MES系統(tǒng)介紹

1 MES系統(tǒng)概況介紹

MES系統(tǒng)介紹部分將從系統(tǒng)概況以及北京乾元坤和科技客制化的MES系統(tǒng)兩部分進行闡述，繼而對mes系統(tǒng)需求和發(fā)展趨勢進行介紹。

MES系統(tǒng)即制造執(zhí)行系統(tǒng)，是企業(yè)信息集成的紐帶，企業(yè)實施敏捷制造戰(zhàn)略，實現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本手段。乾元坤和MES系統(tǒng)通過信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理。當工廠發(fā)生實時事件時，MES系統(tǒng)能對此及時做出反應(yīng)、報告，并用當前的準確數(shù)據(jù)對它們進行指導(dǎo)和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使MES系統(tǒng)能夠減少企業(yè)內(nèi)部多余的活動，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)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(chǎn)回報率。乾元坤和MES系統(tǒng)還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品過程追溯的關(guān)鍵信息。

2.乾元坤和MES系統(tǒng)介紹

乾元坤和MES系統(tǒng)是一個用來跟蹤生產(chǎn)進度，庫存情況，工作進度和其它進出車間的操作管理相關(guān)的信息流。

乾元坤和MES系統(tǒng)在企業(yè)信息化建設(shè)中具有承上啟下的作用，是系統(tǒng)集成中的信息樞紐，不僅強調(diào)信息時效性，還加強與其他管理系統(tǒng)進行無縫的同步交互，目前已與ERP、生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、物料清單管理、庫存管理、工藝流程、生產(chǎn)計劃等完整的集成方案，只需配置，即可實現(xiàn)系統(tǒng)信息一體化。

3.MES系統(tǒng)市場需求

隨著工業(yè)4.0時代的迅猛發(fā)展，作為工業(yè)軟件的核心系統(tǒng)，MES系統(tǒng)市場需求也以40%左右的復(fù)合增長速度迎來廣闊的市場空間，從應(yīng)用領(lǐng)域分析，我國MES系統(tǒng)應(yīng)用需求主要集中在汽車、電子通信、石油化工、冶金礦業(yè)和煙草等領(lǐng)域。

1.MES是數(shù)字化工廠的信息樞紐

數(shù)字工廠包括包括三個維度，即工程技術(shù)、生產(chǎn)和供應(yīng)鏈等角度。生產(chǎn)是工廠所有活動的核心，能夠?qū)崟r反映各個環(huán)節(jié)活動和數(shù)據(jù)交換，而對應(yīng)的管理軟件，如早期的CAx系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)或ERP系統(tǒng)均圍繞生產(chǎn)孤立的運行。數(shù)字化工廠需要將所有的維度集合起來滿足產(chǎn)品生產(chǎn)集成化管理，MES系統(tǒng)便是承接上下層信息交互的樞紐，是工業(yè)軟件的核心。

2.MES系統(tǒng)四代產(chǎn)品更替加速

在發(fā)展歷程中，MES系統(tǒng)功能的完善促使MES系統(tǒng)四代產(chǎn)品更替周期縮短，第一代MES系統(tǒng)功能單一，主要是是按照工業(yè)待定要求應(yīng)用;第二、三代MES產(chǎn)品融合了多種其他應(yīng)用軟件功能;第四代MES產(chǎn)品已是基于指標、數(shù)據(jù)、約束的實時性、柔性、敏捷性的智能制造系統(tǒng)，能夠滿足不同行業(yè)對MES系統(tǒng)的差異性需求。

從國內(nèi)目前MES應(yīng)用來看，流程型MES應(yīng)用更廣泛，離散型MES應(yīng)用剛剛開始，但隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展，離散型MES應(yīng)用也會迎來“井噴式”擴展。

3.MES系統(tǒng)未來市場需求廣泛

MES軟件未來市場需求廣泛，復(fù)合增速保持在40%左右。國內(nèi)外MES系統(tǒng)市場需求均呈現(xiàn)迫切勢態(tài)。

(1)從全球市場需求看，2014年MES行業(yè)市場規(guī)模約為67億美元，2010至2015年期間保持年均22%的高速增長，到2020年，MES市場需求有望達到150億美元，未來保持年均18%的復(fù)合增速;

