據(jù)采集功能實時收集生產(chǎn)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如對象、批次、數(shù)量、時間和質(zhì)量），用于產(chǎn)品追蹤和生產(chǎn)管理。MES系統(tǒng)通過與設(shè)備集成，自動采集工藝參數(shù)，監(jiān)控生產(chǎn)，保證質(zhì)量，并支持優(yōu)化和分析。圖1-15數(shù)據(jù)采集與獲取-生產(chǎn)設(shè)備實時情況1.3.2MES的基本功能概述7.質(zhì)量管理質(zhì)量管理功能實時收集和分析質(zhì)量數(shù)據(jù)，監(jiān)控產(chǎn)品品質(zhì)，識別問題并提出改進措施。MES系統(tǒng)通過質(zhì)量管理模塊，標準化和條碼化質(zhì)量缺陷數(shù)據(jù)，建立電子質(zhì)量檔案，實現(xiàn)產(chǎn)品追溯和自動處理不合格品。圖1-17質(zhì)量管理-質(zhì)量電子檔案1.3.2MES的基本功能概述8.過程管理過程管理功能通過MES系統(tǒng)監(jiān)控生產(chǎn)流程，采集數(shù)據(jù)并自動糾正，偏差管理生產(chǎn)報警。它響應(yīng)設(shè)備或作業(yè)員的報警，處理缺料、停工、維修等異常，執(zhí)行鎖定產(chǎn)線、停機、復機等操作，保障生產(chǎn)連續(xù)性。圖1-18過程管理-在制活動的監(jiān)控和處理1.3.2MES的基本功能概述9.維護管理維護管理功能記錄設(shè)備信息、狀態(tài)、維修計劃和故障情況，跟蹤維護活動，確保設(shè)備可用性并處理緊急問題。MES系統(tǒng)通過實時數(shù)據(jù)采集，完成設(shè)備故障記錄、維護保養(yǎng)和巡檢管理。圖1-19維護管理-設(shè)備維護保養(yǎng)、點巡1.3.2MES的基本功能概述10.產(chǎn)品跟蹤產(chǎn)品跟蹤功能實現(xiàn)生產(chǎn)流程全程透明，涵蓋責任人、零部件、批次、序列號及異常情況等信息。它通過在線系統(tǒng)創(chuàng)建詳細歷史記錄，確保零件和成品可追溯，主要功能為實時追蹤在制品（WIP）和管理產(chǎn)品生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)。1.3.2MES的基本功能概述圖1-20產(chǎn)品跟蹤-與產(chǎn)品相關(guān)信息與追溯如圖1-20所示,在生產(chǎn)過程中，MES系統(tǒng)可以實時收集關(guān)于原材料、生產(chǎn)過程、質(zhì)量檢測和最終產(chǎn)品的數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)問題，可以迅速追蹤到具體的批次和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了“產(chǎn)品跟蹤”。1.3.2MES的基本功能概述11.性能分析性能分析功能提供實時報告，比較車間操作活動與歷史和預期結(jié)果。它衡量資源利用率、設(shè)備效率和產(chǎn)能等關(guān)鍵指標。MES系統(tǒng)通過圖表和報表展示生產(chǎn)量、設(shè)備利用率、效率等數(shù)據(jù)，支持管理層決策和生產(chǎn)優(yōu)化。圖1-21性能分析-生產(chǎn)線的產(chǎn)能統(tǒng)計分析1.3.2MES的基本功能概述12.物料管理該功能貫穿原材料采購到成品出庫全流程，通過精準追蹤物料使用、優(yōu)化庫存、及時補貨，減少浪費和生產(chǎn)中斷，保障生產(chǎn)效率和質(zhì)量。同時，它與供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)協(xié)同，提升物料管理效率和準確性。1.3.2MES的基本功能概述圖1-22物料管理-物料在生產(chǎn)中的全流程操作如圖1-22所示，MES的物料管理實現(xiàn)物料待檢、入庫、揀配、配送全流程操作，支持限額發(fā)料、PDA移動作業(yè)、實時賬務(wù)處理，共享庫存信息，并提供缺料預警，預防缺料。謝謝觀看

制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實施與應(yīng)用1.4.1定制化的MES解決方案MES定制化是根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)方式、特定需求和業(yè)務(wù)流程開發(fā)的系統(tǒng)，旨在提升生產(chǎn)管理效率和生產(chǎn)效率。它包括標準功能、定制開發(fā)、現(xiàn)有系統(tǒng)集成以及運維和優(yōu)化策略。1.定制化MES的意義隨著工業(yè)4.0和智能制造的發(fā)展，企業(yè)對MES系統(tǒng)的定制開發(fā)需求不斷增加。定制化MES系統(tǒng)可助力企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)智能化轉(zhuǎn)型，優(yōu)化生產(chǎn)流程，提升效率和質(zhì)量。它還能根據(jù)企業(yè)規(guī)模、行業(yè)、產(chǎn)品、工藝等進行個性化定制，滿足特殊需求和差異化競爭，并依據(jù)生產(chǎn)計劃與資源狀況動態(tài)調(diào)整，適應(yīng)生產(chǎn)變化。1.4.1定制化的MES解決方案面對快速變化的市場需求，定制化MES系統(tǒng)要具備這些特點：生產(chǎn)調(diào)度與資源配置，迭代升級，多系統(tǒng)集成，用戶界面定制，實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析，運維與優(yōu)化策略1.4.1定制化的MES解決方案2.定制化MES的內(nèi)容MES解決方案需結(jié)合MES產(chǎn)品和定制化服務(wù)。經(jīng)驗豐富的項目經(jīng)理與項目領(lǐng)導溝通并負責實施，可快速引入MES并實現(xiàn)投資回報。定制化MES解決方案包括：專業(yè)實施、MES產(chǎn)品、咨詢與服務(wù)以及全生命周期管理。1.4.1定制化的MES解決方案(1)專業(yè)實施項目MES實施按項目管理流程推進，目標是在預算和時間內(nèi)交付合格的系統(tǒng)。項目形式多樣，包括引進、升級、改版發(fā)布或替換舊系統(tǒng)。項目經(jīng)理負責逐步推進項目，明確任務(wù)、制定計劃、分配職責、確保質(zhì)量、滿足交付期、控制成本和風險。(2)MES產(chǎn)品MES產(chǎn)品包括用于管理和優(yōu)化生產(chǎn)的軟件和硬件組件，需與現(xiàn)有IT環(huán)境（如ERP、HR、QMS）及自動化設(shè)備集成。(3)咨詢與服務(wù)服務(wù)涵蓋從咨詢、實施到系統(tǒng)運行的全過程支持，包括配置、定制開發(fā)和編程，確保系統(tǒng)順利運行。(4)全生命周期管理生產(chǎn)型企業(yè)需不斷調(diào)整MES以適應(yīng)變化，包括生產(chǎn)流程優(yōu)化、新設(shè)備采購和組織調(diào)整。MES軟件提供系統(tǒng)升級咨詢和版本更新等附加服務(wù)，以滿足行業(yè)需求。1.4.1定制化的MES解決方案1.4.2不同制造類型與MES定制1.離散型制造與流程型制造的概念生產(chǎn)制造分成兩種形式:離散型制造和流程型制造。(1)離散型制造的概念離散型制造是將原材料加工成零件，再通過部件組裝和總裝形成成品。生產(chǎn)中，物料按工藝順序離散、間斷地運動，改變形態(tài)和性能，最終形成產(chǎn)品。例如，汽車由車身、座椅、發(fā)動機、輪胎等零件組裝而成，如圖1-23圖1-23離散型制造-汽車與其零部件1.4.2不同制造類型與MES定制1.離散型制造與流程型制造的概念手機的制造也是一種典型的離散型制造，一部手機由電子屏幕、玻璃蓋板、電池、PCB板、攝像頭、散熱器等多個零件組成，如圖1-24。圖1-24離散型制造-手機與其零部件1.4.2不同制造類型與MES定制1.離散型制造與流程型制造的概念(2)流程型制造的概念離散型制造是將原材料加工成零件，通過部件組裝和總裝形成成品的生產(chǎn)方式。生產(chǎn)中物料按工藝順序離散運動，改變形態(tài)和性能，最終形成產(chǎn)品。例如，可口可樂的生產(chǎn)就屬于流程制造，如圖1-25。將糖、碳酸水和香料等原料按固定配方注入生產(chǎn)線，經(jīng)過設(shè)備加工和包裝，得到最終產(chǎn)品。圖1-25流程型制造-飲料與灌裝線1.4.2不同制造類型與MES定制2.離散型制造與流程型制造的特點(1)離散型制造的特點離散型制造產(chǎn)品由多個零部件組裝而成，結(jié)構(gòu)復雜、技術(shù)難度大。例如，二級齒輪箱需設(shè)計40多個零部件和上百個公差配合參數(shù)。原材料需求量大、種類多，如5種鋼材（HT200、Q235、40Cr、45、08F）和20余種標準件。生產(chǎn)中，少量單件與大批量生產(chǎn)混合，管理難度大。離散制造生產(chǎn)工藝路線長，協(xié)作關(guān)系復雜，管理復雜，如圖1-26所示。離散型制造的生產(chǎn)任務(wù)通常被分解為多個加工或裝配環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)只需占用企業(yè)部分能力和資源。圖1-26離散制造的工藝路線1.4.2不同制造類型與MES定制2.離散型制造與流程型制造的特點流程型制造原料變化頻繁，生產(chǎn)過程連續(xù)且復雜，易因工序問題影響全生產(chǎn)線和質(zhì)量。其特點包括：連續(xù)生產(chǎn)、自動化程度高、質(zhì)量控制嚴格、能源和資源密集。離散型制造和流程型制造是兩種截然不同的生產(chǎn)方式，它們各自具有獨特的特點和管理方式。