卷烟厂烟草机械中MES系统的应用

第一篇：卷烟厂烟草机械中MES系统的应用

工控商务网：卷烟厂烟草机械中MES系统的应用 文章来自：工控网

【应用领域】：打叶复烤仓储/醇化制丝滤棒成型机卷接机烟草包装机烟草烟草机械 概述：

经过多年发展，国内各烟草企业通过不断提高生产线自动化程度和引进先进的企业级管理系统（ERP/MIS），使本企业的生产管理水平和市场竞争力有了很大提高。但是一个突出问题也逐渐暴露出来，这就是如何将先进的生产线控制系统和企业级的生产管理信息系统有效结合起来，一方面让与企业生产密切相关的部门能够及时有效地了解到车间生产的各方面信息，另一方面也使企业的各项生产调度和决策信息及时下达到生产第一线，使之得到有效地贯彻和执行。正是基于这样一个出发点，昆明卷烟厂于2002年5月立项实施生产二部生产制造执行系统（MES）项目。

整个MES系统采用美国Wonderware公司国际领先的过程监控和生产管理软件平台——FactorysuiteA2，是国内第一个全面采用Wonderware软件平台在烟草行业实施的MES项目。

经过对昆烟企业生产控制系统和生产管理业务流程进行充分地调研和详细的系统分析和规划后，整个MES系统于2003年6月正式启动，并由云南萨美特科技有限公司负责实施。项目实施过程中，在昆烟信息中心和云南萨美特科技有限公司共同努力下，不仅通过合理调整生产管理流程提高了生产管理水平，同时尽可能完整地体现了MES系统的生产管理理念和特点，使得本项目实现的系统具备了更多的特色和亮点。

系统构架

昆明卷烟厂生产二部MES系统全面采用Wonderware公司FactorysuiteA2套件软件，充分发挥了该软件平台的特点并针对用户的具体情况进行了功能扩展和完善，软件系统结构图如下：

在本系统中采用如下Wonderware软件产品： MES系统建模和资源跟踪平台——InTrack 实时工业关系数据库——IndustrialSQLServer 生产过程监控软件——InTouch 生产/产品质量服务器软件平台——QIAnalyst 实时WEB门户服务器端软件平台——SuiteVoyager 针对IndustrialSQLServer的高性能客户端工具——ActiveFactory 整个MES系统涉及分为生产控制系统系统数据采集、生产管理两大部分和生产计划管理、生产过程跟踪和产品追溯、质量管理、设备管理、人力资源管理五大模块。系统结构图如下：

功能简介

在对昆明卷烟厂生产特点和管理业务流程进行充分分析的基础上，MES系统的各个模块不仅满足用户的需求，同时体现出更多的特色。

数据采集

生产过程数据的采集是MES系统和厂级生产管理信息化系统（ERP/MIS）的信息来源和基础，在本项目中，实现了对烟草生产过程中的制丝、风送、卷包、装箱等完整地生产流程进行生产过程和工艺数据的采集，对于无法从控制系统中直接获得的设备维修、质量抽检采样等信息，则通过人工录入方式，保证MES系统可以获得完整的生产管理信息。

本系统中对于数据采集不仅仅限于生产过程控制系统，对于质量管理的离线检测设备，也通过研究实现了数据自动采集，包括质量检测三级站如下主要设备：

QTM—物理检测平台（斯茹林公司产品）； AT201—电子天平（梅特勒公司产品）； SM400—直线型吸烟机； RM200—全自动吸烟机； HP气相色谱仪； 化学成分检测平台 生产管理

生产管理模块分为五大模块，下面分别加以介绍： 生产计划管理

生产计划管理包括如下功能

工作日历制定：通过制定工作时间、轮班计划、班次时间等信息作为系统中的通用时间标准，数据采集、生产记录、设备维修、质量检测都将以此工作日历为依据；

生产计划制定和下达：接收并分解从厂级生产管理信息系统中下达的生产作业指导书，制定详细的制丝和卷包生产计划，并生成产品生产的统一批次编号。生产计划将直接下达到生产现场的工作站，指导实际生产流程；

原辅料领料申请：根据详细生产计划，系统自动生成原辅料领料申请，并与厂级原辅料供应部门联网，实现领料计划的快速传递，提高生产效率;生产计划跟踪：实时的跟踪生产计划的进行情况，便于生产管理部门及时调整生产； 产量统计查询和分析：提供多种表格和图形化的方式对制丝线和卷包线的产量进行查询统计和分析。

生产计划管理模块还和国家局1号工程——烟箱条码打印系统的信息交换，能够更加准确和完整的反映生产计划的执行情况。

生产流程跟踪和产品追溯

MES系统的主要功能之一就是实现对生成过程的跟踪，但是仅仅对制丝和卷包生产线进行简单的孤立的生产跟踪或者仅仅获得产量、品牌、批次等生产管理信息是不能全面体现出MES系统的特色和生产管理功能的，同时，如果对于这些生产过程跟踪信息不能进行进一步的利用和分析也将令MES系统失色不少。因此在本系统中不仅在生产流程跟踪的信息完整性和连贯性等方面进行了更深层次的挖掘，同时实现了产品信息追溯功能：

生产流程跟踪：从生产计划中生产批次号生成开始，系统就开始跟踪每个生产批次的完整的生产过程，直到产品入库。也就是说，系统对于每批产品在那个制丝工序生产过、生产了多长时间、用了那些原料和香糖料配方、在那个储柜储存的，存储了多长时间、设备状态如何、工艺质量检测结果如何、是那个操作员操作的，在卷包车间那些机台进行的卷接和包装，设备发生了哪些故障、使用了何种辅料、废品有多少、是那些操作人员操作的、何时生产结束何时入库等等有关产品生产、原辅料、质量、设备各个方面的信息都进行了连贯的、全面的跟踪和记录，保证了系统庞大的数据库中存储的生产过程信息能够有一个清晰和合理的结构，更加便于统计和查询； 产品追溯：基于生产流程跟踪获得的产品生产过程跟踪信息，可以灵活和完整的实现产品追溯功能，也就是说，用户可以查询过去任何一天生产了那些品牌、那些批次，其中任何一个批次生产过程中所包含的生产时间、产量、工艺线路信息，设备故障、停机、维修信息，质量检测、工艺参数信息，原辅料配方和消耗信息等等数据。产品追溯对于用户及时发现质量问题，改善生产流程，加强生产过程管理力度具有重要意义。

