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一文彻底搞懂MES概念

文章出处:花花顾问来源:企业网D1Net 人气:0 发表时间:2020-03-30 17:41
由于MES软件数量多、涉及的行业差距大、各个权威机构对于MES的定义存在差异,MES在各种工业软件的细分市场里算是最乱象横生的一个。工知哥曾用5W2H方法对MES概念进行梳理,今天咱们再来回顾下,同时将几个较为权威机构对MES的定义进行整理。


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权威机构MES定义汇总


MES发展历程


20世纪70年代

出现一些解决单一问题的车间管理系统






1990年11月

AMR(Advanced Manufacturing Research)明确提出MES概念




ISA(The Instrnmentation Systems and Automation Society,仪表、系统和自动化协会)描述了MES模型;






1997年

MESA (Manufacturing Execution System Association,制造执行系统协会)提出了MES功能组件和集成模型。




2000年后,越来越多的MES软件商进入中国,制造企业开始重视MES的应用。国际主流MES厂商在推广MES的过程中,进一步提出了制造运行管理(MOM)以及制造智能(MI)等新理念,赋予MES更加丰富的内涵。关于MES概念众多组织和机构给出不同诠释,本文就选取几个比较权威的整理给大家。


AMR对MES的定义


美国先进制造研究机构AMR将MES定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”,为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等方面)的当前状态。


AMR提出了决策层、执行层和控制层的企业信息集成三层业务模型:第一层决策层(ERP)主要为企业提供全面管理决策;第二层执行层(MES)主要负责车间级的协调、跟踪、发现并监控相关趋势;第三层控制层(SFC)直接负责工厂生产控制的环节。


MESA对MES的定义


制造执行系统协会MESA对MES的定义为:

MES能通过信息传递,对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂里有实时事件发生时,MES能对此及时做出反应、报告,并利用当前的准确数据对他们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少内部没有附加值的活动,有效地指导工厂的生产运作过程,从而使其既能提高工厂及时交货能力、改善物料的流通性能,又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。


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MESA定义中MES的11个功能模块


MESA对MES的定义强调了以下三点:


(1)MES是对整个车间制造过程的优化,而不是单一解决某个生产瓶颈。
(2)MES必须提供实时收集生产过程数据的功能,并做出相应的分析和处理。
(3)MES需要与计划层和控制层进行信息交互,通过企业的连续信息流来实现企业信息集成。


ISA对MES的定义


美国标准化组织(ISA)从1997年启动编制《ISA-95企业控制系统集成标准》,其目的是建立企业信息系统的集成规范性,ISA-95 标准文件内容目前包含以下四个部分:第一部分:模型和术语(Models and Terminology)、第二部分:数据结构和属性(Data Structures and Attributes)、第三部分:制造业运作模型(Models of Manufacturing Operations)、第四部分:事务处理技术报告(Transactions Technical Report)。


ISA-95标准定义了企业级计划管理系统与工厂车间级控制系统进行集成时使用的术语和标准,其内容主要包括信息化和标准化两个方面。ISA-95所涉及的信息内容有产品定义信息、生产能力信息、生产进度信息、生产绩效信息。ISA-95除了上述信息化内容之外,重要组成部分就是生产对象的模型标准化。ISA-95的生产对象模型根据功能分成了四类、九个模型,四类为资源、能力、产品定义和生产计划。九个模型分别是:资源包括人员、设备、材料和过程段对象;能力包括生产能力、过程段能力;产品定义包括产品定义信息;生产计划包括生产计划和生产性能。这九个模型内容构成了ISA-95基本模型框架。


NIST对MES的定义


美国国家标准研究院(NIST)有关MES的定义是:为使从接受订货到制成最终产品全过程的管理活动得以优化,采集硬件、软件的各种数据和状态信息。


我国信息产业部


2006年,我国信息产业部发布了中国电子行业MES规范,规范中对MES的定义是:MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时,MES能够及时作出反应、报告,并根据当前的准确数据进行指导和处理。通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。 


5W2H梳理MES概念

1.Why 为什么/定位


企业上层有ERP系统,实现内部价值链和供应链整合,包括销售、采购、生产、库存、质量、财务、人力资源等业务管理。在工厂会有很多自动化系统,目的是为了减轻人工和提高生产率,但不同的自动化系统往往各自独立。


MES 导入之前,公司MRP系统与生产现场之间透过人为方式沟通,使生产现场如同黑箱作业,无法掌握实时正确信息。


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MES的出现正是填补中间空白,AMR将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”。有中国专家戏称MES为“王道”,你看呢?


2.When 何时


有两个时间观:


MESA: “MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理…”这定义了MES的管理广度。


AMR时间因子定义了MES的管理细度:


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ERP:使用年、月、周、天的时标, 100x时间系数。

MES:使用天、班、小时、分钟的时标,10X时间系数。

控制层:使用分、秒实时工作,1x时间系数。


3.Where 何地


S95的制造企业模型,其中第三层事务就是指MES。具体来讲,包括工厂下属的车间、仓储、检验室、维修间。


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4.Who 资源


S95中定义了4类资源:人员、设备、物料、工艺段。如果将人员视为使用者,可以细分为:现场操作人员、业务管理人员、综合管理人员。


5.What 做什么


AMR: MES连接过程级的自动化监控系统与企业级的ERP系统,实现操作过程自动化,支持企业全面集成。


MESA:当工厂发生实时事件时,MES能对此及时作出反应、报告,并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。为此MESA设计了龟背图,定义了11个功能模块。


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S95:定义了4类业务运作:生产业务、质量业务、库存业务、设备运维业务。


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1.How 如何做


S95定义了生产定义、生产能力、生产调度和生产性能4类信息交互。


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下图是生产业务的业务参考模型。质量业务、库存业务、设备运维业务都具有相似的模型。


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2. how much 实施费用


这是工知哥的诠释:MES建设包括硬件、软件、人工三部分,配套还会有自动化改造和外部系统集成。其中人工投入是最大的费用支出。


MES有三类实施方式:


1、 全委托给服务商,所谓交钥匙工程,投入大但效果最差;

2、 工厂和服务商联合实施,投入适中,实施效果可控,双方共同努力,这种目前较好的模式;

3、 工厂把控业务,服务商只负责开发实施,投入虽小但对工厂自身要求高,适合于对MES有经验、技术水平较高的工厂。


最后总结一张图,供大家参考:

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