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1、制造业信息化建设技术报告制制 造造 执执 行行 系系 统统Manufacturing Execution SystemnMES是是“Manufacturing Execution System”的英的英文缩写文缩写，中文翻译为中文翻译为“制造执行系统制造执行系统”、“生产生产实施系统实施系统”等。等。n简单地讲，简单地讲，MES是面向车间的生产过程管理与实是面向车间的生产过程管理与实时信息系统。它主要解决车间生产任务的执行问时信息系统。它主要解决车间生产任务的执行问题。题。n20世纪世纪80年代末，美国先进制造研究机构年代末，美国先进制造研究机构(AMT)首先提出首先提出MES的概念；的概念；
2、n1992年，美国成立以宣传年，美国成立以宣传MES思想和产品为宗旨的贸易联思想和产品为宗旨的贸易联合会合会MES国际联合会（国际联合会（MESA International）；）；n1997年，年，MESA发布修订后的发布修订后的6个关于个关于MES的白皮书，对的白皮书，对MES的定义与功能、的定义与功能、MES与相关系统间的数据流程、应用与相关系统间的数据流程、应用MES的效益、的效益、MES软件评估与选择以及软件评估与选择以及MES发展趋势等发展趋势等问题进行了详尽的阐述；问题进行了详尽的阐述；n1999年，美国国家标准与技术研究所（年，美国国家标准与技术研究所（NIST）在在MESA白
3、白皮书的基础上，发布有关皮书的基础上，发布有关MES模型的报告，将模型的报告，将MES有关概有关概念标准化。念标准化。n美国先进制造研究机构美国先进制造研究机构(AMR)： MES是位于上层计划管理是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间、面向车间层的管理信息系统。它系统与底层工业控制之间、面向车间层的管理信息系统。它为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等人、设备、物料、客户需求等)的当前状态信息。的当前状态信息。nMES 国际联合会国际联合会(MESA International)： MES 是一些
4、能够是一些能够完成车间生产活动管理及优化的硬件和软件的集合，这些生完成车间生产活动管理及优化的硬件和软件的集合，这些生产活动覆盖从订单发放到出产成品的全过程。产活动覆盖从订单发放到出产成品的全过程。它通过维护和它通过维护和利用实时准确的制造信息来指导、传授、响应并报告车间发利用实时准确的制造信息来指导、传授、响应并报告车间发生的各项活动，同时向企业决策支持过程提供有关生产活动生的各项活动，同时向企业决策支持过程提供有关生产活动的任务评价信息的任务评价信息。nMichael McClellan (曾任曾任MESA主席主席)： MES是一个集成的是一个集成的计算机化的系统，它是用来完成车间生产任务
5、的各种方法和计算机化的系统，它是用来完成车间生产任务的各种方法和手段的集合。手段的集合。n车间层生产管理系统本身发展的需要车间层生产管理系统本身发展的需要nMRPII/ERP进一步发展的需要进一步发展的需要n其它先进制造及管理模式发展的需要其它先进制造及管理模式发展的需要n相关技术的发展为相关技术的发展为MES提供了技术支撑提供了技术支撑n在在MES出现之前出现之前, 车间生产管理依赖若干独立的单一功能车间生产管理依赖若干独立的单一功能软件，如车间作业计划系统、工序调度、工时管理、设软件，如车间作业计划系统、工序调度、工时管理、设备管理、库存控制、质量管理、数据采集等软件来完成备管理、库存控制