下面通過一個表格來詳細對比離散型制造與流程型制造的不同之處，見表1-2。表1-2離散型制造與流程型制造特點對比序號要素離散型制造流程型制造1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)生產(chǎn)僅改變物料的形狀和組合基于BOM的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理產(chǎn)品，分解為多種物料，并定義產(chǎn)品與這些物料之間的確切數(shù)量關(guān)系以配方為核心進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理基于配方和工藝結(jié)構(gòu)管理產(chǎn)品，原料之間數(shù)量關(guān)系可能因多種因素（如環(huán)境條件和工藝參數(shù)）而變化，不是固定不變的。2生產(chǎn)流程可實現(xiàn)并行、異步生產(chǎn)可通過緩沖區(qū)或庫存等方式調(diào)節(jié)設(shè)備間生產(chǎn)能力的差異，使生產(chǎn)流程能夠并行、異步進行可實現(xiàn)同步、串行生產(chǎn)為便于產(chǎn)品加工和輸送，設(shè)備間一般通過管道等相互銜接，按照串行方式在物理上形成固定的生產(chǎn)路徑，設(shè)備間同步要求較高3自動化水平通常采用多品種、小批量生產(chǎn)方式生產(chǎn)設(shè)備按工藝需求布置產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率主要依賴員工技能，整體自動化程度不高，自動化主要集中在單元級別。生產(chǎn)特點是品種固定、批量大工藝流程往往按照產(chǎn)品進行布置生產(chǎn)線大多是自動化的，車間生產(chǎn)人員的主要工作是管理、監(jiān)視和設(shè)備檢修1.4.2不同制造類型與MES定制表1-2離散型制造與流程型制造特點對比4設(shè)備功能設(shè)備功能冗余度大單臺設(shè)備故障對整個產(chǎn)線的影響相對較小，但設(shè)備功能冗余增加了生產(chǎn)調(diào)度的復雜性設(shè)備功能冗余度低生產(chǎn)過程中的以串行方式連接，一旦發(fā)生故障對生產(chǎn)影響大，因此要求具有對設(shè)備故障的預防和診斷能力5生產(chǎn)控制制造過程主要通過物理加工控制量相對獨立，設(shè)備控制參數(shù)不受物料物性影響，設(shè)備間相對獨立，生產(chǎn)過程中的設(shè)備控制相對簡單生產(chǎn)過程主要通過化學變化實現(xiàn)控制量之間相互耦合，主要控制量為溫度、壓力、流量等，不同生產(chǎn)場景的控制參數(shù)往往不同，因此對流程中各個變量的控制至關(guān)重要6資源管理資源管理復雜每個工序操作都可能涉及不同的物料、設(shè)備、工具及文檔等資源，資源的管理和協(xié)調(diào)比較復雜資源管理相對簡單產(chǎn)品和物料種類及工藝流程比較固定，但對安全和污染以及能耗的控制要求高1.4.2不同制造類型與MES定制1.4.2不同制造類型與MES定制3.離散型與流程型MES的定制MES系統(tǒng)根據(jù)流程型和離散型生產(chǎn)的特點提供定制化解決方案。在離散制造中，MES側(cè)重于單個產(chǎn)品的質(zhì)量控制、追溯和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控分析，以優(yōu)化生產(chǎn)過程；在流程制造中，MES更注重整體生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制、設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，以確保生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。流程制造依賴設(shè)備和工藝的穩(wěn)定性，而離散制造更強調(diào)生產(chǎn)管理，通過精細管控實現(xiàn)精益化庫存和提升生產(chǎn)效率與市場響應(yīng)能力。1.4.2不同制造類型與MES定制簡而言之，離散制造中“管理”是提升效益的核心手段。從這個意義上講，MES對于離散型生產(chǎn)企業(yè)的作用更加明顯。表1-3列出了離散型與流程型MES的功能對比，并列出了一些差異化的MES定制功能。序號功能離散型MES流程型MES1過程管理與控制通過對流程的離散事件動態(tài)監(jiān)控，自動糾正生產(chǎn)操作或提供決策支持,以實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度要求;在出現(xiàn)意外或生產(chǎn)進程偏離調(diào)度太遠時，及時報警相關(guān)人員，使其采取相應(yīng)的措施。功能舉例:現(xiàn)場管理、安燈系統(tǒng)\防錯漏裝管理與數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量管理、底層控制系統(tǒng)進行實時通信;以控制層的基礎(chǔ)控制能力為基礎(chǔ)，提供各種控制算法，實時監(jiān)控生產(chǎn)動態(tài)過程,按調(diào)度要求安全、穩(wěn)定地進行;提供對生產(chǎn)失控或出現(xiàn)故障的實時報警，并能采取相應(yīng)的緊急措施。功能舉例:操作管理、物料平衡、巡檢管理2生產(chǎn)調(diào)度與任務(wù)分配根據(jù)工廠設(shè)備實際加工、傳輸、存儲能力的變化，制訂并優(yōu)化生產(chǎn)的具體流程及各設(shè)備的詳細操作順序;為了提高生產(chǎn)柔性，生產(chǎn)任務(wù)根據(jù)生產(chǎn)執(zhí)行具體情況、設(shè)備狀況，結(jié)合資源配置和管理進行現(xiàn)場動態(tài)分配,因而一般分為2個模塊功能舉例:作業(yè)排序、工序調(diào)度、動態(tài)調(diào)度根據(jù)生產(chǎn)計劃、綜合流程實際能力、物料與能源供應(yīng)、預防維護及切換代價等因素,制定生產(chǎn)的具體班次安排、生產(chǎn)進度安排等。由于產(chǎn)品的生產(chǎn)周期長、切換較少，以及流程設(shè)備幾余小，所以各任務(wù)的加工設(shè)備往往在調(diào)度時已確定功能舉例:計劃排產(chǎn)、操作調(diào)度、綜合生產(chǎn)指標優(yōu)化3資源配置與狀態(tài)提供各種資源的實時狀態(tài)，與任務(wù)分配緊密協(xié)調(diào)，為各生產(chǎn)單元配置工具、設(shè)備、物料、文檔等資源,保證各操作按調(diào)度要求準備和執(zhí)行。功能舉例:機床管理、工裝管理、刀具管理由于生產(chǎn)存在波動變化特性，為了保證生產(chǎn)連續(xù)、順利地進行,這一功能一般包含于流程管理與控制中。功能舉例:裝置管理、儲運系統(tǒng)管理、資產(chǎn)管理、檢測儀器管理、燃料管理4物料管理管理原材料、在制品、零部件、工具、輔料等物料的配送、緩沖與儲存,建立每種物料完整的族系圖。功能舉例:在制品管理、配送管理齊套性管理通過跟蹤物料在工廠的流動和轉(zhuǎn)化情況,識別并立即準確回答任何質(zhì)量問題。功能舉例:物流跟蹤、物料平衡、收率管理、化工輔料管理、配方管理表1-2離散型制造與流程型制造特點對比1.4.2不同制造類型與MES定制5質(zhì)量管理跟蹤產(chǎn)品原料、各加工部件的設(shè)備操作人員、批次等,為產(chǎn)品的使用、改進設(shè)計及質(zhì)量管理提供依據(jù);根據(jù)檢測結(jié)果確定產(chǎn)品問題，提供相應(yīng)的決策支持功能舉例:質(zhì)量定義、缺陷管控、在制品跟蹤與追溯、統(tǒng)計過程控制(SPC)將直接或間接質(zhì)量檢測及分析結(jié)果實時反饋到相應(yīng)的模塊，保證產(chǎn)品符合行業(yè)標準和客戶要求，跟蹤產(chǎn)品原料的相關(guān)信息、生產(chǎn)控制參數(shù)和配方、質(zhì)量檢測結(jié)果及相關(guān)的批次、編號和數(shù)量等功能舉例:質(zhì)量指標管理、制程檢驗、批次追蹤、實驗室信息管理系統(tǒng)(LIMS)6維護管理管理和指導設(shè)備、工具的維護活動，確保其可用性功能舉例:維修保養(yǎng)、備件管理、設(shè)備OEE分析管理和指導設(shè)備、工具的維護活動;根據(jù)采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行故障分析和診斷功能舉例:故障診斷管理、日常維修管理、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測7文檔管理管理產(chǎn)品的設(shè)計、操作流程、工藝說明等;根據(jù)任務(wù)分配,為生產(chǎn)單元提供相應(yīng)的程序和信息等功能舉例:BOM管理、NC文件管理、作業(yè)指導書管理產(chǎn)品的配方、工藝流程、控制參數(shù)、相關(guān)行業(yè)標準、污染控制標準等。功能舉例:配方管理、規(guī)范管理、標準管理、安全管理8數(shù)據(jù)采集獲取各種操作、設(shè)備、物料、產(chǎn)品等數(shù)據(jù)，并匯總成其他模塊/系統(tǒng)、管理者所需信息。功能舉例:RFID數(shù)據(jù)采集、條碼掃描數(shù)據(jù)采集及時為其他模塊提供所需數(shù)據(jù)，從工廠層實時地獲取數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)校正及格式轉(zhuǎn)換等處理。功能舉例:OPC數(shù)據(jù)采集9性能分析通過資源利用率、資源可用性、產(chǎn)品生產(chǎn)周期等當前性能與參考性能的對比,作出相應(yīng)的評估;通過模擬仿真為生產(chǎn)調(diào)度提供參考。