(2)從國內(nèi)市場需求看，2014年國內(nèi)MES行業(yè)市場規(guī)模約為26億元，同比增長25%，預(yù)計到2018年MES市場需求將達到100億元，未來平均增幅保持在40%左右。

(3)從國內(nèi)外MES需求增速對比看，國內(nèi)MES市場相對于國際市場增速顯著更高，國內(nèi)工業(yè)自動化改造實踐功不可沒。

4.MES系統(tǒng)發(fā)展趨勢

目前我國現(xiàn)有的MES制造執(zhí)行系統(tǒng)除了在鋼鐵、冶金、石化、機械等行業(yè)應(yīng)用得較好外，大多MES系統(tǒng)只提供了一個替代經(jīng)驗管理方式的系統(tǒng)平臺，沒有建立面向產(chǎn)品設(shè)計與制造一體化的知識庫支撐體系，在當前綠色制造背景下，如何高效地利用不可再生能源與生產(chǎn)設(shè)備資源已成為一個亟待解決的難題，重點是缺乏調(diào)控的手段，不能通過智能傳感器、虛擬仿真、智能優(yōu)化模型庫等對千變?nèi)f化的制造過程進行優(yōu)化。因此，實現(xiàn)智能制造是未來MES制造執(zhí)行系統(tǒng)開發(fā)發(fā)展的方向，所謂智能制造就是將人工智能融合進制造的各個環(huán)節(jié)，通過模擬專家的智能活動，取代或延伸制造環(huán)境中應(yīng)由專家完成的相應(yīng)活動。主要包含：

1. MES系統(tǒng)面向產(chǎn)品設(shè)計與制造一體化知識庫支撐體系的建立;

2. MES系統(tǒng)構(gòu)建重構(gòu)設(shè)計管理體系，以產(chǎn)品及生產(chǎn)知識共享以及再利用為目標，聚焦分散環(huán)境下的制造問題及制約條件，建立產(chǎn)品設(shè)計體系;

3. MES建立可重構(gòu)的生產(chǎn)系統(tǒng)，以作為長期研究目標的柔性工廠及生產(chǎn)過程知識共享為目的，建立可重構(gòu)的生產(chǎn)體系與生產(chǎn)管理體系;

4. MES系統(tǒng)構(gòu)建柔性設(shè)備，利用知識庫等研究成果，探討開發(fā)下一代柔性人機一體化運作方式;

5. MES系統(tǒng)探討大規(guī)模定制下的生產(chǎn)模式。

未來MES制造執(zhí)行系統(tǒng)必須具有智能性和適應(yīng)性,能夠根據(jù)制造環(huán)境的變化進行智能設(shè)計、智能預(yù)測、智能調(diào)度、智能診斷和智能決策。重點體現(xiàn)在以下幾個方面：

1. 知識管理的思想將滲透和融入到未來的MES系統(tǒng)中，MES系統(tǒng)不僅為現(xiàn)場制造提供了一個信息處理平臺，同時提供了一個制造知識管理平臺。

(1)融入專家經(jīng)驗的知識庫的建立

①制造關(guān)鍵工藝專家?guī)斓慕ⅲ纾焊郀t專家?guī)臁掍撔阅茴A(yù)測專家?guī)斓慕⒌?

②設(shè)備狀態(tài)與生產(chǎn)調(diào)度知識庫的建立，如：故障診斷、調(diào)度模型知識庫的建立等;

③工藝規(guī)程的模型化，自動進行工藝規(guī)范設(shè)計，可進行動態(tài)調(diào)整等;

④知識管理體系的建立;

⑤MES融入專家經(jīng)驗的生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的開發(fā)。

(2)技術(shù)訣竅知識庫的應(yīng)用與傳承

①新建工廠導(dǎo)入MES制造執(zhí)行系統(tǒng)時，可以將成熟的生產(chǎn)管理流程、專家經(jīng)驗、成熟制造技術(shù)訣竅固化在系統(tǒng)中，使得新工廠的制造活動具有更加高的技術(shù)水平;

②MES系統(tǒng)通過與設(shè)計系統(tǒng)、銷售系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)等模塊的集成，集智能設(shè)計、智能預(yù)測、智能調(diào)度、智能診斷和智能決策于一體的智能應(yīng)用管理體系，提高產(chǎn)品制造全生命周期的制造水平;