设备管理

设备管理包括如下功能：

设备资料管理：系统中对于设备各项资料都能够进行全面的管理和查询，其中既包括了设备固定资产台帐、合同、使用手册等资料，也包括了电气和机械图纸、程序清单、操作说明、维修视频等资料。另外在分布于现场的各个工作站上，相关设备维修和管理人员能够方便的对这些资料进行检索和查询；

设备基本信息管理：系统对于设备总成、关键件、故障列表信息都进行了分门别类的存储，为设备的维修和备件管理打下了坚实的基础；

设备维修管理：系统在实现了设备维修管理的基础上通过和厂级设备管理部门的联网信息交换，实现了设备故障和维修信息的快速上报，能够及时发现设备问题并制定维系保养计划；

设备备件管理：通过和厂级设备管理系统的信息交换，使得设备的备件管理更加全面和完整；

设备任务管理：系统提供了设备维修、保养、润滑工作的计划制定、审批、执行、验收等工作的管理功能，并在各个现场工作站对设备任务进行及时的提示和检索查询； 设备信息查询、统计和分析：系统借助于多种图表对设备实时运行状态、故障、维修、任务等信息进行灵活的统计分析查询，同时借助于SPC统计分析控制图，实现了设备信息更深层次的分析。下图为设备故障的SPC巴雷托统计分析控制图：

质量管理

质量管理包括如下功能：

质量标准管理：包括质量标准的接收、同步、分解、调整功能，质量标准不仅可以在各个现场工作站进行灵活的查询，还直接作为生产过程数据统计分析的依据；

在线质量管理：对于从数据采集系统中获得生产过程实时工艺参数和数据，系统提供了多种方式进行统计分析，包括：报警分析、历史趋势分析、数理分析、SPC分析等等。同时允许用户对在线质量分析数据的数量、采样时间、分析对比方式进行灵活的配置；

离线质量管理：系统对生产部、质检科、三级站质量检测结果都进行了及时的收集和存储，并以灵活的手段对这些信息进行查询和统计分析，帮助用户更加全面和及时的了解产品质量情况；

SPC统计分析：除了保留现有的烟草行业质量统计分析手段，系统在质量管理中引入了国际先进的SPC统计分析模式，借助于SPC统计分析控制图，用户可以对系统收集的各项在线和离线质量检测结果进行深入的统计分析，在质量事故发生之前就能够及时发现质量隐患并根据SPC统计分析结果采取及时有效的措施防患于未然。下图为SPC控制图实例：

人力资源管理

借助于WonderwareFactorysuite软件平台先进的用户管理体系，系统中引入了操作认证和用户信息两级用户管理的模式，只有具备相应的并且在有效期内的操作认证，用户才能具备某种系统操作权限。通过这样的用户管理模式，系统能够更加灵活和全面对各生产线操作人员和各部门生产管理人员进行管理并实现对系统用户的操作跟踪和记录。

最新进展

截至2004年6月，该项目已经取得了阶段性成果，获得了用户的认可，并进入了验收阶段。

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第二篇：MES系统功能在ERP系统中的应用

MES系统功能在ERP系统中的应用

很多的人认为有了ERP系统,MES系统就不用引进了，这种观点对吗。我们知道ERP系统是生产计划管理层，而MES处于ERP系统和生产执行层的中间，是制造执行系统。很多的企业，ERP系统和MES系统是一起引进的。因为每一个ERP项目都需要一个MES功能。MES系统的功能很多都是要靠ERP系统的配合才能完成的。理由有很多，下面就来具体的看看原因。

一：ERP上微小的变动会造成大影响.ERP级别上的策略和市场改变造成的影响几乎是生产级别上的变动的10倍。因此，应该专门制造一个生产系统，用于管理生产过程中产量和生产速度的变化。

二：ERP不是车间级产品。尽管ERP系统包含着生产执行的功能，但目前没有一个ERP系统可以实现每生产一件就更新一次的功能。车间生产系统和ERP系统对“实时”的解释不同：ERP是从典型的企业战略管理角度上解释，而MES则是生产过程的实时概念。生产系统需要作为一个满足客户，监管机构，供应商以及内部员工的不断变化的需求无缝的整体。这，显然更适合MES的概念。

三：供应链需要在战略或商业级以上的层次整合起来。如今，公司间的竞争已经不仅仅是两个公司之间的事了，而是两条供应链之间的事。这也意味着提高效率不仅要从战略或商业层面上进行改善，而是要从整个供应链改善。信息整合只能从车间级开始的各个层次开始整合起来。只有具备及时，准确的信息流。供应链才能高效的运转起来。

四：ERP所提供的信息和生产人员所需的信息不同。不同需求的员工不仅信息不同，而且所需信息呈现的方式也不同。传统的ERP项目的界面是为那些分析，决策者设计的。在生产部门中，由于变化更快，应该更快的呈现这种变化。生产过程中，通常不会去分析过时的静态数据，而是会去分析正在发生的信息以及趋势。不同职位的人，需要的信息种类不同，系统呈现的方式也就不同。

五：对于企业的生产中，很多的时候ERP系统扮演的计划的制度者，而MES系统则是一线的主管，从决策层来领取生产计划，交给MES系统执行，将生产中的信息及时反馈给计划层。前者用来策略制定，而后者则是操作层面上的东西。知道怎么做的人给知道为什么的人做事，知道为什么的人需要知道怎么做的人实现他们的想法。这是一种很重要的互相依存的关系，因此企业在实施MES系统时，最好是MES和ERP系统一起实施。

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第三篇：MES系统调研[范文模版]