功能舉例:生產(chǎn)績效管理、統(tǒng)計分析對產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)、能源耗費、設(shè)備的使用情況進行綜合評估;依據(jù)獲取的數(shù)據(jù)建立、修正生產(chǎn)模型,使其真實有效地反映實際生產(chǎn)過程，通過模擬分析改善控制效果。功能舉例:裝置KPI、能耗分析、成本分析表1-2離散型制造與流程型制造特點對比1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制1.各個行業(yè)的制造活動特點離散型制造和流程型制造雖是兩種主要生產(chǎn)模式，但并非絕對劃分。許多企業(yè)會采用混合型生產(chǎn)方式，結(jié)合兩者特點。例如，制藥廠可能先進行化學合成（流程型），再進行膠囊填充（離散型）。在生產(chǎn)規(guī)模上，企業(yè)可能根據(jù)批量大小靈活選擇模式生產(chǎn)以優(yōu)化成本和效率；在供應(yīng)鏈整合中，企業(yè)也可能同時采用兩種生產(chǎn)模式以滿足不同客戶需求。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制如圖1-27展現(xiàn)了各個行業(yè)（石化、制藥、汽車、機械加工）在實際生產(chǎn)中，流程型與離散型制造的覆蓋比例。圖1-27各個行業(yè)中流程型與離散型制造的占比1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制不同行業(yè)在生產(chǎn)管理上有不同需求和挑戰(zhàn)。例如，汽車行業(yè)注重自動化、復雜生產(chǎn)過程和定制化；電子行業(yè)側(cè)重精細化生產(chǎn)、快速響應(yīng)市場和產(chǎn)品生命周期管理；食品飲料行業(yè)強調(diào)質(zhì)量安全、合規(guī)性和追溯性。MES系統(tǒng)通過模塊化和可配置功能，可滿足不同行業(yè)的特定需求。例如，醫(yī)藥行業(yè)可集成質(zhì)量管理模塊實現(xiàn)藥品追溯；重工業(yè)可集成能源管理模塊降低能耗；食品加工行業(yè)可集成HACCP模塊確保食品安全；半導體行業(yè)可集成環(huán)境監(jiān)測傳感器監(jiān)控生產(chǎn)環(huán)境。MES系統(tǒng)的定制化開發(fā)對企業(yè)的數(shù)字化生產(chǎn)至關(guān)重要，能幫助企業(yè)根據(jù)自身需求構(gòu)建系統(tǒng)，提升競爭力。(1)機械制造行業(yè)機械制造行業(yè)是典型的離散制造業(yè)，生產(chǎn)過程包括原材料加工、部件裝配和總裝，涉及多種技術(shù)和裝備，甚至跨地區(qū)工廠。其MES系統(tǒng)應(yīng)用特點如下：1.生產(chǎn)計劃復雜，需考慮人員、物料、設(shè)備等因素，且要應(yīng)對內(nèi)外部變動。2.需實時監(jiān)控和維護生產(chǎn)設(shè)備，避免異常和損失。3.零部件多、工藝復雜，需有效管理物料配送、在制品流轉(zhuǎn)，減少積壓。4.車間單據(jù)繁多（如派工單、圖紙等），多為紙質(zhì)傳遞，導致信息反饋慢、效率低。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制(2)紡織品制造行業(yè)紡織制造行業(yè)結(jié)合了離散型和流程型制造的特點，其MES系統(tǒng)應(yīng)用特點如下：訂單多樣性：紡織產(chǎn)品設(shè)計變化多，訂單高度定制化，MES需靈活處理不同訂單。小批量生產(chǎn)：除了大規(guī)模生產(chǎn)，還需小批量生產(chǎn)以滿足定制化需求，如高級定制服裝和限量版產(chǎn)品。生產(chǎn)方式混合：布料染色和后整理（如染色、漂洗、烘干）為流程型制造，而服裝裁剪和縫制為離散型制造。質(zhì)量跟蹤與控制：布料和材料需全程追蹤，以確保質(zhì)量。生產(chǎn)中常見瑕疵（如紗線不均、染色不均、污點）需通過MES系統(tǒng)進行修復（如補經(jīng)、補緯），并繼續(xù)監(jiān)控質(zhì)量。人力資源密集：盡管自動化程度提高，但紡織行業(yè)仍需較多人工操作，MES需支持人員管理。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制(3)電子制造行業(yè)電子制造行業(yè)是典型的離散型制造行業(yè)，主要生產(chǎn)集成電路、PCB、電子設(shè)備等單獨可區(qū)分的產(chǎn)品。其MES系統(tǒng)應(yīng)用特點如下：訂單多樣性：產(chǎn)品種類多、更新快，訂單量可能不大，MES需高度靈活，快速適應(yīng)新產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)。質(zhì)量管理與追溯：電子產(chǎn)品需經(jīng)過功能測試、壓力測試、環(huán)境測試等，MES需建立完整追溯體系，以便快速定位和響應(yīng)出廠測試問題。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制供應(yīng)鏈與庫房管理：依賴全球供應(yīng)鏈，MES需與供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)集成，有效管理復雜物料庫存，避免過?；蚨倘?。物料種類與清單繁多：物料種類繁多（如電子元件、機械部件、包裝材料等），物料清單復雜，MES需管理好物料清單，確保生產(chǎn)時使用正確材料，并在產(chǎn)品設(shè)計變更時快速更新清單和調(diào)整生產(chǎn)計劃。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制(4)汽車制造行業(yè)汽車制造行業(yè)是典型的離散型制造，MES系統(tǒng)需具備以下特點：高度自動化集成：MES需與焊接機器人、裝配機械手、AGV等設(shè)備無縫集成，確保生產(chǎn)連續(xù)性和效率。復雜生產(chǎn)管理：MES需管理復雜的裝配指令和工藝路線，跟蹤零件和子裝配的進度與狀態(tài)。嚴格質(zhì)量控制與追溯：汽車行業(yè)對質(zhì)量要求極高，MES需提供全面質(zhì)量控制功能，支持檢測、故障分析和產(chǎn)品追溯。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制供應(yīng)鏈與物料管理：MES需與供應(yīng)鏈系統(tǒng)集成，確保物料及時供應(yīng)，支持JIT和物料拉動策略，減少庫存成本。靈活生產(chǎn)調(diào)度：MES需支持快速調(diào)整生產(chǎn)計劃，實現(xiàn)多車型混線生產(chǎn)和定制化生產(chǎn)，以適應(yīng)市場變化和客戶需求。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制(5)食品、飲料制造行業(yè)食品和飲料加工行業(yè)是流程型制造的典型代表，MES系統(tǒng)需滿足以下生產(chǎn)特點：連續(xù)生產(chǎn)：生產(chǎn)線不間斷運行，確保效率和產(chǎn)品質(zhì)量。精確配方控制：產(chǎn)品依賴精確原料配比，MES需準確控制配方。高自動化水平：自動化生產(chǎn)線可快速處理大量原料，精確控制溫度、壓力等參數(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量一致性和可靠性。嚴格衛(wèi)生要求：生產(chǎn)環(huán)境需保持高度清潔，確保食品安全。質(zhì)量管理與追溯：產(chǎn)品有明確保質(zhì)期，生產(chǎn)和包裝需嚴格控制時間，MES需對每批產(chǎn)品進行跟蹤，便于質(zhì)量控制和產(chǎn)品召回。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制(6)藥品制造行業(yè)制藥行業(yè)是特殊制造業(yè)，必須嚴格遵守GMP、FDA等法規(guī)。MES系統(tǒng)需滿足以下生產(chǎn)特點：配方為核心：生產(chǎn)以配方為基礎(chǔ)，通常是間歇性、小批量生產(chǎn)。嚴格的質(zhì)量標準：對工藝、設(shè)備、環(huán)境和人員等都有嚴格管控要求。復雜工藝：工藝復雜，即使在相同環(huán)境下也難以保證結(jié)果一致。嚴格的過程記錄：生產(chǎn)記錄必須真實、完整、可追溯。嚴密監(jiān)控：生產(chǎn)過程需嚴格監(jiān)控，確保各階段質(zhì)量合格，不受環(huán)境或人為因素影響。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制(7)鋼鐵冶金制造行業(yè)鋼鐵冶金行業(yè)是典型的流程型制造行業(yè)，MES系統(tǒng)需滿足以下生產(chǎn)特點：連續(xù)生產(chǎn)流程：鋼鐵生產(chǎn)涉及高溫熔煉，生產(chǎn)線需24小時連續(xù)運行。復雜制造工藝：從煉鐵到軋制成型的工藝步驟連續(xù)且復雜，需精確控制成分和配方，確保產(chǎn)品性能。高自動化水平：由于生產(chǎn)連續(xù)性強，MES需支持高自動化，實現(xiàn)24小時不間斷生產(chǎn)。嚴苛生產(chǎn)環(huán)境：存在高溫、高壓和有害氣體，MES需監(jiān)控污染排放和能源消耗，優(yōu)化成本。嚴格質(zhì)量管理：MES需追蹤每爐鋼鐵的質(zhì)量，確保產(chǎn)品符合標準。