③MES系統(tǒng)通過對現(xiàn)場制造過程的監(jiān)控與大量實時數(shù)據(jù)的分析,可以修正、完善制造工藝規(guī)范,提高工廠的制造工藝水平。

2. 未來的MES系統(tǒng)將容入更多的模擬專家智能活動的功能，部分取代人的工作，并具有自組織能力，實現(xiàn)人-機制造一體化的制造過程優(yōu)化。

①MES系統(tǒng)采用數(shù)學(xué)模型與智能優(yōu)化算法，進行工廠制造工序的綜合能力平衡，編制人工很難做好的復(fù)雜工序排產(chǎn)計劃。

②MES系統(tǒng)通過與仿真系統(tǒng)的聯(lián)動，建立虛擬制造的環(huán)境，通過建立工廠模型，進行排產(chǎn)計劃的模擬運行，預(yù)測生產(chǎn)作業(yè)的負荷情況、訂單交期完成情況、產(chǎn)品質(zhì)量性能情況等，并提出優(yōu)化的調(diào)整方案。

③MES系統(tǒng)依據(jù)專家經(jīng)驗，在操作設(shè)備上設(shè)定管理控制指標，通過與智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備(如：智能機器人、智能數(shù)控機床CNC等)實時采集的信息進行的閉環(huán)，改善制造產(chǎn)品的質(zhì)量，同時，可依據(jù)現(xiàn)場狀態(tài)情況，自動修訂操作指令信息。

④采用智能機器人、智能數(shù)控機床CNC、快速成型制造3D打印機等智能設(shè)備，實現(xiàn)感知、決策、加工、控制與學(xué)習整個過程的智能加工。

3. 生產(chǎn)車間將在一個更加精確的管控指標-實時信息閉環(huán)系統(tǒng)下，進行更加精細化的管理。

(1)建立貫穿產(chǎn)品全制造周期的綜合指標體系，包括：財務(wù)型指標，如利潤、銷售額、成本、投資等。業(yè)務(wù)型指標：產(chǎn)量、用戶滿意度、開工率、庫存等;環(huán)境類指標，如廢氣、廢水排放等;車間控制型指標，如工序成本、成材率、能耗、作業(yè)率、出勤率、班產(chǎn)量、合格率等。通過管理指標層層分解使得車間管理形成管控閉環(huán)。

(2)在制造工廠全線設(shè)置管理控制指標，通過實時監(jiān)控和過程控制統(tǒng)計分析,將生產(chǎn)實績與控制指標進行實時比對，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中質(zhì)量、工藝、能耗、環(huán)保、工序成本等實績與標準指標間的差異波動，采取措施，最終達到控制成本、質(zhì)量、能耗、排放的目的。

(3)當前大多數(shù)制造企業(yè)生產(chǎn)成本管理是一種事后的核算,而生產(chǎn)全過程的動態(tài)成本控制技術(shù)則是通過對生產(chǎn)過程中物流的實時監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集,進行在線工序成本分析和控制,研究包括生產(chǎn)過程成本建模技術(shù)、成本模型預(yù)測技術(shù)、成本實時監(jiān)控和控制技術(shù)等。

4. 通過智能數(shù)據(jù)挖掘與分析，進行管控指標體系的重構(gòu)以適應(yīng)制造環(huán)境和制造流程的改變。

MES系統(tǒng)功能

MES系統(tǒng)功能設(shè)計與實施必須滿足生產(chǎn)環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)管理需求，換言之，企業(yè)車間生產(chǎn)執(zhí)行信息化管控的落地決定了MES系統(tǒng)功能。MES系統(tǒng)通過信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個過程進行了監(jiān)控，能夠讓管理者實時地了解生產(chǎn)狀況，并且及時匯總分析產(chǎn)品品質(zhì)的發(fā)展趨勢，使實現(xiàn)制品的整個生產(chǎn)過程具有可追溯性。