MES系统调研问卷

一、业务管理 1.组织结构部分

1.1请介绍生产管理相关的组织架构、管理范围和管理职能，比如组织架构图，组织中各职能部门的职责范围，各职能部门中各角色的职能范围。

1.2目前各生产线人员是否分班次？人员考核是怎样的？是按件次还是按时间？ 2.订单和计划和排程

2.1目前有多少种产品？有多少种工艺路径？主材和辅材种类有多少种？ 2.2请介绍目前的生产模式；是按订单生产还是按库存生产，还是其它？

2.3订单是怎么生成的，是否有ERP系统生成订单？给MES的生产订单包括哪些元素？ 2.4订单下发周期，是月订单还是周？是直接下订单给车间还是把订单拆成日计划给车间？ 2.5生产计划是细化到车间还是到每个机台？

2.6是否有对一些产能瓶颈的工作能力排产计划？有多少产能瓶颈的工序？ 3.生产执行与调度

3.1请介绍产品和生产工艺流程图；提供目前的产品种类，生产线的条数，工艺流程图。3.2请介绍生产车间或产线执行流程，包括异常流程，如返工流程等。

3.3在制品的跟踪是按件次还是按批次跟踪？是否采用条码跟踪？如采用批次跟踪，是否有批次分割或合并的情况？

3.4各工序的数据收集流程是怎样的？合格产品和不合格产品的统计方式是怎样的？是否需要采集设备参数？哪些设备参数需要采集？

3.5各工序是怎样报产的，是按班次上报还是每天上报？是上报一次还是多次？

3.6各工序之间的衔接是怎样的？是否必须上一道工序完工且检验合格后，才能进入下一道工序，还是过程不做检验，只是最后终检？

3.7如果有在制品仓库，出入在制品库的流程和质检流程是怎样的？

3.8返修和异常的流程处理方式是怎样的？是回到原工序返修还是有另外的返修工序？如回原工序返修的话，对计划的影响怎么处理？如果是批次管理，返修件的物料编码是怎样的？ 4.物料和仓库管理部分

4.1目前仓库是怎么设置的？有多少个仓库？比如原材料仓，成品仓，辅料仓等？ 4.2物料管理的方式是怎样的？是单件还是批次管理？ 4.3原材料是否采用条码跟踪？是件次跟踪还是批次跟踪？ 4.4仓库盘点周期多长？对盘亏、盘盈的处理方式是怎样的？

4.5原料仓库的采购收货作业流程是怎样的？是否有收货检验？退货的流程是怎样的？ 4.6生产发料的申请流程是怎样的？是否有生产发料检验？

4.7在制品的管理是怎样的？是否有在制品仓库，在制品的出入库流程是怎样的？ 4.8产成品的管理是怎样的？产成品的入库流程是怎样的？

4.9对于线边的管理流程是怎样的？对于每天或每班的线边剩余原材料是否需要退回仓库？线边库存是否有定期盘点？盘点方式是怎样的？

4.10产成品的管理是怎样的？产成品的入库流程是怎样的？ 5.质量管理部分

5.1目前哪些点需要做质检？比如采购入库检验、生产发料检验、过程检验、入库检验、发货检验等。

5.2采用的质量标准及质量管理流程是什么？

5.3各质检点目前产品取样的流程是怎样的？取样的频次是怎样的？测试流程是怎样的？ 5.4目前检测的方式是什么？是设备检测还是人工检测？有哪些检测设备？检测设备能否有自动数据采集接口？

5.5质量判定的流程是怎样的？判定的方式是质量判定还是定性判定？ 6.报表部分

6.1各级部门需要关注哪些生产相关的报表？关注哪些指标？ 6.2质量相关报表有哪些，日报、周报、月报有哪些？

7.以上问卷中是否对于您认为重要的问题有所遗漏？如果有，请您说明。

二、应用系统

1．当前有哪些生产相关的应用系统？使用情况如何？这些系统的主要功能有哪些？这些系统分别满足哪方面的业务需求？

2．现有系统与其它业务系统的连接情况？ 3．现有系统的维护工作由谁负责？ 4．未来会有多少人使用MES系统？

5．目前是否已经为MES系统准备好了哪些服务器？如果有，有几台？是什么配置？ 6．现有系统使用过程中所遇到的主要问题是什么？哪些方面无法满足实际需要？ 7．目前公司的网络情况如何？带宽如何？

8．目前公司网络是否部署到了生产线的每个机台？每个机台是否配置了电脑？操作系统是什么？

9．目前公司哪些设备具有数据采集的接口功能？数据采集接口能够提供哪些数据参数的采集？采集方式是怎样的？

10． 如果物料是通过条码标签来跟踪的，目前是否有条码打印机？有几台？

11． 是否有生产看板？如果有，是通过电脑显示器还是电子屏？看板数据采集方式是怎样的？

12． 对未来系统的期望？（主要侧重在系统的功能上）。

MES系统业务调研提纲

为了深入了解**公司MES项目现状，本文作为MES调研问卷提纲，指引双方就关注业务进行深入了解和探讨MES主要的业务流程，从而为实施MES整体解决方案奠定基础。同时，在项目调研的过程中，对于需增补的调研事项，将持续对此文档进行修订。