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制(8)石油、化工制造行業(yè)石油和化工制造行業(yè)是典型的流程型制造行業(yè)，MES系統(tǒng)需滿足以下生產(chǎn)特點：不間斷生產(chǎn)流程：MES需管理連續(xù)的生產(chǎn)過程。精確控制：MES需精確控制化學反應(yīng)和配方。自動化與安全：通過自動化技術(shù)提升操作效率和安全標準。質(zhì)量與環(huán)保：確保產(chǎn)品質(zhì)量符合行業(yè)規(guī)范，生產(chǎn)活動符合環(huán)保法規(guī)。能源與維護：監(jiān)控能源使用，規(guī)劃預防性設(shè)備維護。可追溯性與供應(yīng)鏈整合：實現(xiàn)產(chǎn)品批次可追溯性，與供應(yīng)鏈無縫整合。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制2.不同行業(yè)對MES功能定制不同行業(yè)因生產(chǎn)特性、工藝流程、質(zhì)量標準和業(yè)務(wù)模式不同，對MES功能需求也不同。例如，電子制造側(cè)重過程控制和良率管理，食品飲料行業(yè)則關(guān)注配方管理和追蹤追溯。因此，MES需定制化開發(fā)以滿足特定行業(yè)的生產(chǎn)管理要求。1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制以下是不同行業(yè)生產(chǎn)特點以及行業(yè)應(yīng)用中MES定制功能，見表1-4：序號行業(yè)名稱生產(chǎn)特點MES功能定制1機械制造典型的離散生產(chǎn)方式工藝路線復雜，精細化的工藝與工序管理多品種、小批量的生產(chǎn)訂單車間現(xiàn)場單據(jù)繁多全面的質(zhì)量追溯與控制MES功能定制需滿足以下需求：詳細工藝路線管理：MES需精確定義機械加工零件的加工步驟和工藝參數(shù)。訂單管理：MES需靈活處理多品種、小批量訂單。設(shè)備和工具管理：MES需跟蹤機床和工具的使用壽命、維護周期和更換時間。集成CAD/CAM系統(tǒng)：MES需與CAD/CAM系統(tǒng)集成，以支持機械加工的數(shù)字化流程。2紡織品制造典型的離散生產(chǎn)方式靈活的生產(chǎn)計劃與調(diào)度系統(tǒng)精細化的質(zhì)量管理與追溯體系工藝管理：標準化染色、整理等工藝流程，管理印花花型庫。計劃管理：控制染整、布卷、織造、織軸計劃。質(zhì)量管理：登記布匹瑕疵點，根據(jù)疵點類型計算補經(jīng)長度。3電子制造高度靈活的生產(chǎn)計劃與排程精細化的質(zhì)量控制與追溯高度集成的信息系統(tǒng)與自動化控制BOM多版本管理：追蹤和管理不同版本的BOM，確保生產(chǎn)使用正確物料和組件。拋料率分析：計算因質(zhì)量問題廢棄的產(chǎn)品數(shù)量與總生產(chǎn)數(shù)量的比例，用于質(zhì)量控制。上料防錯：在生產(chǎn)線上料時采取措施防止錯誤發(fā)生，提升質(zhì)量控制水平。表1-4不同行業(yè)應(yīng)用中的MES功能定制1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制4汽車制造以離散型生產(chǎn)方式為主，噴涂產(chǎn)線采用流程型生產(chǎn)高度自動化與機器人集成復雜的生產(chǎn)和裝配管理支持JIT（準時制生產(chǎn)）和物料拉動策略嚴格的質(zhì)量控制和追溯性汽車制造中，MES系統(tǒng)需具備以下功能：裝配線管理：有效管理復雜裝配線，確保裝配順暢。追蹤追溯：對部件和整車進行追蹤，滿足安全和合規(guī)要求。涂裝管理：精確控制涂裝參數(shù)。焊接管理：集成焊接監(jiān)控功能，確保焊接質(zhì)量。VIN管理：管理車輛識別碼（VIN）的分配和跟蹤。5食品、飲料制造以流程型生產(chǎn)方式為主嚴格的質(zhì)量追溯與批次管理靈活的配方管理與生產(chǎn)過程控制高效的庫存管理與物流協(xié)同保質(zhì)期和批次跟蹤：跟蹤產(chǎn)品生產(chǎn)日期、到期日期和批次號，確保新鮮度。配方管理：執(zhí)行嚴格配方要求，確保產(chǎn)品口味和質(zhì)量一致。追蹤追溯：滿足食品安全法規(guī)，提供完整的生產(chǎn)和分銷過程追溯功能。6藥品制造以流程型生產(chǎn)方式為主滿足GMP、FDA等相關(guān)法規(guī)嚴格的質(zhì)量追溯與合規(guī)性管理靈活的批次管理與配方控制智能化的生產(chǎn)調(diào)度與數(shù)據(jù)采集處方管理：包括處方設(shè)計、設(shè)計檢查和處方生命周期管理。庫房管理：精確管理藥品有效期，優(yōu)化物流，避免混批和交叉污染。批次管理：支持產(chǎn)品數(shù)據(jù)查詢和追溯，滿足召回要求。數(shù)據(jù)采集管理：實時采集生產(chǎn)過程中的工藝設(shè)備和能源設(shè)備數(shù)據(jù)。表1-4不同行業(yè)應(yīng)用中的MES功能定制1.4.3不同制造行業(yè)與MES定制表1-4不同行業(yè)應(yīng)用中的MES功能定制7鋼鐵冶金制造典型的流程型生產(chǎn)方式，不間斷連續(xù)生產(chǎn)高效的生產(chǎn)計劃與調(diào)度系統(tǒng)全面的質(zhì)量控制與追溯體系高能耗行業(yè)，降低能耗爐況管理：需要集成高爐和轉(zhuǎn)爐的爐況況監(jiān)控和管理能源管理：以優(yōu)化能源消耗，降低成本連續(xù)生產(chǎn)過程控制：能夠?qū)崟r監(jiān)控和控制高爐、轉(zhuǎn)爐、連鑄機等關(guān)鍵設(shè)備的運行狀態(tài)安全管理：生產(chǎn)過程中存在高溫、高壓等安全風險，安全管理以確保生產(chǎn)安全8石油、化工制造典型的流程型生產(chǎn)方式，不間斷連續(xù)生產(chǎn)高度集成的生產(chǎn)過程監(jiān)控與實時數(shù)據(jù)分析精細化的物料與能源管理強大的安全與環(huán)保管理功能過程控制集成：對生產(chǎn)過程通常涉及到復雜的化學反應(yīng)和物理過程的精確控制安全監(jiān)控：石油化工行業(yè)對安全的要求極高，如可燃氣體檢測、火焰檢測、緊急停機（ESD）和有毒氣體監(jiān)測能源管理：以優(yōu)化能源消耗，降低成本物料平衡和追蹤：石油化工生產(chǎn)過程中確保物料的準確計量和追蹤本章介紹了MES在數(shù)字化工廠中的關(guān)鍵角色，作為神經(jīng)中樞，它將ERP等上層系統(tǒng)的決策轉(zhuǎn)化為具體生產(chǎn)指令并監(jiān)督執(zhí)行，通過實時監(jiān)控生產(chǎn)流程和資源狀態(tài)，為管理層提供決策支持，確保生產(chǎn)透明性和高效性。MES的核心功能包括資源分配與監(jiān)控、操作調(diào)度、生產(chǎn)分派、文檔管理、數(shù)據(jù)采集、勞動力管理、質(zhì)量管理、過程管理、維護管理、產(chǎn)品跟蹤、性能分析和物料管理等12個方面，這些功能共同實現(xiàn)生產(chǎn)流程的精細化管理，優(yōu)化資源配置，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。【本章小結(jié)】MES具有靈活性和可定制性，適應(yīng)不同制造類型：在離散型制造中，注重單個產(chǎn)品質(zhì)量和追溯性，管理復雜工藝和生產(chǎn)計劃；在流程型制造中，關(guān)注整體生產(chǎn)流程的穩(wěn)定性和連續(xù)性，精確控制設(shè)備和工藝參數(shù)。此外，MES還能根據(jù)不同行業(yè)特點定制功能，如汽車行業(yè)的裝配線管理、食品飲料行業(yè)的配方管理和追蹤追溯、制藥行業(yè)的合規(guī)性管理等?？偨Y(jié)來說，MES在數(shù)字化工廠中至關(guān)重要，它提升了生產(chǎn)管理的智能化水平，通過定制化服務(wù)滿足不同制造類型和行業(yè)的特殊需求，是推動制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)?！颈菊滦〗Y(jié)】謝謝觀看

制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實施與應(yīng)用第2章MES的系統(tǒng)架構(gòu)與信息集成【學習目標】1.了解MES的技術(shù)架構(gòu)，包括C/S和B/S結(jié)構(gòu)，以及它們?nèi)绾沃С諱ES的功能；2.掌握MES信息集成的概念和意義；3.了解MES與其他軟件系統(tǒng)的信息集成內(nèi)容和方式；【重點和難點】重點：1.MES的C/S和B/S兩種常見軟件架構(gòu)；2.MES信息集成的定義3.MES與ERP、PLM、WMS、QMS和APS等系統(tǒng)的信息集成內(nèi)容；2.1MES的系統(tǒng)架構(gòu)難點：1.學生需要理解復雜的MES系統(tǒng)架構(gòu)，每種架構(gòu)都有其特定的應(yīng)用場景和技術(shù)要求，理解并掌握這些不同架構(gòu)的特點和適用性；2.學生需要理解MES與其他系統(tǒng)（如ERP、PLM、WMS、QMS、APS）之間的功能差異，并掌握它們?nèi)绾卫眯畔⒓蓢@生產(chǎn)管理進行協(xié)作；【職業(yè)素養(yǎng)】1.了解MES在生產(chǎn)管理中的重要作用，培養(yǎng)學生對工作的責任心和敬業(yè)精神2.認識到MES系統(tǒng)涉及多個部門和系統(tǒng)的協(xié)同工作，培養(yǎng)學生在團隊中的協(xié)作精神和溝通能力；3.鼓勵學生關(guān)注信息技術(shù)與制造技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)持續(xù)學習和自我提升的職業(yè)素養(yǎng)。