1、生產執(zhí)行系統(tǒng)(MES)入門介紹第1章 概述簡介生產執(zhí)行系統(tǒng)，英文是Manufacturing Execution System， 簡稱MES。 本處采用了中國儀器儀表學會的譯法，也被譯作“制造執(zhí)行系統(tǒng)”。 MES系統(tǒng)處于三層體系結構的中間層，主要面向下面各制造工廠（車間）級，因此工藝特點非常明顯。它根據(jù)ERP系統(tǒng)下達的生產訂單或者長期計劃，通過作業(yè)計劃編制、作業(yè)調度、物料平衡、成本核算、質量管理的過程來組織生產,呈報ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)。MES系統(tǒng)遵從國際MES行業(yè)標準ANSI/ISA-S95，以及制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)規(guī)范SJZ 11362-2006國家標準。具有12項功能，15個模塊，實現(xiàn)了企業(yè)

2、內部生產過程管理的信息化，對提高管理效益、改善管理活動、完善管理考核具有非常重要的意義。通過系統(tǒng)的實施，生產方式實現(xiàn)了五個方面的轉變：1. 生產從被動指揮向實時調度轉變2. 質量從事后抽檢向在線控制轉變3. 資源從被動供應向主動供應轉變4. 成本從事后核算向過程控制轉變5. 管理從粗放型向質量型轉變該方案將辦公自動化的工作流技術引入MES系統(tǒng)，因此MES系統(tǒng)不僅完成傳統(tǒng)的生產監(jiān)控和數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表輸出功能，而且成為生產管理的活動平臺，各種生產管理活動都可以通過該平臺實現(xiàn)在線辦公、在線調度、在線協(xié)調、在線管理，大大提高了生產管理的效率。第2章 系統(tǒng)功能系統(tǒng)從底層數(shù)據(jù)采集開始,到過程監(jiān)測和在線管理,

3、一直到成本相關數(shù)據(jù)管理,構成了完整的生產信息化體系。系統(tǒng)各功能模塊提供了由底層接近于自動化系統(tǒng)的監(jiān)控過程逐漸過渡到成本管理的經營層，可以滿足企業(yè)在信息化生產管理領域不同規(guī)劃階段的要求，在繼承的基礎上實現(xiàn)信息化過程的平穩(wěn)過渡、逐步提高。2.1.1 工廠建模和基礎數(shù)據(jù)設置MES系統(tǒng)平臺的核心是一個工廠建模環(huán)境，它通過類似搭積木的方式將不同的應用功能組合在一起來定義執(zhí)行邏輯。根據(jù)物理模型（實際的設備、區(qū)域、管線等）和邏輯模型（業(yè)務流程），基于國際MES行業(yè)標準ANSI/ISA-S95的工廠模型層次來完成工廠模型的創(chuàng)建，為業(yè)務模塊提供基礎數(shù)據(jù)支撐。2.1.2 生產過程監(jiān)控和生產實績反饋MES系統(tǒng)的生產

4、過程監(jiān)視側重于生產流程和工藝過程之間物料輸送、質量指標的監(jiān)控。它以生產過程的實時數(shù)據(jù)為基礎，利用MES系統(tǒng)的組態(tài)技術，實現(xiàn)對生產車間、動力能源車間、輔料庫、成品庫等生產區(qū)域的生產進度、工藝質量、物料消耗情況進行實時監(jiān)控。生產過程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常時可以按照預先設置做出報警。幫助企業(yè)的生產指揮調度部門進行生產協(xié)調、合理調度，提高生產的快速反應能力。2.1.3 生產管理在生產過程監(jiān)控的基礎上，生產管理就是在生產計劃的指導下，根據(jù)各行業(yè)生產工藝特點組織協(xié)調生產，跟蹤生產過程數(shù)據(jù)，考核各項生產指標。并通過數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化生產過程。實現(xiàn)計劃的編制、跟蹤，生產數(shù)據(jù)的分析以及考核管理等。管理者能夠實時掌握全廠的

5、投入和產出，優(yōu)化決策生產，借此最大可能縮短生產時間，減少失誤，降低手工和重復錄入數(shù)據(jù)的相關成本。主要功能包括生產計劃管理、生產組織、車間考核和人員管理、生產數(shù)據(jù)分析等子系統(tǒng)。2.1.4 設備管理資源追蹤：通過工廠建模實現(xiàn)資源定位，實現(xiàn)設備的使用規(guī)范、安全規(guī)程的信息化管理；實現(xiàn)設備維修、維護管理，建立設備故障維修的操作員申報和維修記錄流程，通過與ERP或資產管理系統(tǒng)的銜接完善設備故障維修和計劃維修記錄，實現(xiàn)設備維修、點檢跟蹤管理；資源優(yōu)化: 設備運行分析，系統(tǒng)使用自動化系統(tǒng)中設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，對設備的開停次數(shù)、凈運行時間、運行負載分布（設備空轉、低負載、正常負載、超負載的累計時長）進行統(tǒng)計，實現(xiàn)