1.概述

1.1 调研主题

本章节描述在调研过程将涉及的调研主题及相关内容，分为计划管理、生产管理、质量管理、设备管理、物料管理等5个方面。1.2 调研结果

1.基于优先级的功能需求规格（1、2期）2.基于优先级的技术架构需求规格 3.项目基本方案蓝图

2.调研内容 2.1 计划管理

（1）车间作业计划

1)车间作业计划的制定步骤、依据； 2)车间作业计划的具体内容；

3)车间作业计划的下达方式和途径； 4)计划执行的追踪和考核；

5)车间作业计划变更的原因及变更的处理步骤；（2）车间生产订单

1)车间生产订单的编制方法和主要项目内容 2)车间生产下达的方式和途径；

3)车间生产的控制、跟踪和考核方式；

4)车间生产调整（插入、延后、项目变更等）和终止的处理方式；（3）BOM管理

1)BOM未来在哪个系统中进行管理？MES/ERP？

2)BOM管理的制度与业务流程，一个产品的BOM是否可以有不同的物料配置.3)BOM下达的步骤；

4)BOM变更的处理，涉及哪些部门要做调整？（4）车间生产的组织

1)生产准备的流程，需要作哪些工作，这些工作要耗费多少时间；需要哪些人完 成，中间流转的单据有哪些；

2)对于紧急插单生产的处理流程，审批处理流程； 3)新产品测试生产的流程；

4)当出现物料短缺或脱期现象时的处理流程，处理办法；

5)对于人员、设备、工艺不合理等情况引起的车间生产中断如何处理？（5）生产能力

1)工作中心的划分依据是什么？生产车间/机器设备/工作组？生产能力如何核 算；（重点）

2)如何安排生产能力； 3)如何应付生产波动； 4)车间排产如何考虑生产能力以及其他的限制。（6）电子看板

1)希望在电子看板上展示什么信息？ 2.2 生产管理

(1).车间组织架构?(2).各级别人员的权限设置——层级划分、职位划分？(3).现场管理的区域划分，最新版的布局草图？

(4).现场管理的时间划分，白夜班时间节点？盘点时间节点？以及其他特殊的时 间节点？

(5).产品结构——中间产品（或二次加工材料）、最终产品？之间是否存在直接（或 间接）的从属关系？

(6).产品的工艺流程，各加工环节中需要记录的信息（重点）？(7).产品的投料比例设置？

(8).产品产出的计量形式——计件、计米、称重？ 2.3 质量管理

(1).质检项定义，抽检？全检？抽检比例如何确定？生成什么样的质量报表？(2).质检项的定义生效，流程需要定义-审核-确认-生效？

(3).质检项的采集形式——手动？自动？以及涵盖的信息对象——人、机、产 品?(4).不良品的名称定义——不良大类？不良名称？是否需要与产品类型对 应？

(5).不合格品的处理办法，报废？向前反馈？

(6).质量统计分析，数据来源——质检数据？生产数据？

(7).针对质量统计分析，如何进行质检项优化——直接修改定义？或相关人共 同确认修改？ 2.4 设备管理

(1).设备基础信息定义——名称、类别、资产编号、简易编号？(2).设备的监控数据类别——基本参数（运行、故障、维修等）、加工参数？(3).设备维修的处理流程，反馈对象？反馈手段？维修流程——填写维修单据、接受单据、现场维修、现场确认？故障的关键信息记录——故障件等？

(4).设备保养，保养等级设置——日/月？保养机制——员工自检/专业保养？(5).刀具的基础信息定义——名称、类别、归属设备？使用记录形式？(6).刀具的库存设置？

(7).刀具的寿命设置、损耗累加记录、维修记录？

(8).刀具的使用异常反馈——维修、加工、保养等？以及相应的信息记录？ 2.5 物料管理

(1).库房基本情况：仓库的归属部门；仓库的分类标准与每类仓库的作用；规

划中各类仓库数量、分布位置、库存能力；是否有分货区、货位管理，请说明管理规则；物料的种类及分类标准。

(2).物料生产领用的业务流程（需注意不同类型的物料之间，领用流程是否存 在区别；物料的配送模式是否涵盖推式和拉式的配送模式），特别是业务流、数据流和信息流之间的控制关系，绘制流程图。

(3).存在车间领料二级计量吗？二级计量与一级计量之间的关系和业务处理。(4).生产领料出库需要哪些单据（收集票样）；每种单据的作用。单据上的必要信息项目。流转去向。短缺单据出库处理；（重点）

(5).是否存在出库检验？出库检验项目和处理过程。说明每个检验项目的作用，检验指标的确定标准，记录那些信息，检验结果对出库产生什么影响，检验结论的处理。(6).出库数量的计量确认方法。（对于液体、气体、大批量等特殊物料的处理方式）（重点）(7).各种物料出库后，是否进行标识，以何种方式进行标识（纸质单据、条码、RFID）？物料发运至现场由哪个部门承担？在现场如何交接确认？物料发运过程出现异常（例如物料丢失）如何处理？

(8).生产退料（包括退原材料、退半成品以及退产成品）的业务流程。退料、退库需要那些单据，具体办理步骤。每种单据的作用。单据上的必要信息项目。流转去向。（收集单据票样）（重点）

(9).生产退料是否存在检验项目，退库数量的确认方法和标准。(10).先用料后补出库的处理流程。

(11).生产过程中补料（领料单以外的追加发料）如何处理，以及审批过程；

(12).生产领料涉及报表种类，每类报表的作用，报表数据计算方法和公式；对仓库数据做哪些分析工作，分析方法是什么，需要出具哪些报表？

第四篇：MES系统在汽车整车企业中的应用(论文)

MES系统在汽车整车企业中的应用

摘要：执行制造系统（Manufacturing Execution System，简称MES）是现代制造管理自动化领域的一项重要技术，它位于企业高端ERP与低端设备自动控制系统之间：一方面，MES对来自ERP的生产管理信息进行细化、分解，将操作指令传递给低端控制层；另一方面，MES可以采集设备、仪表状态数据，适时监控低端设备运行状态，为ERP、SCM提供现场适时数据，加强高端计划管理层与底层的沟通，起到承上启下的作用。随着我国汽车市场的快速发展，市场竞争不断加剧，MES系统作为一种企业适时管理的有效工具，其成功地导入与实施，对于汽车企业把握商机，提高生产装备的生产运行效率，快速调产，实施精益变革，以达到有效适应市场需要的目的具有重要意义。

关键词：MES 汽车企业 MES系统应用

The Application of MES in Complete Vehicle

Manufacturing Companies

Wei Lei

Abstract: Manufacturing Execution System(MES)is an important technology in the field of modern automatic manufacturing management.It is in between the upper level of ERP and the base level of equipment automatic control system of the company.On one hand, MES fractionizes and breaks down the production management information from ERP and passes the operation instruction to the control level.On the other hand, MES collects the data of the equipment and instrument, monitors the operation situation of the equipment and provides timely data to ERP and SCM.Thus MES plays a role of a linkage and enhances the communication between the planning level and the operation level.With the rapid development of automotive market in China, the competition between the auto vehicle manufacturers becomes more and more fierce.MES is an effective management tool for the enterprises.Successfully introducing MES system into vehicle manufacturing company has a great significance in helping the company to seize business opportunity, improve the production efficiency on the existing facilities, quickly adjust production and implement lean innovation to meet the market demand in an effective way.Key Words:

MES, vehicle manufacturer, MES application 引言

随着企业计算机应用的不断推广，企业信息化应用水平逐渐提高，企业越来越需要车间执行层的管理信息系统。MES信息管理系统在企业计划管理和车间生产控制之间架起了一座信息沟通和管理的桥梁，使企业更容易建立一个快速反映、有弹性、精细化、统一的信息化制造环境，帮助企业提高产品质量和环境，降低材料和人力等资源的消耗。因此如何深刻理解MES内涵，在我国企业中开发和应用好MES，对于提高企业竞争力，缩小与发达国家企业差距是迫在眉睫的事情，也将是企业信息化水平深层次推进的需要。目前，我国制造业信息化管理已经大规模的普及，MES信息管理系统在汽车行业中已经得到广泛的应用。国内实施MES系统的整车企业中，上海通用汽车将MES系统功能发挥的淋漓尽致并且上海通用汽车多年的成功实施经验和实施模式已经逐渐成为国内业界的一个默认标准。本文主要介绍MES系统功能概述、MES系统在汽车企业生产管理系统中所处地位及MES系统在汽车整车企业中的应用。

[1]2 MES系统功能概述 MES国际联合会对MES系统的定义是：MES系统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系统能对作出及时反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES系统能够减少企业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系统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。

MES系统典型功能包括：工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集。实际的产品可能是包含其中一个或几个功能。各功能简述如下：

（1）工序详细调度：通过基于有限资源能力的作业排序和调度来优化车间性能。（2）资源分配和状态管理： 指导劳动者，机器，工具和物料如何协调的进行生产，并跟踪其现在的工作状态和刚刚完工情况。

（3）生产单元分配：通过生产指令将物料或加工命令送到某一加工单元开始工序或工步的操作。

（4）文档控制： 管理和分发与产品，工艺规程，设计，或工作令有关的信息，同时也收集与工作和环境有关的标准信息。

（5）产品跟踪和产品清单管理： 通过监视工件在任意时刻的位置和状态来获取每一个产品的历史纪录，该记录向用户提供产品组及每个最终产品使用情况的可追溯性。

（6）性能分析 ：将实际制造过程测定的结果与过去的历史记录和企业制定的目标以及客户的要求进行比较。其输出的报告或在线显示用以辅助性能的改进和提高。

（7）人力资源管理：提供按分钟级更新的员工状态信息数据（工时，出勤等），基于人员资历，工作模式，业务需求的变化来指导人员的工作。

（8）维护管理： 通过活动监控和指导保证机器和其它资产设备的正常运转以实现工厂的执行目标。

（9）过程管理：基于计划和实际产品制造活动来指导工厂的工作流程。这一功能实际上也可由生产单元分配和质量管理来实现。这里是作为一个单独的系统来实现。

（10）质量管理：根据工程目标来实时记录，跟踪和分析产品加工过程的质量，以保证产品的质量控制和确定生产中需要注意的问题。

（11）数据采集：监视，收集和组织来自人员，机器和底层控制操作数据以及工序，物料信息。这些数据可由车间手工录入或由各种自动方式获取。

[6]

[3]3 MES系统在企业生产管理系统中的重要性

21世纪的企业面临着日益激烈的国际竞争，要想赢得市场、赢得用户就必须通过实施MRPII/ERP来加强管理。然而上层生产计划管理受市场影响越来越大，明显感到计划跟不上变化。面对客户对交货期的苛刻要求，面对更多产品的改型，订单的不断调整，企业决策者认识到，计划的制订要依赖于市场和实际的作业执行状态，而不能完全以物料和库存回报来控制生产。同时MRPⅡ/ERP软件主要是针对资源计划，这些系统通常能处理昨天以前 [3]发生的事情（作历史分析），亦可预计并处理明天将要发生的事件，但对今天正在发生的事件却往往留下了不规范的缺口，而传统生产现场管理已无法满足今天复杂多变的竞争需要。因此找出任何影响产品品质和成本的问题，提高计划的实时性和灵活性，同时又能改善生产线的运行效率已成为目前每个企业十分关心的问题。

制造执行系统（MES）恰好能填补这一空白。MES是处于计划层和车间层操作控制系统SFC之间的执行层，主要负责生产管理和调度执行。它通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力，提供一种系统的在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的方式。从而实现企业实时化的ERP/MES/SFC系统。

MES系统为企业中其他管理信息系统提供实时数据。例如，ERP系统需要MES提供的成本、制造周期和预计产出时间等实时生产数据；SCM从MES中获取当前的订单状态、当前的生产能力以及企业中生产换班的相互约束关系；CRM的成功报价与准时交货，则取决于MES所提供的有关生产的实时数据；PDM中的产品设计信息，可以基于MES的产品产出和生产质量数据进行优化等

[4][5]。

在许多工厂中，全厂管理的功能目前仍然由文件和人工系统进行，通常有经验的人员执掌着工厂生产效益的钥匙。在大多数运行中，人工系统和有经验运行人员的判断总是起着重要作用。但是，市场要求产品的品种和数量经常变化，靠人工和经验调整生产显然效率低、反应慢、缺乏竞争力。而且人工系统也不可能适应产品、工艺、技术和用户要求日趋加速的变化。由于生产运行变化如此迅速，MES的信息的及时性要求以分，甚至秒的速度进行反应，此时光靠人恐怕不行。因此，采用MES带来的效益不言而喻。ERP／MRP的环境是以具体事务为基础的。其数据交换就是对生产调度、运输安排或对生产计划要求的响应。与此不同的是，控制的决策必须在秒甚至更短的时间内完成，它对生产过程、操作人员，或对材料的操作需求做出响应。显然，实时环境和实时响应的差异影响着绝大多数的具体事务和在控制层的执行。传统的数据流和控制流在ERP与控制层之间存在着巨大的鸿沟。传统的信息管理系统向主管财务的总经理和财务管理负责人报告，居于管理层；而传统的工程生产信息则向负责生产的总经理报告；职责不同，相互之间的沟通不一定能做到及时且细致深入。