2.1MES的系統(tǒng)架構(gòu)MES是一套復雜的IT軟件系統(tǒng)，其架構(gòu)對系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、部署和維護至關(guān)重要。好的MES架構(gòu)應(yīng)具備開放性、可定制、可配置、可擴展和易于集成等特點，以快速適應(yīng)業(yè)務(wù)變化。常見的MES架構(gòu)包括C/S、B/S、SOA、微服務(wù)和云平臺等，本節(jié)主要介紹C/S和B/S架構(gòu)。2.1.1基于C/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)C/S（Client/Server，客戶端/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)是一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用結(jié)構(gòu)，它將應(yīng)用程序分為客戶端和服務(wù)端兩個部分，其硬件部署如圖2-1所示。圖2-1C/S結(jié)構(gòu)示意圖1.C/S結(jié)構(gòu)的概念2.1.1基于C/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)客戶端是用戶直接交互的界面，用于展示數(shù)據(jù)和接收用戶輸入。它負責處理用戶界面邏輯、數(shù)據(jù)展示和輸入驗證?？蛻舳丝梢允亲烂鎽?yīng)用程序、移動應(yīng)用程序或網(wǎng)頁應(yīng)用程序（通過瀏覽器訪問）。例如，MicrosoftOffice套件和VisualStudio都是典型的客戶端軟件。2.1.1基于C/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)服務(wù)器端（又稱后端）負責處理業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)存儲、計算和任務(wù)調(diào)度等。服務(wù)器通常包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器和文件服務(wù)器等。服務(wù)器端為客戶端提供服務(wù)，響應(yīng)客戶端的請求，并返回處理結(jié)果。服務(wù)器通常采用高性能的PC、工作站或小型機，并采用大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如Oracle、Sybase、Informix或SQLServer。2.基于C/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)隨著業(yè)務(wù)增長和性能需求提升，傳統(tǒng)的二層C/S結(jié)構(gòu)已不足以滿足新環(huán)境下的需求，被三層C/S結(jié)構(gòu)取代。三層C/S結(jié)構(gòu)在客戶端和數(shù)據(jù)庫之間增加了一個應(yīng)用服務(wù)器來處理復雜業(yè)務(wù)邏輯，這使得系統(tǒng)在安全性和維護性方面有所提升。圖2-2三層C/S結(jié)構(gòu)示意圖2.1.1基于C/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)基于C/S結(jié)構(gòu)MES系統(tǒng)采用可配置和可快速重構(gòu)的模塊化設(shè)計理念，其軟件層次見圖2-3，分為系統(tǒng)表示層、業(yè)務(wù)流程與邏輯層和數(shù)據(jù)存儲層。接下來介紹每個層的具體實現(xiàn)原理和功能。圖2-3C/S結(jié)構(gòu)下的MES軟件層次框圖2.1.1基于C/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)(1)系統(tǒng)表示層C/S結(jié)構(gòu)中的系統(tǒng)表示層由操作界面組成，涵蓋系統(tǒng)管理、生產(chǎn)控制和用戶管理等界面，負責管理生產(chǎn)線狀態(tài)和系統(tǒng)維護等信息。這些界面設(shè)計清晰直觀，便于用戶快速找到所需功能。圖2-4基于C/S結(jié)構(gòu)的MES客戶端界面2.1.1基于C/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)2.1.1基于C/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)(2)業(yè)務(wù)流程與邏輯層業(yè)務(wù)流程與邏輯層分為兩部分：業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)邏輯。業(yè)務(wù)流程接收用戶輸入，處理后傳遞給業(yè)務(wù)邏輯層，設(shè)計時考慮生產(chǎn)對象、資源和環(huán)境等因素，形成系統(tǒng)管理和生產(chǎn)控制等模塊。業(yè)務(wù)邏輯層實現(xiàn)生產(chǎn)管理功能，包括功能模塊、組件和信息交互服務(wù)。信息交互服務(wù)通過工業(yè)通訊協(xié)議和API與物理資源層及通訊層交換數(shù)據(jù)；組件服務(wù)提供基礎(chǔ)組件，支持用戶開發(fā)自定義功能模塊；功能模塊服務(wù)包含通用、可選和用戶定義模塊，滿足企業(yè)定制需求。2.1.1基于C/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)(3)數(shù)據(jù)存儲層這一層由關(guān)系數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫、第三方應(yīng)用服務(wù)器、用戶定制資源和物理資源層數(shù)據(jù)組成。關(guān)系數(shù)據(jù)庫（如Oracle、MySQL）存儲生產(chǎn)訂單、設(shè)備狀態(tài)、物料等信息。物理資源層包含生產(chǎn)設(shè)備和數(shù)據(jù)采集設(shè)備（如條形碼讀寫器、嵌入式采集終端、RFID讀寫器），通過自動識別技術(shù)獲取信息。用戶定制資源包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和行業(yè)知識庫，支持車間人員訪問、下載或上傳生產(chǎn)資料，發(fā)布生產(chǎn)信息。2.1.1基于C/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)3.基于C/S結(jié)構(gòu)的MES特點C/S結(jié)構(gòu)的MES系統(tǒng)有以下優(yōu)勢：1.用戶界面友好，交互性強。2.響應(yīng)速度快，提高生產(chǎn)效率。3.安全性高，保護數(shù)據(jù)安全。4.數(shù)據(jù)處理能力強，提升系統(tǒng)性能。這些特點使其在制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，尤其是在需要高性能、高安全性的場景。但C/S結(jié)構(gòu)也要考慮客戶端的維護成本和跨平臺兼容性。2.1.2基于B/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)1.B/S結(jié)構(gòu)的概念B/S架構(gòu)是一種基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用架構(gòu)，用戶通過瀏覽器訪問服務(wù)器，服務(wù)器處理業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)存儲。用戶在瀏覽器操作，服務(wù)器查詢數(shù)據(jù)庫并返回結(jié)果。這種架構(gòu)利用Web技術(shù)，用戶無需安裝軟件，便于維護和升級。圖2-5B/S結(jié)構(gòu)示意圖2.1.2基于B/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)2.基于B/S結(jié)構(gòu)的MES系統(tǒng)架構(gòu)B/S結(jié)構(gòu)是典型的3層結(jié)構(gòu)，包括表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層。各層相互獨立，便于開發(fā)和維護，修改一層對其他層影響小。業(yè)務(wù)邏輯層可配置不同組件，形成定制功能模塊。接下來將詳細介紹各層的工作原理和功能。圖2-6B/S結(jié)構(gòu)下的MES軟件層次框圖(1)第一層表示層B/S結(jié)構(gòu)利用Web技術(shù)（如HTTP和HTML）實現(xiàn)數(shù)據(jù)展示、界面交互和用戶操作?？蛻舳耸菫g覽器，負責處理用戶請求。表示層涵蓋生產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量管理等界面，以及電子看板和信息大屏等設(shè)備界面。圖2-7展示了MES功能頁面的Web界面。2.1.2基于B/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)圖2-7基于Web的MES功能頁面(2)第二層業(yè)務(wù)邏輯層由Web服務(wù)器處理表示層發(fā)送過來的用戶請求，負責的業(yè)務(wù)邏輯的處理。在應(yīng)用邏輯層，MES系統(tǒng)的功能組件以軟構(gòu)件的形式集成在系統(tǒng)框架中，并通過應(yīng)用服務(wù)器對外提供MES應(yīng)用服務(wù)。2.1.2基于B/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)2.1.2基于B/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)(3)第三層數(shù)據(jù)層與C/S結(jié)構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器一樣，包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫和用戶自定義數(shù)據(jù)等。這樣做的主要目的是為了保證與C/S端數(shù)據(jù)的一致性和易維護性。3.基于B/S結(jié)構(gòu)的MES系統(tǒng)的特點B/S結(jié)構(gòu)的MES系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：1.集中管理，用戶通過瀏覽器訪問，減少客戶端軟件需求。2.硬件成本低，因為客戶端只需瀏覽器。3.維護和升級方便，更新在服務(wù)器端進行，用戶自動獲得新功能。4.跨平臺，支持不同操作系統(tǒng)和設(shè)備。5.易于與其他系統(tǒng)集成，促進信息共享。6.支持多種設(shè)備接入，提升工作效率。7.支持外網(wǎng)訪問，便于遠程和分布式操作。B/S結(jié)構(gòu)的MES系統(tǒng)通過這些特點，為制造企業(yè)提供了一個高效、靈活且易于維護的管理平臺。2.1.2基于B/S結(jié)構(gòu)的MES架構(gòu)謝謝觀看