6、、质量管理、数据采集等软件来完成。这些软件之间缺乏有效的集成与数据共享，难以达到。这些软件之间缺乏有效的集成与数据共享，难以达到车间生产过程的总体优化。车间生产过程的总体优化。n为了提高车间生产过程管理的自动化与智能化水平，必为了提高车间生产过程管理的自动化与智能化水平，必须对车间生产过程进行集成化管理，实现信息集成与共须对车间生产过程进行集成化管理，实现信息集成与共享，从而达到车间生产过程整体全局优化的目标。享，从而达到车间生产过程整体全局优化的目标。nMRPII/ERP强调企业的计划性，好的计划应该建立在实强调企业的计划性，好的计划应该建立在实时、准确、全面信息的基础之上。时、准确、全面信
7、息的基础之上。nMRPII/ERP无法及时获取车间生产现场的实时信息，造无法及时获取车间生产现场的实时信息，造成成“生产计划生产计划”与与“生产信息生产信息”不同步，使得计划的合不同步，使得计划的合理性大打折扣。理性大打折扣。n因此，必须把因此，必须把“生产生产”与与“计划计划”实时关联起来。但实时关联起来。但MRPII/ ERP本身无法直接与生产现场的控制层相联系本身无法直接与生产现场的控制层相联系，作为连接两者的桥梁，作为连接两者的桥梁，MES应运而生。应运而生。n计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（CIMS）：）：对车间层制造过程及对车间层制造过程及管理自动化以及与其它分系统集成的需
8、求；管理自动化以及与其它分系统集成的需求；n JIT/精益生产：精益生产：对生产现场实施对生产现场实施“零库存零库存”控制的需求控制的需求；n网络化制造：网络化制造：对车间生产过程及数据管理信息化、集成对车间生产过程及数据管理信息化、集成化、网络化的需求；化、网络化的需求；n敏捷制造：敏捷制造：对车间生产过程集成化、智能化、柔性化的对车间生产过程集成化、智能化、柔性化的需求。需求。n计算机网络、数据库及计算机软件技术的发展计算机网络、数据库及计算机软件技术的发展：Internet /Intranet/LAN/Field Bus/MAP，大型分布式数据库，分大型分布式数据库，分布式对象计算、软总
9、线及组件技术等；布式对象计算、软总线及组件技术等；n自动控制与传感检测技术：自动控制与传感检测技术：PLC/DCS/SCADA， 智能仪智能仪表，数字传感器，网络数控技术等；表，数字传感器，网络数控技术等；n计算机辅助生产管理技术的普及与发展：计算机辅助生产管理技术的普及与发展：生产计划与控生产计划与控制，设备管理，工具管理，质量管理与控制，过程管理制，设备管理，工具管理，质量管理与控制，过程管理及工作流技术等。及工作流技术等。资源资源配置配置与状态与状态文档文档管理管理派遣生派遣生产单元产单元操作操作/ /详细详细调度调度过程过程管理管理劳工劳工管理管理质量质量管理管理数据数据采集采集/ /
10、获取获取产品产品跟踪和跟踪和系谱系谱维护维护管理管理性能性能分析分析MESControls车间设备控制车间设备控制SCM供应链供应链管理管理MRPII/ERP企业资企业资源规划源规划SSM服务销售服务销售管理管理MES制造执行系统制造执行系统P/PE产品及产品及工艺设计工艺设计MES定位及功能模型定位及功能模型序序功能项目功能项目英文全称英文全称功能概述功能概述备注备注1资源分配与状资源分配与状态态Resource Allocation and Status管理车间资源状态及分配信息管理车间资源状态及分配信息MESA /NIST2操作操作/详细调度详细调度Operations/Detail S
11、cheduling生成操作计划，提供作业排序功能生成操作计划，提供作业排序功能M/N3分派生产单位分派生产单位Dispatching Production Units管理和控制生产单位的流程管理和控制生产单位的流程M/N4文档管理文档管理Document Control / Specification Management管理、控制与生产单位相关的记录管理、控制与生产单位相关的记录M/N5数据采集数据采集/获取获取Data Collection/Acquisition采集生产现场中各种必要的数据采集生产现场中各种必要的数据M/N6人力管理人力管理Labor Management提供最新的员工状