与此相反，MES系统能提供的材料数据是与生产消耗相关的，同时能生成基于精确执行时间的材料供应提前量，这将改善仓储控制。准确的生产模型是与实际测量相对于计划时间表的关系紧紧相连的，有助于精确表达生产计划的实时行为。

现今的生产企业在不断加剧的市场竞争下，越来越感到市场的残酷和面临的挑战，如何把握先机，快速调整生产以适应市场的需要，在现有的设备条件下提高生产效率，做到精益生产是不断摆在企业管理人员面前的一道道课题。例如，在市场订单多同级别车品种多的情况下，整车企业管理人员最担心的就是生产线停线。如果企业不能及时生产出高质量高可靠性的产品来满足用户的需求，就会造成大量订单的流失，这对企业来说损失是巨大的。但是如何减少生产线停线次数提高生产效率，找出生产过程中存在的质量问题一直是困扰着企业的难题。于是，企业就在寻求一种可以对在制品的生产过程进行实时监控的方法，实时 3 性管理成为企业赢利企业的基石。而MES信息管理系统恰恰是实时性管理的最好工具也仅有它才能真正的满足企业的要求。MES系统在汽车整车企业中的应用

目前，我国大型整车企业为了提高生产效率，降低材料和人力等资源的成本实现精益生产，广泛应用MES信息管理系统。如：上海通用汽车、湖南长丰、昌河铃木等等。一般来说，整车企业在应用MES系统过程中主要包含以下几个功能模块：生产计划管理、PMC（生产监控系统）、质量ANDON系统、物料ANDON系统、AVI（车身跟踪系统）。下面我们通过具体实施的项目经验来研究这几个功能模块如何在整车企业中发挥作用以达到MES系统要求。

4.1 生产计划管理

这个功能模块主要实现了生产计划的接收、分解、下达以及上传给上层计划系统信息的功能。通常情况下，MES系统与ERP系统不会采用同一个操作平台，因此需要用FTP协议来解决通讯问题。例如：利用SERVER U软件搭建FTP服务器。MES系统与ERP系统通过文本文件交换数据的，MES系统每天将文本文件存储在特定的文件夹中。

当MES系统接收到文本文件后，用某种高级编程语言将文本文件中每条生产计划进行分解并存储在SQL数据库中的特定数据表中。比如：在焊装车间我们每天都会接收到来自ERP的生产计划文件，然后将其进行分解分别存储在几张数据表中。这几张数据表分别对应左右侧围生产线、地板生产线，左右门生产线等等。现场生产车辆信息都存储在这些数据表中。MES系统与ERP系统会对文本文件的格式进行约定，通过标识符判断获取计划文件信息的完整性。

计划文件格式举例如下：

#####Begin##### 计划内容

######END###### 50 其中第一行作为计划文件的起始标识行，最后一行为计划文件的结束标识行，并在结束标识行末端标识计划文件下达计划的记录数。此记录数用来MES系统较对分解文本文件后的完整性。

MES系统将存储在数据库中的计划信息下达到各生产线OEM PLC设备以及条码打印设备。OEM设备及条码打印设备都根据数据表中车辆信息指导现场操作。在昌河铃木焊装车间通过操作现场设备车型显示板简化了生产计划部门和班组长的工作内容。车型显示板显示的信息完全与ERP下达的生产计划信息一一对应，操作工根据显示信息就可知道当前应该生产哪种车型的车辆。

ERP系统会在在制品生产过程中设定几个关键信息点，这几个信息点对于ERP系统推算车辆生产时间、库存、物料管理非常重要。MES系统将采集到的生产实时信息储存在MES系统的数据库中，ERP系统可以直接从MES系统数据库中获取，ERP系统需要随时关注MES系统数据库指定表格中数据的变化，并及时的将生产信息传递给ERP系统，以实现ERP生产计划管理功能。

由此，我们可以看出生产管理模块实现了从ERP接收数据并将现场信息传递给ERP的整个过程，同时验证了MES系统在企业管理系统中承上启下的作用。

4.2 PMC生产监控系统

生产监控系统PMC（Production Monitoring & Control）是一个工厂范围内的多功能系统，一方面，系统对车间一级设备进行实时监控，在第一时间捕获停机原因，从而达到减少停线时间，提高生产效率的目标。同时系统将自动记录各个设备在各个班次停机次数及停机原因、为维修部门制定预防性和预测性维修计划提供第一手的信息，从而提高设备运行效率,最终提高生产效率。

另一方面，该系统被用来实时地监视生产状态。建立生产监控系统的目的是测量和跟踪生产设备的工作情况，当生产设备出现生产问题时，生产监控系统将向车间人员报警。该系统将监视生产的车辆、节拍时间、设备的正常运行时间、故障停机时间以及生产设备的故障。

生产监控系统所采集到的信息将通过计算机屏幕、显示板和声音报警器广播给用户。生产监控系统通过TCP/IP 或 OPC以太网协议与现场设备(可编程逻辑控制器、机器人、个人计算机、其它控制系统)进行通讯。

通过车间层面的PMC及时管理和控制，可以立刻进行故障解决。同时系统在停工期会自动记录停工的时间和原因，为维护提供第一手的资料。因此系统将得到更优化，设备将更有效地工作，最终提高生产效益。PMC系统的组成如下图：

图1 PMC系统组成

          

[2]收集和管理报警数据 数据登录SQL数据库 生成报表 趋势数据

控制PLC以决定传送带的启动和停止 图象显示 车间流程 区域流程 安装信息 车间生产信息 车间班次信息  车间传送带状态

该系统可提供车间生产实时信息，用于维护和改进产品质量、稳定性和生产设备的效率。

4.3 质量管理系统

质量管理系统是一个用声光显示当前生产线状况的系统，它提醒工段长，分工段长，维修人员及其他相关人员发生在某工位的质量问题及物料需求，它也是操作工工作时请求帮助的一个工具。它是一套专门为汽车生产、装配线设计的信息管理和控制系统，系统能够收集生产线上有关设备及质量管理的信息，加以处理后，控制分布于车间各处的灯光和声音报警系统。质量管理系统在汽车四大工艺车间中被广泛使用。