MES系統(tǒng)使傳統(tǒng)企業(yè)由依賴人工的作業(yè)方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽鳂I(yè)的快速化、高效化，在生產(chǎn)過程中大量減少了人工介入，降低了生產(chǎn)經(jīng)營成本，通過MES系統(tǒng)與供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的結(jié)合使從原材料供應(yīng)到產(chǎn)品出場的整個生產(chǎn)過程得到優(yōu)化管理。當工廠發(fā)生實時事件時，MES系統(tǒng)能對刺激時作出反應(yīng)和報告，并用當前的準確數(shù)據(jù)對它進行指導(dǎo)和處理。這種快速反應(yīng)機制使MES系統(tǒng)能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動，有效的知道企業(yè)的生產(chǎn)運作過程，提高企業(yè)的交貨效率，提升了企業(yè)回報率。

乾元坤和MES系統(tǒng)功能

訂單管理：

訂單接收、訂單修改、掛單摘單、訂單裝配、訂單跟蹤、訂單完工

計劃管理：

生產(chǎn)訂單分解、生產(chǎn)計劃編制、生產(chǎn)工單生成、生產(chǎn)工單調(diào)度、物料需求計劃

主數(shù)據(jù)管理：

物料主數(shù)據(jù)、設(shè)備主數(shù)據(jù)、組織機構(gòu)主數(shù)據(jù)、工廠物理建模、工廠邏輯建模

生產(chǎn)執(zhí)行：

工單運行管理、工單產(chǎn)出管理、工單投入管理、生產(chǎn)實績收集

規(guī)范管理：

生產(chǎn)標準管理、檢驗標準管理、檢驗規(guī)程管理、判定標準管理、物料Bom管理

質(zhì)量管理：

生產(chǎn)過程質(zhì)量檢驗、生產(chǎn)過程自檢、質(zhì)量數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量判定、質(zhì)量分析

設(shè)備管理：

設(shè)備臺賬管理、設(shè)備備品備件管理、設(shè)備維護保養(yǎng)計劃、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備OEE、設(shè)備分析報表

倉儲管理：

入庫管理、出庫管理、調(diào)撥管理、盤庫管理、圖形化倉儲

車間現(xiàn)場管理：

交接班管理、廢品收集管理、生產(chǎn)機臺調(diào)撥管理、機臺領(lǐng)退料管理

統(tǒng)計分析：

自定義查詢分析模型、多維度的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析

生產(chǎn)管控中心：

生產(chǎn)實時監(jiān)視、生產(chǎn)經(jīng)營日報、生產(chǎn)跟蹤、質(zhì)量追溯

生產(chǎn)報表中心：

多維度的生產(chǎn)報表(產(chǎn)量、消耗、設(shè)備等)、各時間粒度的生產(chǎn)報表(日報、月報、年報等)。

MES系統(tǒng)架構(gòu)

乾元坤和MES系統(tǒng)架構(gòu)基于SOA架構(gòu)，采用SOA耦合應(yīng)用集成技術(shù)，將業(yè)務(wù)流程管理與工作流程結(jié)合起來，搭建企業(yè)級的跨系統(tǒng)的工作流整合平臺。MES系統(tǒng)架構(gòu)的底層是基礎(chǔ)層，整個系統(tǒng)的運行維系根基，各種核心組件如SOA引擎、AJAX引擎以及工作流引擎等被有機集成，協(xié)同作業(yè)，共同實現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)的各種業(yè)務(wù)應(yīng)用。

MES系統(tǒng)總體架構(gòu)??

MES系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)??

MES系統(tǒng)集成架構(gòu)??

中間層是工具層，由門戶系統(tǒng)、工作管理系統(tǒng)、電子表單系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)以及內(nèi)容管理系統(tǒng)五大工具系統(tǒng)合力組建而成，共同實現(xiàn)開發(fā)效率的數(shù)量級提升。

乾元坤和MES系統(tǒng)的應(yīng)用層符合國際標準ISAS95，囊括生產(chǎn)排程、生產(chǎn)跟蹤、文檔控制管理等基本組件，與ERP系統(tǒng),設(shè)備管理系統(tǒng)等高度集成，能夠快速實現(xiàn)覆蓋從原材料入廠、多種加工過程、產(chǎn)品出廠等生產(chǎn)系統(tǒng)全過程的管理與監(jiān)控平臺的搭建，進行高速集成化系統(tǒng)管理。