制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實施與應(yīng)用MES是生產(chǎn)管理軟件，能實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、過程控制、數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量管理等功能。但它不能覆蓋所有業(yè)務(wù)需求，如財務(wù)和人力資源管理。企業(yè)需用多種專業(yè)軟件來滿足不同業(yè)務(wù)需求，這些軟件間的信息交互對實現(xiàn)數(shù)據(jù)和流程協(xié)同至關(guān)重要。通過MES集成，企業(yè)能構(gòu)建靈活、高效的生產(chǎn)管理環(huán)境，優(yōu)化資源分配，提升運營效率和競爭力。2.2.1信息集成的概念與意義2.2.1信息集成的概念與意義在軟件開發(fā)與應(yīng)用中，信息集成（InformationIntegration）是指將來自不同來源、不同格式、不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)或信息，通過一定的技術(shù)和方法整合到一起，形成一個統(tǒng)一的、協(xié)調(diào)的、易于訪問和使用的信息資源的過程。信息集成的目標是提高數(shù)據(jù)的一致性、可用性和互操作性，以便用戶和應(yīng)用程序能夠更有效地使用這些數(shù)據(jù)。1.信息集成的概念2.2.1信息集成的概念與意義MES的信息集成主要是為了實現(xiàn)生產(chǎn)過程的高效管理和優(yōu)化，是現(xiàn)代制造企業(yè)高效、精準、靈活生產(chǎn)的重要手段。其意義體現(xiàn)在如下方面：2.信息集成的意義(1)提升生產(chǎn)效率與響應(yīng)速度通過MES與ERP、倉庫管理等系統(tǒng)的集成，企業(yè)可實時獲取生產(chǎn)計劃、物料需求和庫存狀態(tài)，精準調(diào)配資源，減少浪費。同時，集成后的MES能快速響應(yīng)市場變化和客戶需求，靈活調(diào)整生產(chǎn)計劃，縮短產(chǎn)品上市時間。2.2.1信息集成的概念與意義(2)確保數(shù)據(jù)一致性與準確性信息集成可避免數(shù)據(jù)孤島。MES與ERP、倉庫管理等系統(tǒng)集成后，數(shù)據(jù)實時共享同步，消除重復錄入和不一致問題，且系統(tǒng)自動校驗修正數(shù)據(jù)，減少人為錯誤，提升數(shù)據(jù)準確性和可靠性。(3)加強質(zhì)量控制與追溯信息集成優(yōu)化了全程質(zhì)量控制。MES與質(zhì)量管理系統(tǒng)集成后，從原材料到成品的每個環(huán)節(jié)都得到有效監(jiān)控，確保產(chǎn)品質(zhì)量。同時，系統(tǒng)記錄生產(chǎn)批次、日期和人員等信息，增強追溯能力，便于快速定位質(zhì)量問題。2.2.1信息集成的概念與意義(4)促進跨部門協(xié)作與信息共享信息集成打破部門壁壘，實現(xiàn)人力資源、銷售、生產(chǎn)等部門信息無縫對接與共享，提升決策效率。系統(tǒng)實時提供生產(chǎn)、成本、質(zhì)量等數(shù)據(jù)，為管理層提供全面準確的決策支持。(5)推動智能制造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型信息集成是實現(xiàn)生產(chǎn)自動化和智能化的關(guān)鍵。MES與PLC、機器人等自動化設(shè)備集成，可自動下發(fā)生產(chǎn)指令、實時收集和分析數(shù)據(jù)，推動生產(chǎn)自動化與智能化。同時，信息集成也是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心，助力企業(yè)構(gòu)建數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的生產(chǎn)體系，增強競爭力。2.2.2MES信息集成的內(nèi)容企業(yè)資源計劃（ERP）是制造公司數(shù)字化經(jīng)營的核心，負責決策任務(wù)和整個管理方案及物資分配的計算。ERP系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于其集成性，能將企業(yè)的各部門和功能領(lǐng)域（如財務(wù)、人力資源、供應(yīng)鏈、生產(chǎn)、銷售等）整合在一個統(tǒng)一平臺上。1.與MES進行信息集成的軟件(1)軟件介紹圖2-8企業(yè)資源計劃（ERP）軟件2.2.2MES信息集成的內(nèi)容產(chǎn)品生命周期管理（PLM）系統(tǒng)管理產(chǎn)品從設(shè)計到維護的所有數(shù)據(jù)，如CAD圖紙、物料清單（BOM）和變更記錄。這些數(shù)據(jù)對產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和維護至關(guān)重要，PLM確保數(shù)據(jù)的準確性、一致性和可追溯性。PLM提供一個集中平臺，讓不同部門和地區(qū)的團隊能夠?qū)崟r共享和訪問產(chǎn)品數(shù)據(jù)，涵蓋設(shè)計、工程、制造、采購、銷售和售后服務(wù)等。1.與MES進行信息集成的軟件圖2-9產(chǎn)品生命周期管理（PLM）軟件2.2.2MES信息集成的內(nèi)容倉庫管理系統(tǒng)（WarehouseManagementSystem，WMS）是一種專門用于優(yōu)化倉庫或配送中心運營的軟件應(yīng)用，如圖2-10所示。WMS通過精確控制和監(jiān)控倉庫內(nèi)的操作流程，幫助企業(yè)提高倉庫管理的效率和準確性。1.與MES進行信息集成的軟件圖2-10倉庫管理系統(tǒng)（WMS）軟件2.2.2MES信息集成的內(nèi)容質(zhì)量管理系統(tǒng)（QMS）是組織內(nèi)部用于管理和控制質(zhì)量活動的體系，目的是確保產(chǎn)品或服務(wù)滿足既定標準和客戶需求。QMS包括文件、程序和流程，規(guī)范質(zhì)量管理活動，確保質(zhì)量的一致性、可追溯性和持續(xù)改進。1.與MES進行信息集成的軟件圖2-11質(zhì)量管理系統(tǒng)（QMS）軟件2.2.2MES信息集成的內(nèi)容高級計劃與排程系統(tǒng)（APS）是一種基于優(yōu)化的生產(chǎn)排產(chǎn)軟件，用于制定車間作業(yè)計劃。它利用智能算法和優(yōu)化技術(shù)自動生成詳細的生產(chǎn)計劃和設(shè)備排程，幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)資源配置。1.與MES進行信息集成的軟件圖2-12稱高級計劃與排程系統(tǒng)（APS）軟件2.2.2MES信息集成的內(nèi)容人力資源管理系統(tǒng)，MES與其集成以統(tǒng)計人力資源的分配和績效管理。1.與MES進行信息集成的軟件2.2.2MES信息集成的內(nèi)容通過學習“與MES集成的軟件”，我們了解了ERP、PLM、WMS、QMS等軟件的基本功能。現(xiàn)在思考一下，MES與這些軟件在生產(chǎn)管理中是否有功能相似或重疊的地方？答案是ERP、WMS、QMS、APS這些軟件與MES各有分工，功能互補。接下來將介紹MES與這些軟件在生產(chǎn)管理中的特征區(qū)別。1.與MES進行信息集成的軟件(2)各個軟件與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別企業(yè)引入ERP和MES系統(tǒng)的順序因需求而異：先引入ERP：很多企業(yè)先引入ERP系統(tǒng)，用于管理財務(wù)、人力資源、供應(yīng)鏈和庫存等核心業(yè)務(wù)流程。當需要進一步優(yōu)化生產(chǎn)過程時，再引入MES系統(tǒng)。先引入MES：在一些對生產(chǎn)過程控制要求較高的制造型企業(yè)，可能會先引入MES系統(tǒng)，專注于生產(chǎn)車間的實時管理（如生產(chǎn)調(diào)度、工藝管理、設(shè)備監(jiān)控、質(zhì)量控制等）。隨著企業(yè)規(guī)模擴大和業(yè)務(wù)多元化，再引入ERP系統(tǒng)以實現(xiàn)更廣泛的資源管理和企業(yè)運營。以下整理了ERP與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別，見表2-1。