现今的汽车工业面临巨大的竞争压力，必须不断提高生产效率，降低生产成本。为了提高生产效率，就必须减少生产线的停线次数。为了降低成本，必须对产品质量进行密切监测和控制。

质量管理系统顾名思义就是为了提高质量，汽车发动机车间的生产线是现代化高度集中的流水化作业，我们的质量管理系统就是保证生产线上的每个工位能按时、保质地完成本工位的加工作业，以便让带有质量问题的工件在进入到下一工位前能得到妥善处理和解决，而不希望是到达末端后再修理或再作统一处理解决，避免不必要的重复加工或返工，提高下线一次合格率，协调各工位间、班组间的活动，提高效率和整体质量水平。在传统的生产流水线上，任何一个工位如果发生质量问题，操作人员就要停止整条生产线来排除故障。采用质量管理系统后，一旦出现问题，操作人员可以在本工位拉一下绳索，点亮相应的报警灯，触发相应的声音报警，提示维修人员和管理人员立即找出发生故障的地方以及故障的原因，可以不用停止生产线而解决问题。因此既减少了停线时间，又提高了生产效率。同时管理人员还可以根据质量管理系统记录报告的各种信息，分析解决问题，识别出工艺上须改进的部分，或者对操作人员作进一步的培训。

质量管理系统要达到以上功能，以下四大部分是必不可少的：

 操作部分：在重要质量工位均安置拉杆，操作人员在需要时，通过它们发出信息，以便及时得到所希望的支持和帮助。

 显示部分：为让人们通过视觉了解发生的事件。一块或几块质量管理显示牌能简单、直观地反映事件信息。同时各工位的报警指示灯则表明了事件发生或有所需求之处的区域和具体位置。

 声音部分：通过声音或音乐，也可以了解到事件发生的大致地点、事件的类型、性质和该谁去处理事件等信息。另外还可以播放上下班、休息等辅助信息。

 记录部分：对生产过程中发生的拉杆事件、自动事件进行记录，提供给管理人员作为分析、改进、研究的依据。

生产线上的质量管理系统，允许操作者在生产过程中发生质量问题时得到帮助和支持，能够用来帮助生产线上的工人在规定生产节拍内、完成质量可靠的发动机装配任务。可见，安装在汽车发动机车间的质量管理系统起到了在生产流水线上传递信息、提高生产效率、降低生产成本的作用。质量管理系统又简称质量ANDON系统或者ANDON系统。质量管理系统的功能支持制造业的同步制造原则，即在当前工位按照质量完成所有工作，而不是将质量问题流入下一个工位，最后维修。质量管理系统的控制核心由一台质量管理PLC完成，控制 6 各个生产线和所有质量设备、按钮，并在相应的质量管理显示板显示相应的信息，质量管理系统的功能见图2。

图2 质量管理系统功能

当工位上的操作工需要帮助时，操作工可以拉动位于该工位的质量拉杆，该质量拉杆将激活质量管理系统，点亮该工位的指示灯，同时在质量管理显示板上点亮对应该工位的灯以示寻求帮助，同时，该系统还会播放特定的音乐以引起相关人员的注意力。

当工段长听到音乐后，根据质量管理显示板信息可以判断出需要帮助的工位，并及时赶到该工位，帮助解决问题。当问题解决后，操作工应再次拉下质量拉杆，复位该请求信息。

对于连续流水线，在操作工拉下质量拉杆后，如果在车辆到达终端到位FPS位置前没有解决问题，则流水线停在FPS位置上。只有当质量拉杆复位后，流水线才继续运行。如果操作工在车辆到达FPS位置前解决了该问题，拉动质量拉杆复位，该情况不会造成流水线停线。

质量管理内嵌事件跟踪及报表功能。它可以跟踪质量管理呼叫的次数，流水线停线的次数及停机时间等。

4.4 物料求援系统

物料求援系统基于及时供货的准则。物料请求功能允许操作工对其所需的物料提出申请。该系统提供送货人员的工作效率，节省车间存放空间，避免了不必要的延迟、等待时间，及由于物料短缺而造成的停线，物料求援系统结构见图3。

图3 物料求援系统结构

主计算机（服务器）打印机LED显示屏 WL01WL07现场物料求援触摸屏WL08WL09WL12现场物料求援触摸屏WL13 物料求援系统的功能如下：

● 物料求援触摸屏将悬挂在有物料请求的货价上方，用于物料请求及确认

● 在物料配送区域的物料LED板上将显示物料请求，该系统通过显示求援信息的排 列

顺序保证FIFO ● 系统提供给物料配送人员所需配送物料的所有必须信息 ● 系统提供对物料求援触摸屏上的位置及部件信息的配置方式 ● 查询库存信息 – 显示特定库存位置上的物料库存量

● 库存盘点 – 在对xxx和xxx库进行库存盘点后，根据实际库存数据允许相关人员手动调整库存量，并生成库存量报表

● 开启或关闭库存报警 – 对于对于指定存储区域内的物料设定开启或关闭库存报警，当库存量过低或过高时提供报警提示

● xxx物料存储区的库存消耗 – 当收到来自工位的送料到达的确认信号后，在xxx物料存储区扣除相应物料库存

● xxx物料存储区的库存增加－ 当收到来自JIT供应商的供货到达信号后，在xxx物料存储区增加相应物料库存

物料求援系统可通过配置对下列信息进行跟踪：每个触摸屏提出请求的次数，请求时间，确认时间，货物送抵时间等。

4.5 AVI车身跟踪系统

为了完成生产管理体系中工序详细调度、产品跟踪和产品清单管理等工作，实现MES中的操作/详细排产、产品的宗谱与产品跟踪等功能模块的部分功能，我们设计了车辆跟踪系统，车辆跟踪系统可以应用于冲压、焊装、涂装和总装车间。

