MES的定義
定義一（AMR定義）
在AMR的INTECHl994年5月號上，對MES的概念表述如下：“MES是在公司的整個資源按其經(jīng)營目標進行管理時，為公司提供實現(xiàn)執(zhí)行目標的執(zhí)行手段，通過實時數(shù)據(jù)庫連接基本信息系統(tǒng)的理論數(shù)據(jù)和工廠的實際數(shù)據(jù)，并提供業(yè)務計劃系統(tǒng)與制造控制系統(tǒng)之間的通信功能?！?BR> 因此，MES不只是工廠的單一信息系統(tǒng)，而是橫向之間、縱向之間、系統(tǒng)之間集成的系統(tǒng)，即所謂經(jīng)營系統(tǒng)，對于SCP、ERP、CRM、數(shù)據(jù)倉庫等近年被關(guān)注的各種企業(yè)信息系統(tǒng)來說，只要包含工廠這個對象，就離不了MES。歸結(jié)起來，MES可以概括為一個宗旨——制造怎樣執(zhí)行，兩個核心數(shù)據(jù)庫——實時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫，兩個通信接口——與控制層接口和與業(yè)務計劃層接口，四個重點功能——生產(chǎn)管理、工藝管理、過程管理和質(zhì)量管理等。
定義二（MESA定義）
國際制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會（Manufacturing Execution System Association，MESA）對MES的定義是“MES能通過信息的傳遞，對從訂單下達開始到產(chǎn)品完成的整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程進行優(yōu)化的管理，對工廠發(fā)生的實時事件，及時作出相應的反應和報告，并用當前準確的數(shù)據(jù)對進行相應的指導和處理?！?BR> 從定義中可以看出，MES具有如下特征：
● MES在整個企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下，是生產(chǎn)活動與管理活動信息溝通的橋梁。MES對企業(yè)生產(chǎn)計劃進行“再計劃”，“指令”生產(chǎn)設備“協(xié)同”或“同步“動作，對產(chǎn)品生產(chǎn)過程進行及時的響應，使用當前確的數(shù)據(jù)對生產(chǎn)過程進行及時調(diào)整、更改或干預等處理。
● MES采用雙向直接的通訊，在整個企業(yè)的產(chǎn)品供需鏈中，即向生產(chǎn)過程人員傳達企業(yè)的期望（計劃），又向有關(guān)的部門提供產(chǎn)品制造過程狀態(tài)的信息反饋。MES采集從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過程的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，目的在于優(yōu)化管理活動。它強調(diào)是當前視角，即精確的實時數(shù)據(jù)。
● MES是圍繞企業(yè)生產(chǎn)這一為企業(yè)直接帶來效益的價值增值過程進行的，MES強調(diào)控制和協(xié)調(diào)。
MES的產(chǎn)生
隨著MRP、ERP等工具和管理理念在我國的逐步推廣和深入，我國制造業(yè)企業(yè)的信息化意識逐漸加強。隨著企業(yè)信息化建設的不斷深入，ERP、SCM、CRM、EIP、PDM等林林總總的信息化管理軟件，逐漸為眾多的管理者所接受，并開始廣泛應用于企業(yè)管理中，企業(yè)也因此取得了一定的管理效益。但是，目前我國ERP整體的應用效果并不理想，這是因為還有一個重要的環(huán)節(jié)被忽略了：上述管理系統(tǒng)主要是對企業(yè)的管理數(shù)據(jù)進行處理和運算，主要應用在計劃、預測、分析等方面，對企業(yè)生產(chǎn)過程的主體——生產(chǎn)現(xiàn)場管理卻沒有涉及到。
生產(chǎn)現(xiàn)場作為制造企業(yè)的物化中心，它不僅是制造計劃的具體執(zhí)行者，也是制造信息的反饋者，更是大量制造實時信息的集散地，因此生產(chǎn)現(xiàn)場的資源管理、物流控制和信息集成是企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要一環(huán)，生產(chǎn)現(xiàn)場的管理與控制系統(tǒng)的敏捷性在一定程度上決定著整個企業(yè)的敏捷性。
然而，目前在多數(shù)企業(yè)中，從ERP中得出的生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)現(xiàn)場之間的信息傳遞，是依賴“手工作業(yè)”的，即人工將生產(chǎn)現(xiàn)場的信息輸入到上層系統(tǒng)中。因此，在計劃層和生產(chǎn)現(xiàn)場的過程控制層之間，存在一個信息流通上的斷層。這就使得許多管理效益無形中打了折扣。
一個企業(yè)的良性運營是使“計劃”與“生產(chǎn)”密切配合，在最短的時間內(nèi)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的變化，是保證計劃合理而快速修正的關(guān)鍵。為此，企業(yè)的計劃層與生產(chǎn)控制層之間需要“直通車”，使計劃與生產(chǎn)現(xiàn)場可以實時互動，也就是要消除計劃和執(zhí)行之間的斷層。
到底如何消除計劃與現(xiàn)場控制之間的斷層？
美國的權(quán)威機構(gòu)先進制造研究中心AMR（Advanced Manufacturing Research）于1992年提出了三層的企業(yè)集成模型，將企業(yè)分為三個層次：計劃層（MRPII/ERP），執(zhí)行層（MES），控制層（Control）。
計劃層強調(diào)企業(yè)的計劃，它以客戶定單和市場需求為計劃源，充分利用企業(yè)內(nèi)部的各種資源，降低庫存，提高企業(yè)效益；
控制層強調(diào)設備的控制，如PLC、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、各種計量及檢測儀器、機械手等的控制。