12、态信息提供最新的员工状态信息M/N7质量管理质量管理Quality Management记录、跟踪和分析产品及过程特性记录、跟踪和分析产品及过程特性M/N8过程管理过程管理*Process Management监视生产，纠偏或提供决策支持监视生产，纠偏或提供决策支持MESA9维护管理维护管理Maintenance Management跟踪和指导设备及工具的维护活动跟踪和指导设备及工具的维护活动M/N10产品跟踪和谱产品跟踪和谱系系Product Tracking and Genealogy提供工件在任意时刻的位置及其状提供工件在任意时刻的位置及其状态信息态信息M/N11性能分析性能分析Perf
13、ormance Analysis提供最新的实际制造过程及对比结提供最新的实际制造过程及对比结果报告果报告M/N12物料管理物料管理*Material management管理物料的运动、缓冲与储存管理物料的运动、缓冲与储存NISTn资源分配与状态：资源分配与状态：该功能跟踪资源状态并维护一个详细的该功能跟踪资源状态并维护一个详细的历史记录。它保证设备能够适时地安装调整以及其它资源历史记录。它保证设备能够适时地安装调整以及其它资源（如文档）能够及时获取。对上述资源的管理包括对操作（如文档）能够及时获取。对上述资源的管理包括对操作/详细调度功能的支持。详细调度功能的支持。n操作操作/ /详细调度：
14、详细调度：提供基于优先级、属性、特性以及制造提供基于优先级、属性、特性以及制造方法与工艺等的作业排序功能，负责生成工序计划（即详方法与工艺等的作业排序功能，负责生成工序计划（即详细计划）以满足用户定义的运行目标。细计划）以满足用户定义的运行目标。n分派生产单位：分派生产单位：根据生产计划和详细排程，指导作业、订根据生产计划和详细排程，指导作业、订单、批次、工作指令等形式的生产单位的工作流程。以适单、批次、工作指令等形式的生产单位的工作流程。以适当的顺序分派信息，使在正确的时间到达正确的地点。它当的顺序分派信息，使在正确的时间到达正确的地点。它具有变更预定排程具有变更预定排程/ /生产计划、以及
15、通过缓冲管理来控制生产计划、以及通过缓冲管理来控制在制品数量的能力。在制品数量的能力。n文档管理：文档管理：控制、管理与交付与生产单位关联的信息包，控制、管理与交付与生产单位关联的信息包，包括工作指令、制造方法、图纸、标准操作规程、零件加包括工作指令、制造方法、图纸、标准操作规程、零件加工程序、批次记录、工程更改通知以及交班信息等。它支工程序、批次记录、工程更改通知以及交班信息等。它支持编辑预定信息和维护文档历史版本。持编辑预定信息和维护文档历史版本。n数据采集数据采集/获取：获取：获取和更新用于产品跟踪、维护生产历获取和更新用于产品跟踪、维护生产历史记录以及其它生产管理功能的生产信息。它可使
16、用扫描史记录以及其它生产管理功能的生产信息。它可使用扫描仪、输入终端、与制造控制者的软件界面以及其它软件等仪、输入终端、与制造控制者的软件界面以及其它软件等方式相结合来完成上述功能。它以手工或自动方式在车间方式相结合来完成上述功能。它以手工或自动方式在车间采集最新的数据。采集最新的数据。n人力管理：人力管理：提供最新的人员状态信息，包括时间和出勤记提供最新的人员状态信息，包括时间和出勤记录、资质跟踪以及追踪其间接活动的能力。它与资源分配录、资质跟踪以及追踪其间接活动的能力。它与资源分配进行交互以确定最优的人员分派。进行交互以确定最优的人员分派。n质量管理：质量管理：及时提供产品和制造工序测量尺寸分析以保证及时提供产品和制造工序测量尺寸分析以保证产品质量控制，并辨别需要引起注意的问题。它可推荐一产品质量控制，并辨别需要引起注意的问题。它可推荐一些矫正问题的措施。也可以包括些矫正问题的措施。也可以包括SPC/SQC跟踪、离线检跟踪、离线检测操作以及在实验室信息管理系统测操作以及在实验室信息管理系统(LIMS)中分析。中分析。n过程管理：过程管理：监视生产过程，自动纠偏或为操作者提供决策监视