6、生產能力分析、設備故障率分析、設備OEE分析、設備運行記錄統(tǒng)計分析、設備維修統(tǒng)計分析等；2.1.5 設備狀態(tài)監(jiān)控在設備管理基礎上，實現(xiàn)遠程監(jiān)控設備狀態(tài)，包括設備運行狀態(tài)、關鍵參數(shù)變化趨勢、設備安全、潤滑、溫度等，統(tǒng)計設備運行效率、運行成本，計算易損件更換時間等。2.1.6 生產調度和應急指揮系統(tǒng)生產調度的職責是合理組織企業(yè)的生產活動，保證生產計劃的實現(xiàn)。系統(tǒng)根據(jù)來自物料跟蹤系統(tǒng)提供的實時信息，依據(jù)調度規(guī)則或操作人員的判斷，以自動或人機交互的方式執(zhí)行或修正生產作業(yè)計劃，更新并下發(fā)生產指令。應急指揮系統(tǒng)主要作用于發(fā)生事故時，為安全搶險提供應急預案查詢，事故處理專家組、搶險隊伍、等人力資源、應急資源

7、保障以及模擬演練等系統(tǒng)功能。2.1.7 質量管理MES系統(tǒng)根據(jù)質量檢驗標準，實時采集來自生產現(xiàn)場自動化系統(tǒng)的質量數(shù)據(jù)，當發(fā)現(xiàn)生產過程有質量問題時，MES系統(tǒng)產生質量異常報警，生產管理人員根據(jù)質量控制網(wǎng)，找到關鍵工藝環(huán)節(jié)，或者關鍵質量人員，縮減質量問題的分析過程，加快質量異常的處理速度，提高全員質量意識，保證產品質量。MES系統(tǒng)的質量管理功能包括：質量標準管理、過程質量控制、檢測數(shù)據(jù)采集、質量統(tǒng)計分析、質量指標考核等功能。2.1.8 備件管理備件管理主要目標是以最低庫存保證設備維修所需，以最短時間為設備現(xiàn)場提供維修配件，以最正規(guī)的管理提供備件全生命周期跟蹤。系統(tǒng)主要包括以下功能：n 備件需求管理

8、n 備件計劃管理n 備件跟蹤管理n 備件庫存管理n 備件消耗分析2.1.9 物料管理物料跟蹤(過程管理)MES系統(tǒng)可以根據(jù)生產線上采集到的實時生產數(shù)據(jù)，對在制品流動過程進行跟蹤，包括物料移動、物料轉換、物料拆分、物料合并、物料消耗等相關操作。用戶在MES系統(tǒng)可以查詢在制品的位置、數(shù)量等信息。MES系統(tǒng)能夠實現(xiàn)產品后溯和前溯功能。對于最終產品的物料批，可以查詢出使用了哪些批次的原材料、中間物料，以及該物料的數(shù)量和特征。對于原材料的批次，可以查詢到哪些最終產品使用了該批物料。物料管理(區(qū)域管理)區(qū)域管理主要對物料靜態(tài)化的管理，包括原料計劃，原料、成品和料場管理，庫存管理，原料消耗管理等，在選礦生產

9、過程包括廢石管理、尾礦管理、精礦產量管理等。2.1.10 能源管理系統(tǒng)能源管理系統(tǒng)可以實時監(jiān)控生產過程的能源狀況，有效控制能源消耗，便于及時發(fā)現(xiàn)耗能癥結，及時采取節(jié)能措施，及時調度指揮，及時操作，達到最大限度的減少生產能耗，降低生產成本。能源管理主要實現(xiàn)能源信息自動化處理、能源信息表格和圖形化分析、能源信息動態(tài)查詢。2.1.11 成本管理建立以職能部門、作業(yè)區(qū)集中管理為綱，以各主控工序為駐點的縱橫交錯的成本控制網(wǎng)絡；做到成本周核算，周分析；成本日核算，日分析；成本分析不僅僅體現(xiàn)在管理層，將成本分析的職能同時下放到作業(yè)區(qū)，使得掌握生產過程成本第一手資料的操作執(zhí)行層，充分分析成本差異的原因所在。實