而執(zhí)行層是位于上層的計劃管理系統(tǒng)與工業(yè)控制系統(tǒng)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)行和跟蹤以及所有資源的當前狀況，主要負責生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。MES通過控制包括物料、設備、人員、流程指令和設施在內(nèi)的所有工廠資源來提高制造競爭力，提供了一種系統(tǒng)地在統(tǒng)一平臺上集成諸如質(zhì)量控制、文檔管理、生產(chǎn)調(diào)度等功能的方式。
MES的組成
MES系統(tǒng)是多種生產(chǎn)過程控制和管理功能的軟件集合，MESA（MES國際聯(lián)合會）通過對其成員的大量實踐進行了總結(jié)，歸納了十個主要的功能模塊，如下圖所示：
工序詳細調(diào)度：通過基于有限資源能力的作業(yè)排序和調(diào)度來優(yōu)化車間性能;
資源分配和狀態(tài)管理：指導勞動者、機器、工具和物料如何協(xié)調(diào)地進行生產(chǎn)，并跟蹤其現(xiàn)在的工作狀態(tài)和剛剛完工情況;
生產(chǎn)單元分配：通過生產(chǎn)指令將物料或加工命令送到某一加工單元開始工序或工步的操作;
文檔控制：管理和分發(fā)與產(chǎn)品、工藝規(guī)程、設計或工作令有關(guān)的信息，同時也收集與工作和環(huán)境有關(guān)的標準信息;
產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品清單管理：通過監(jiān)視工件在任意時刻的位置和狀態(tài)來獲取每一個產(chǎn)品的歷史紀錄，該記錄向用戶提供產(chǎn)品組及每個最終產(chǎn)品使用情況的可追溯性;
性能分析：將實際制造過程測定的結(jié)果與過去的歷史記錄和企業(yè)制定的目標以及客戶的要求進行比較，其輸出的報告或在線顯示用以輔助性能的改進和提高;
人力資源管理：提供按分鐘級更新的員工狀態(tài)信息數(shù)據(jù)(工時，出勤等)，基于人員資歷、工作模式、業(yè)務需求的變化來指導人員的工作;
維護管理：通過活動監(jiān)控和指導，保證機器和其它資產(chǎn)設備的正常運轉(zhuǎn)以實現(xiàn)工廠的執(zhí)行目標;
過程管理：基于計劃和實際產(chǎn)品制造活動來指導工廠的工作流程(這一功能實際上也可由生產(chǎn)單元分配和質(zhì)量管理來實現(xiàn));
質(zhì)量管理：根據(jù)工程目標來實時記錄、跟蹤和分析產(chǎn)品和加工過程的質(zhì)量，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量控制和確定生產(chǎn)中需要注意的問題;
數(shù)據(jù)采集：監(jiān)視、收集和組織來自人員、機器和底層控制操作數(shù)據(jù)以及工序和物料信息，這些數(shù)據(jù)可由車間手工錄入或由各種自動方式獲取。
MES與計劃層和控制層之間的關(guān)系
在企業(yè)集成環(huán)境中，MES和上下層系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流如下：
在制定計劃時，ERP使用天、周、月和年的時標（這是一個100x時間系數(shù)），根據(jù)市場預測、客戶訂單及其相關(guān)的其它因素形成企業(yè)的主排程計劃，其中，包括產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃和與之相關(guān)的原料采購計劃等內(nèi)容。ERP形成計劃后，在適當?shù)臅r候向執(zhí)行層的MES系統(tǒng)發(fā)送具體的生產(chǎn)計劃，即向MES發(fā)出“做什么”的指示。
根據(jù)ERP制訂的生產(chǎn)計劃，MES根據(jù)已定義的產(chǎn)品實現(xiàn)細節(jié)形成生產(chǎn)指令，為控制層提供“如何做”的指示。同時，將生產(chǎn)過程的結(jié)果信息反饋給ERP系統(tǒng)。此時，MES使用時標較短（一般為天、班、小時分鐘或秒），并且，其時標與控制層的也不一致，時間系數(shù)為10x。
在此模式中，控制層是實時工作的，它的時標為1x，一般少于1秒，這意味著，控制層將對生產(chǎn)工藝進行實時的控制和調(diào)整，來實現(xiàn)物料、設備、人員和信息的“協(xié)同”，進而獲得理想的產(chǎn)量和質(zhì)量。
從以上過程中可以看出，MES強調(diào)企業(yè)在整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)信息“共享”和生產(chǎn)行為的“協(xié)同”，并借此實現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化。因此：
● MES需要具備與計劃層和控制層保持雙向通信能力，從上層系統(tǒng)接受生產(chǎn)計劃，經(jīng)過分解處理后，向下層系統(tǒng)發(fā)出生產(chǎn)指令；
● 從下層系統(tǒng)接收生產(chǎn)過程現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，對實時事件、實時數(shù)據(jù)進行及時的加工和處理，并向上層系統(tǒng)反饋生產(chǎn)計劃的處理結(jié)果；
● 從本質(zhì)上來講，MES不同于以派工單形式為主的生產(chǎn)管理，不同于以輔助物料流為特征的傳統(tǒng)的車間控制系統(tǒng)，也不同于偏重作業(yè)與設備調(diào)度為主的單元控制器；
● MES更多地被認為是一種新型的生產(chǎn)運作和管理模式，是將制造系統(tǒng)中的生產(chǎn)計劃、進度安排、物料流動、物料跟蹤、過程控制、過程監(jiān)視、質(zhì)量管理、設備維護和信息管理等進行一體化集成，以最終實現(xiàn)制造自動化的制造平臺優(yōu)化策略。
（轉(zhuǎn)載）