1)ERP與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別2.2.2MES信息集成的內(nèi)容1)ERP與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別維度ERPMES功能定位面向計劃層面，進行企業(yè)的整體運營和資源調(diào)度，觀測訂單總量、庫存水平、財務(wù)報表等，是MES的上游面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層，解決生產(chǎn)資源的協(xié)調(diào)以及生產(chǎn)過程中的問題用戶群體服務(wù)于企業(yè)的中高層服務(wù)于生產(chǎn)現(xiàn)場的管理人員、設(shè)備操作員流程驅(qū)動方式由銷售訂單驅(qū)動業(yè)務(wù)流程由在制品狀態(tài)和位置來驅(qū)動生產(chǎn)流程生產(chǎn)計劃視角宏觀角度，關(guān)注較長的時間尺度，如年度計劃或月度計劃微觀角度，詳細到每個工序、每臺機器的詳細計劃進度管理側(cè)重于成品的進度，即最終產(chǎn)品的生產(chǎn)和交付計劃側(cè)重于追蹤特定工序、設(shè)備或操作員的工作進度和效率表2-1ERP與MES的區(qū)別2.2.2MES信息集成的內(nèi)容表中區(qū)別的內(nèi)容解析如下：a.流程驅(qū)動方式：ERP系統(tǒng)通過銷售訂單、采購訂單和庫存記錄來規(guī)劃企業(yè)資源，驅(qū)動計劃和運營流程。它根據(jù)銷售訂單生成主生產(chǎn)計劃（MPS），進而產(chǎn)生物料需求計劃（MRP），詳細規(guī)劃生產(chǎn)的產(chǎn)品種類、數(shù)量和時間，并計算所需原材料和部件。MES系統(tǒng)則跟蹤在制品的狀態(tài)和位置，專注于生產(chǎn)工序和流轉(zhuǎn)過程，實時監(jiān)控和調(diào)整生產(chǎn)進度，確保工序順利進行。1)ERP與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別2.2.2MES信息集成的內(nèi)容b.生產(chǎn)計劃視角：ERP系統(tǒng)從宏觀角度制定生產(chǎn)計劃，關(guān)注年度或月度等較長時間尺度，計劃主要按時間軸安排，排程細化到周計劃時，會考慮產(chǎn)品、生產(chǎn)線等因素，屬于二維安排，用于分配任務(wù)和監(jiān)控進度。MES系統(tǒng)則關(guān)注微觀層面的日常生產(chǎn)活動，日計劃詳細到每個工序、每臺機器或工作中心，并實時跟蹤生產(chǎn)過程，確保工序按時完成，監(jiān)控設(shè)備使用情況。1)ERP與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別2.2.2MES信息集成的內(nèi)容c.進度管理：ERP系統(tǒng)管理產(chǎn)品全生命周期的成品進度，側(cè)重于宏觀的生產(chǎn)和交付計劃。MES系統(tǒng)則聚焦于生產(chǎn)執(zhí)行，詳細監(jiān)控車間作業(yè)，跟蹤每個步驟，確保按時完成并符合質(zhì)量標準，具體到機器、人員等。兩者互補，ERP提供宏觀計劃和監(jiān)控，MES提供微觀執(zhí)行和控制，幫助企業(yè)協(xié)調(diào)生產(chǎn)、優(yōu)化資源分配、提高響應(yīng)速度。1)ERP與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別2.2.2MES信息集成的內(nèi)容MES包含倉庫管理功能，用于管理生產(chǎn)物料的存儲和流轉(zhuǎn)，并能監(jiān)控物料從出庫到工位的全過程。但其功能不如專業(yè)WMS系統(tǒng)強大，WMS提供更全面、精細的倉庫和物流管理。以下是WMS與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別，見表2-2。2)WMS系統(tǒng)與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別2.2.2MES信息集成的內(nèi)容維度WMSMES功能定位提高整個倉庫運營效率，降低庫存成本與生產(chǎn)密切相關(guān)的物料臨時存儲和流轉(zhuǎn)應(yīng)用范圍適用于倉庫內(nèi)物流運作和優(yōu)化適用于車間的生產(chǎn)過程的物料管理、運作用戶群體倉庫管理員生產(chǎn)現(xiàn)場的管理人員數(shù)據(jù)處理處理倉庫內(nèi)的物流數(shù)據(jù)和庫存數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)線上的各種數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行實時分析和反饋系統(tǒng)集成與運輸管理系統(tǒng)（TMS）等其他供應(yīng)鏈系統(tǒng)集成與PLM（產(chǎn)品生命周期管理）、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）等程序等集成表2-2WMS與MES的區(qū)別2.2.2MES信息集成的內(nèi)容MES和QMS功能不同：MES管理生產(chǎn)過程，記錄質(zhì)量事件，用于追溯，但分析功能弱；QMS負責質(zhì)量數(shù)據(jù)收集、分析和改進，提供詳細記錄和追溯，確保產(chǎn)品符合客戶和國家標準。以下是QMS與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別，見表2-3。3)QMS系統(tǒng)與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別2.2.2MES信息集成的內(nèi)容表2-3QMS與MES的區(qū)別維度QMSMES功能定位制定、實施、維護和持續(xù)改進質(zhì)量目標；生產(chǎn)執(zhí)行過程中的質(zhì)量控制和質(zhì)量數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控應(yīng)用范圍適用于已經(jīng)銷售的產(chǎn)品的質(zhì)量記錄和追溯制造過程中的在制品質(zhì)量追溯，用戶群體質(zhì)量管理員生產(chǎn)現(xiàn)場的管理人員質(zhì)量分析具備六西格瑪功能，輸出詳細的質(zhì)量分析報告，預測未來的質(zhì)量趨勢和風險分析短時內(nèi)的生產(chǎn)批次的質(zhì)量，輸出簡易的質(zhì)量報告，2.2.2MES信息集成的內(nèi)容MES包含基礎(chǔ)生產(chǎn)排產(chǎn)功能，如簡單作業(yè)計劃和人員、設(shè)備派工，但不如專業(yè)的APS系統(tǒng)強大。APS具有靈活動態(tài)的調(diào)度能力，用于優(yōu)化生產(chǎn)流程和資源分配。在大型制造企業(yè)中，MES和APS通常分開使用：MES專注于生產(chǎn)執(zhí)行，提供實時監(jiān)控和管理（如訂單、物料、工藝、質(zhì)量、設(shè)備維護等）；APS專注于宏觀的生產(chǎn)計劃和排程。以下是APS與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別，見表2-4。4)APS系統(tǒng)與MES在生產(chǎn)管理活動中的區(qū)別2.2.2MES信息集成的內(nèi)容表2-4APS與MES的區(qū)別維度APSMES功能定位APS作為獨立的生產(chǎn)計劃模塊，成為ERP的補充；專注于生產(chǎn)計劃的優(yōu)化和排程,解決多工序、多資源的優(yōu)化調(diào)度問題進行排產(chǎn)，但不如APS系統(tǒng)那樣專注于優(yōu)化，更多是執(zhí)行和監(jiān)控排產(chǎn)計劃應(yīng)用范圍適合于生產(chǎn)規(guī)模較大、產(chǎn)品種類繁多、生產(chǎn)流程復雜的業(yè)務(wù)從小型到大型的各種規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)施，關(guān)鍵在于提供生產(chǎn)過程的透明度和控制能力用戶群體服務(wù)于生產(chǎn)計劃人員，APS系統(tǒng)通常在生產(chǎn)計劃階段介入服務(wù)于生產(chǎn)線工人、生產(chǎn)管理人員等數(shù)據(jù)處理關(guān)注的是中長期的生產(chǎn)計劃和資源調(diào)度，而不是生產(chǎn)過程中的實時監(jiān)控實時性是其核心特征之一，它通過實時數(shù)采集據(jù)，對數(shù)據(jù)進行實時分析和反饋系統(tǒng)集成主要與MES系統(tǒng)集成，接收MES提供的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進行排程優(yōu)化可以接收APS制定的詳細生產(chǎn)計劃，并在車間層面執(zhí)行這些計劃2.2.2MES信息集成的內(nèi)容2.2.2MES信息集成的內(nèi)容MES的信息集成主要涉及以下幾個方面：1.數(shù)據(jù)共享：MES與ERP通過接口實時共享數(shù)據(jù)，MES接收ERP的生產(chǎn)計劃并反饋進度。2.生產(chǎn)計劃協(xié)同：MES根據(jù)ERP訂單信息生成工單，監(jiān)控進度并調(diào)整計劃。3.供應(yīng)鏈協(xié)同：MES與SCM集成，根據(jù)供應(yīng)商信息安排生產(chǎn)和物料準備，確保生產(chǎn)連續(xù)性。4.