车身跟踪系统是一种应用扫码设备、无线射频设备或者其他识别设备对进入和离开生产过程中的每一个区域的每一个车辆进行识别身份，并作记录，在生产过程中，系统利用一定的运算策略，根据生产线提供的生产情况信号，将车辆生产队列进行整理和排序，实时地反映出当前车间每一个主要生产工位在产情况，并可以将每一个生产车辆的生产信息与车辆相对应，记录到数据库，这样即可以实现产品的宗谱与产品跟踪等功能。同时也方便了管理者随时对特定生产车辆进行生产状态查询以及了解车间内的车辆生产的详细分布信息。

图4 车身跟踪系统总体系统结构

车身跟踪系统总体系统结构如上图所示，但是在实际应用上来讲，对于不同的生产车间，车身跟踪系统的设计方案也不尽相同。对于普通的生产流水线，为了实时地反映出当前车间每一个主要生产工位在产情况，我们首先将整个车间根据生产工艺的顺序，进行区域划分，[7]将每一段连续的流水线划分为一个区域，并对每一个流水线区域的工位数量和工位位置进行定义，以此来建立整个车间的车身跟踪系统模型。该系统的功能如下： ● 动态车辆信息显示 ● 物料装载提示 ● 为质量设备提供信息 ● 质量检查

生产管理者可以获得每条生产线当前车辆的准确装配信息，同时获取流水线上每个正在装配的车辆的准确位置。该系统的目的是为生产线创造车辆跟踪模型，它能保存所有的车辆装配信息以用于显示和数据查询。结论

本文结合汽车制造企业MES系统实际项目，详细介绍了生产计划管理、PMC系统、质量管理系统、物料求援系统、AVI车身跟踪系统等MES功能模块在企业中的应用。从信息流的角度看，MES系统在高端计划层与低端现场控制层之间建立起了有效的信息传递途径，充分发挥了承上启下的作用。从产品质量控制和适时管理角度看，MES系统强调生产过程的系统优化，它收集生产过程中大量产生的适时数据，并及时处理，为企业持续改进动态机制的建立提供了强劲的技术支持。总之，MES系统的导入与实施，对于企业提高产品质量和劳动生产效率，降低材料、人力等资源消耗，有效建立起动态、适时管理体系具有重大意义。

参 考 文 献

[1] 曹江辉，王宁生，解放，制造执行系统现状与发展趋势，高技术通讯，2003.06 [2] MESA International，“MES Explained: A High Level Vision”，White Paper6(Pittsburgh: Manufacturing Execution Systems Assoc., 1997).[3] 蒋晴宇，MES与SCM的协作与应用，现代制造，2003年 第11期

[4] 何清刚，浅谈制造执行系统MES，CAD/CAM与制造业信息化，2005.05 [5] 何霆，刘文煌，梁力平，MES的计划、调度集成问题研究，制造业自动化，2003.03 [6] 陈宇，廖永斌，段鑫等，制造业车间级管理系统(MES)及其典型结构，广东自动化与信息工程，2004.02 [7] 祁贻炳，GE Fanuc内部培训资料，GE Fanuc自动化有限公司，2004 9

第五篇：MES系统中的电子看板解决方案

MES系统中的电子看板解决方案

电子看板管理是企业实现生产智能化、即时化、可视化的重要手段，也是MES系统的重要组成部分。在很多的企业中，虽然安装了视频监控，做到了对生产现场实时的监控，但这也只是停留在对生产的表面监控，而对于真正的“可视化”生产、品质、设备的运转状况，却是心有余而力不足。因此，MES的电子看板整体解决方案，将原本不可见的内容可视化。有助于生产管理人员在第一时间内发现问题，解决问题。

对于不同的生产部门，电子看板具有不同的价值。管理层在电子看板的帮助下，能够随时随地的掌握现场的生产状况；生产部门可以了解产品所在环节的生产作业情况和前后工序的生产状况，使得生产能够按照节拍进行生产，提高企业的生产效率；设备维护部门可以及时的掌握设备运转状况和整体的效率，在设备出现故障时，能够第一时间发现问题机器的所在位置；品保部门主要是对生产线的产品质量进行把控，对良品率、缺陷分析和异常工序进行分析，并加以改善。原料库和运输部门在了解线上用料情况后，可以及时的补料，避免缺料情况发生；依据电子看板生产计划部门能够将生产工作单及时的提供到生产线，并且随时的掌握产品的生产进度，确保按期交货。电子看板的实施流程

电子看板实现了企业生产的进度实时监控、现场拉式生产、生产节拍平衡和异常情况的反馈功能。而接下来我们主要讨论的是电子看板系统在生产线与仓库之间的物料配送体系，要谈到这个物料配送问题，则要首先考虑到物料的申请、准备、运输追踪和物料接收的流程。

企业在开始正式的生产后，电子看板会实时的显示车间的生产数据，生产线人员通过这些数据了解到缺料的情况，并通过将看板放入收集盒的方式在看板系统中申请物料（提出需求）。在这之后，会进入到物料的准备阶段（备料），配送员将需求信息送到仓库，仓管人员根据看板描述的信息，进行备料并打印传送单，通知物料取货员送货。这时，物料的周转进入到运输的环节（跟踪）。取货人员收到通知，确认物料货物后，会按指定路径将物料送至指定生产线超市或FIFO存储站。生产线的工人会根据电子看板提供的信息，接收物料（接收）。这样一个从物料的需求提出，到备料准备阶段，物料的周转运输阶段和物料接收阶段全过程的配送体系完成。电子看板的性能分析

在分析了电子看板对企业的生产价值和实施流程之后，我们知道电子看板无论是在功能还是在工作效率上，都要高于传统看板一大截。到底高出多少却没有一个准确的数值，因此，我们来探讨一下电子看板的性能。对于传统看板的单个工作循环模式，物料的配送时间在1个小时，需要操作工4~6名，而在此过程中，纸质的看板是要跟随物料一直流动。相较于电子看板来说，在工作过程中，物料的周转时间维持在20分钟，操作人员较少2~3人，周转的过程也不需要电子看板的流转，因此，节约了大部分的时间和成本。经过对比分析，我们得出了电子看板的优势所在，生产任务的分配、品质动态数据实时展现和查询、生产进度查询，监控处理，工程报告及工程变更处理功能、过程控制功能和远程实时查询和管控功能。