10、現(xiàn)全方位的成本數(shù)據(jù)分析管理，對各類成本數(shù)據(jù)提供各類報表、查詢、直觀的進行圖表圖形對比分析，保存歷史數(shù)據(jù)。2.1.12 安全管理安全管理在不同企業(yè)中有不同的側重要求，并采用不同的設備和系統(tǒng)與安全管理軟件系統(tǒng)共同組成一個安全管控網(wǎng)絡，實現(xiàn)安全生產。安全管理系統(tǒng)包括如下一些功能：n 環(huán)保設施檔案管理n 安全隱患管理n 安全考核管理n 事故處理n 安全培訓管理n 放射源管理n 職業(yè)病管理2.1.13 報表系統(tǒng)報表系統(tǒng)是MES各系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)，也是系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口，是數(shù)據(jù)源整合的重要手段，報表涵蓋MES所有的業(yè)務內容，包括排程調度、設備、質量、物料、人員考核、工藝指標等（也包括MES與ERP系統(tǒng)之間的

11、數(shù)據(jù)接口）。數(shù)據(jù)源主要來自MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。通過語義層將數(shù)據(jù)庫字段重組為面向用戶的對象，在此基礎上實現(xiàn)報表功能。2.1.14 外部系統(tǒng)集成MES系統(tǒng)需要與以下系統(tǒng)進行集成。n ERP系統(tǒng)n 生產監(jiān)控系統(tǒng)n 原料庫系統(tǒng)n 輔料庫系統(tǒng)n 成品庫系統(tǒng)n 動力能源監(jiān)控系統(tǒng)2.1.15 系統(tǒng)安全MES系統(tǒng)做為生產管理的主體將承載非常重要的生產組織任務，因此系統(tǒng)的安全和可靠性非常重要。在本系統(tǒng)中主要利用如下功能達到安全可靠的目的： 采用Raid5技術的數(shù)據(jù)冗余存儲n 自動的定期數(shù)據(jù)備份功能n 異地容災系統(tǒng)n 身份認證與權限管理n 高反應速度系統(tǒng)報警提示n 系統(tǒng)日志提供安全記錄n 防火墻和病毒隔離措施第3章

12、 系統(tǒng)特點1. 多方面合理集成：在系統(tǒng)開發(fā)過程中，以工藝流程、生產管理活動和生產管理人員的多方面集成作為優(yōu)先考慮，尤其突出“人”與“生產活動”的集成化、工具化。實現(xiàn)管理和操作人員通過系統(tǒng)結合在一起，互相“面對面”工作交流。這一點是系統(tǒng)成功的重要因素。2. 提高人員工作積極性：人員的積極性是企業(yè)活力的基本動力，因此產品的系統(tǒng)設計都是采用工作流、即時通信、工作效率統(tǒng)計作為基礎。實現(xiàn)各工作環(huán)節(jié)人員逐級監(jiān)督，前后協(xié)調，工作成績透明化，提高各級人員的工作動力。3. 操作經驗不斷累積：通過操作執(zhí)行系統(tǒng)，先進的操作方法和復雜的異常原因判斷都可以通過系統(tǒng)進行固化，形成標準化的、優(yōu)化的設備操作方法和工藝流程控制

13、方法，一方面幫助和簡化生產操作人員的控制活動，另一方面還可以成為一部充滿實踐意義的在線教材，培訓員工。4. 準確完善的數(shù)據(jù)分析：越來越多的企業(yè)重視生產數(shù)據(jù)的采集和整理，但是數(shù)據(jù)利用率卻很低，產品開發(fā)原則就是充分利用每一個數(shù)據(jù)，充分利用數(shù)據(jù)之間的相關性，做出更多的數(shù)據(jù)分析模型，為用戶提供準確的決策支持。5. 強大的工作管理能力：每個人的工作都具有前后連貫性，每一個具體工作都具有時效性，因此要求對以前的工作分類存放、可以通過各種方式查詢，與當前工作進行對比。利用本系統(tǒng)，用戶可以將以前的工作通過附加自定義類別、系統(tǒng)屬性等方式，井井有條地管理工作結果，提供強大的工作結果查詢和數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能。6. 系統(tǒng)架構靈活配置：該系統(tǒng)采用成熟的“基于服務的SOA”企業(yè)軟件設計標準，它具有松耦合、高性能、擴展能力強、平臺化的優(yōu)點，能降低企業(yè)發(fā)展過程中的業(yè)務變化帶來的系統(tǒng)重構風險，是建設大規(guī)模管理系統(tǒng)必不可少的軟件架構形式。第4章 應用行業(yè)MES系統(tǒng)主要面向露天及井下采礦、有色及黑色金屬選礦生產過程以及冶金、水泥、造紙、石化、化工等行業(yè)提供解決方案和實施服務。我公司在實施MES過程中將采用管控一體化思想，在選定的MES系統(tǒng)框架上實施，以ERP、MES、DCS三層結構規(guī)劃系統(tǒng)，采用成熟的軟件平臺技術。這些軟件平臺是我公司經過長期的工程實踐和產品研發(fā)，總結出的高穩(wěn)定性、高靈活性、高通用性的