產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化：MES與PLM集成，獲取設(shè)計數(shù)據(jù)和變更信息，反饋生產(chǎn)數(shù)據(jù)以優(yōu)化設(shè)計和生產(chǎn)。2.信息集成的內(nèi)容(1)信息集成與協(xié)同優(yōu)化2.2.2MES信息集成的內(nèi)容5.質(zhì)量管理優(yōu)化：MES與QMS集成，實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的實時采集和分析，提升產(chǎn)品質(zhì)量。6.生產(chǎn)設(shè)備維護管理優(yōu)化：MES與維護管理系統(tǒng)集成，協(xié)同計劃設(shè)備維護，減少停機時間。總結(jié)，MES的信息與ERP、產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)(PLM)、質(zhì)量管理系統(tǒng)(QMS)、倉庫管理系統(tǒng)(WMS)以及PLC等進行交互，讓基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)保持致，實現(xiàn)數(shù)據(jù)充分共享，如圖2-13所示。2.信息集成的內(nèi)容(1)信息集成與協(xié)同優(yōu)化圖2-13MES與其他軟件的信息集成與協(xié)同優(yōu)化2.2.2MES信息集成的內(nèi)容ERP與MES的信息集成對生產(chǎn)管理至關(guān)重要。ERP系統(tǒng)提供總體生產(chǎn)計劃給MES，MES監(jiān)控生產(chǎn)步驟并反饋實際狀況給ERP，以便實時調(diào)整和優(yōu)化。這種集成還能精確計算生產(chǎn)成本，包括材料、人工和制造費用，幫助企業(yè)控制成本和提升效益。具體集成內(nèi)容詳見下表。2.信息集成的內(nèi)容(2)ERP系統(tǒng)與MES的信息集成發(fā)送方接受方信息內(nèi)容ERPMES主生產(chǎn)計劃、物料信息MESERP生產(chǎn)進度信息、生產(chǎn)用料、出入庫信息2.2.2MES信息集成的內(nèi)容2.2.2MES信息集成的內(nèi)容ERP系統(tǒng)制定年度或月度宏觀生產(chǎn)計劃并推送給MES系統(tǒng)。MES根據(jù)計劃進行微觀任務(wù)分解和排產(chǎn)，詳細到每個工序和機器。MES實時更新生產(chǎn)進度并反饋給ERP，幫助ERP更準確地管理訂單交付時間和數(shù)量。1)生產(chǎn)計劃與進度信息2.2.2MES信息集成的內(nèi)容2)物料信息ERP系統(tǒng)中的物料信息（編碼、名稱、規(guī)格、屬性）同步到MES系統(tǒng)，確保信息一致。MES實時更新物料使用和庫存狀態(tài)并反饋給ERP，ERP據(jù)此調(diào)整采購和庫存策略，降低庫存成本，避免短缺。2.2.2MES信息集成的內(nèi)容MES系統(tǒng)接收到入庫指令時，將入庫信息傳遞給ERP系統(tǒng)進行庫存增加和財務(wù)記賬；出庫動作在MES系統(tǒng)中執(zhí)行后，同步至ERP系統(tǒng)以更新庫存并觸發(fā)財務(wù)處理。集成兩者可以減少庫存成本和避免物料短缺。3)出入庫信息2.2.2MES信息集成的內(nèi)容4)生產(chǎn)用料MES系統(tǒng)監(jiān)控生產(chǎn)線上物料的消耗情況，記錄用料數(shù)據(jù)，并將實時數(shù)據(jù)傳遞至ERP系統(tǒng)，ERP系統(tǒng)據(jù)此更新物料成本并核算在制品成本。(3)PLM系統(tǒng)與MES的信息集成MES與PLM系統(tǒng)集成可以協(xié)同優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程。PLM向MES發(fā)送設(shè)計數(shù)據(jù)和變更信息，MES將變更執(zhí)行結(jié)果反饋給PLM，確保設(shè)計數(shù)據(jù)準確且最新。MES通過收集和分析生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，提出工藝改進建議，反饋給PLM，幫助持續(xù)改進產(chǎn)品設(shè)計和制造過程。PLM系統(tǒng)與MES信息集成內(nèi)容見表2-6。發(fā)送方接受方信息內(nèi)容PLMMES工藝路線、工藝參數(shù)、產(chǎn)品圖紙、物料清單、作業(yè)指導書、文件變更通知MESPLM工程變更執(zhí)行結(jié)果、工藝改進的建議表2-6PLM與MES信息交互內(nèi)容2.2.2MES信息集成的內(nèi)容2.2.2MES信息集成的內(nèi)容產(chǎn)品信息包括產(chǎn)品圖紙和物料清單等，這些是生產(chǎn)制造過程中確保產(chǎn)品規(guī)格和材料需求準確無誤的基礎(chǔ)文檔。1)產(chǎn)品信息2)工藝信息及文件變更通知工藝路線是生產(chǎn)流程的藍圖，工藝參數(shù)是保障質(zhì)量和效率的關(guān)鍵指標，作業(yè)指導書是操作人員的任務(wù)指南。車間通常以紙質(zhì)或電子形式下達，文件更新需及時通知相關(guān)部門和人員。2.2.2MES信息集成的內(nèi)容工程變更（EngineeringChange）是在產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)或制造過程中，對產(chǎn)品或生產(chǎn)過程的修改、改進或更新，通常由研發(fā)部門向生產(chǎn)或質(zhì)量部門提出。它可能涉及產(chǎn)品規(guī)格、材料、設(shè)計、制造工藝、測試方法、質(zhì)量標準等。工程變更執(zhí)行結(jié)果（EngineeringChangeOrder,ECO）是指實施工程變更后，對產(chǎn)品或生產(chǎn)過程產(chǎn)生的具體影響和結(jié)果。3)工程變更執(zhí)行結(jié)果(4)WMS系統(tǒng)與MES的信息集成MES與WMS集成能確保生產(chǎn)物料及時供應(yīng)和庫存實時跟蹤，幫助企業(yè)避免物料短缺或過剩，減少生產(chǎn)中斷和庫存積壓。具體集成內(nèi)容詳見表2-7。表2-7WMS與MES信息交互內(nèi)容發(fā)送方接受方信息內(nèi)容WMSMES庫存數(shù)據(jù)、物料出庫與入庫信息MESWMS生產(chǎn)計劃與物料需求雙向物料追溯與批次管理、物料異常與預警信息2.2.2MES信息集成的內(nèi)容2.2.2MES信息集成的內(nèi)容WMS系統(tǒng)實時更新庫存數(shù)據(jù)（如物料種類、數(shù)量、位置、狀態(tài)等）并發(fā)送給MES系統(tǒng)，MES系統(tǒng)據(jù)此調(diào)整生產(chǎn)計劃，確保物料供應(yīng)。1)庫存數(shù)據(jù)MES系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)訂單和產(chǎn)能制定生產(chǎn)計劃及物料需求計劃，并將這些信息發(fā)送給WMS系統(tǒng)。WMS系統(tǒng)據(jù)此提前準備和調(diào)度庫存，確保物料及時供應(yīng)。2)生產(chǎn)計劃與物料需求2.2.2MES信息集成的內(nèi)容WMS和MES系統(tǒng)協(xié)同支持物料追溯和批次管理。MES系統(tǒng)記錄生產(chǎn)過程中的物料使用和批次信息，WMS系統(tǒng)記錄物料出入庫批次信息，通過集成實現(xiàn)物料全程追溯，保障產(chǎn)品質(zhì)量和合規(guī)性。3)物料追溯與批次管理MES系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)物料短缺或質(zhì)量問題會通知WMS系統(tǒng)，WMS系統(tǒng)調(diào)整庫存策略或預警；WMS系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)庫存異常（如過期、損壞）也會通知MES系統(tǒng)，以便生產(chǎn)部門采取措施。4)生產(chǎn)計劃與物料需求(5)QMS系統(tǒng)與MES的信息集成QMS與MES的信息集成是雙向的，涵蓋質(zhì)量標準、檢驗計劃、數(shù)據(jù)和反饋。這種集成實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控和質(zhì)量控制。具體交互內(nèi)容詳見表2-8。表2-8QMS與MES信息交互內(nèi)容發(fā)送方接受方信息內(nèi)容QMSMES質(zhì)量標準和檢驗計劃、質(zhì)量反饋和調(diào)整指令MESQMS追溯信息2.2.2MES信息集成的內(nèi)容2.2.2MES信息集成的內(nèi)容QMS系統(tǒng)制定質(zhì)量標準和檢驗計劃并發(fā)送給MES系統(tǒng)，MES系統(tǒng)在生產(chǎn)前導入并遵循這些標準和計劃。1)質(zhì)量標準和檢驗計劃QMS和MES系統(tǒng)協(xié)同支持產(chǎn)品追溯，可快速定位質(zhì)量問題源頭、追蹤問題批次并采取措施。2)追溯信息與問題追蹤2.2.2MES信息集成的內(nèi)容當QMS系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)客戶投訴或潛在風險時，會生成報告和調(diào)整指令發(fā)給MES。MES根據(jù)這些信息調(diào)整生產(chǎn)計劃，可能包括停產(chǎn)或優(yōu)化排程，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。3)質(zhì)量反饋與調(diào)整指令(6)APS系統(tǒng)與MES的信息交互APS系統(tǒng)與ME