1 MES 概述

1. 1 MES 的定义和功能

定义:MES 是衔接企业计划层与车间控制层的桥梁,专为优化制造运营而设计的信息管理系统。它实时监控生产活动,协调资源配置,以实现生产计划的有效执行。

功能:①生产计划管理,精细排程以提升效率;②生产调度,灵活调整生产任务和资源分配;③过程监控,实时跟踪生产状态与进度;④质量管理,确保产品符合标准,实施质量追溯;⑤物料管理,优化物料流动与库存控制;⑥绩效分析,提供生产数据报表,辅助决策支持。

1. 2 MES 在制造型企业中的重要性

在制造业数字化加速发展的背景下,MES 对制造企业变得日益关键。企业通过采纳并有效利用 MES,能够加速向智能化与高效运营模式转型的步伐。 MES作为这一转型旅程中的核心要素,助力企业实现生产流程的精细化管理、成本控制优化及决策智慧化,为提升整体竞争力奠定坚实基础。

MES 在制造企业方面:MES 利用实时数据监控生产状态与质量,优化流程,提升效率与资源利用。它灵活调整任务分配,促进生产协同, 确保流程顺畅运行。

MES 在质量管理方面:MES 实时监控生产与品质,预警质量问题,预防瑕疵产品,通过分析质量数据帮助企业优化流程,提升产品品质和客户满意度。

MES 的物料追溯方面:MES 系统保障物料全程可追溯,确保透明度,让企业能快速准确了解产品从原料到成品的每一步,加强安全保障、提高合规性和企业信誉。

2 制造型企业 MES 分析

2. 1 MES 功能模块设计

MES 为制造型企业提供各种生产管理功能,它的功能模块架构设计需要具有较高的能力和灵活性,其中 MES的功能模块如图 1 所示。

2. 1. 1 计划管理模块

负责生产计划的编制、下达和调度,根据订单和资源情况生成生产任务,并进行生产计划的优化和动态调整。

2. 1. 2 生产执行模块

生产执行模块负责并调整生产计划,确保生产线按时、按量生产出满足客户需求的产品。 这包括分析订单、安排资源、分配任务,并与团队密切沟通,及时解决生产中出现的各种问题,最终达到高效生产。

2. 1. 3 质量管理模块

质量管理模块负责品质的把关与维护,涵盖质量检验、异常监控、数据分析等领域。 该模块持续跟踪核心质量参数,与预设标准对照分析,确保能迅速识别并纠正偏离,保障产品质量。

2. 1. 4 物料管理模块

物料管理模块负责监控物料从采购至使用的全过程,优化库存控制,保证物料按时按需供给。 该模块支持物料全程追溯及质量追踪,符合质量监管及合规标准,确保物料流转的精确与高效。

2. 1. 5 能源管理模块

能源管理模块负责消耗,涉及电力、水资源及气体等,通过精细分析促进能源使用的优化配置,提升效率,助力企业达成节能减排目标。

2. 1. 6 数据分析与决策支持模块

收集并管理生产数据,确保信息有效储存与分析。根据实际需求定制生产绩效报表与分析文档,为管理人员决策过程供给关键数据支撑。

2. 2 MES

为了实构现架上设述计的 MES 功能,对 MES 架构的设计通常采用分层结构,主要分为三个层次,如图 2 所示。

2. 2. 1 企业级层

企业级层又叫作策略规划层,整合了诸如仓库管理系统、供应链管理系统、企业资源规划、物料清单、产品生命周期管理等一系列高端业务系统。 这一层级核心职责聚焦于宏观的企业运营策略,包括生产与市场战略规划、供应链最优化及全局性经营决策,确保企业高效协同与价值最大化。

2. 2. 2 MES 层

MES 层又叫造执行层,充当中介角色,紧密连接企业的战略管理层与车间操作层。 该层级主要承担生产指令的传达与调度任务,同时负责采集生产一线的实时数据,进行必要的处理与深入分析。 其核心职能围绕订单处理、生产运营、质量把控、设备监控、物料调配及系统维护等多个管理维度展开,确保生产活动的高效执行与全程可控。

2. 2. 3 采集与控制层

采集与控制层在制造执行系统结构中发挥着基石作用,包含两个核心组件:数据采集与过程控制。 数据采集部分依靠生产设备、嵌入式传感器及执行机构,负责监视生产活动并直接获取现场操作的实时数据。 而控制功能模块则依托可编程逻辑控制器、分布式控制系统等先进技术装备,专注于对生产流程与设备实施即时、精准的动态调控,确保生产活动按既定规程稳定高效运行。

MES 系统通过多层架构紧密连接战略决策与生产执行,实现信息自由流通和流程整合。 其模块化、开放式 API 设计促进了内部沟通,增强了灵活性和外部适应性,简化维护并加速第三方集成,拓宽应用领域,推动技术创新和服务升级。

2. 3 MES 集成

利用 API 技术实现数据和服务的交互;数据库集成,直接在数据库层面打通信息流通渠道;标准化接口集成,遵循行业标准或预定义协议促进系统互联;以及中间件集成,采用中间件作为桥梁,衔接异构系统,增强兼容性和灵活性。

2. 4 MES在制造型企业中的应用

制造型企业 MES 构架与集成设计后,就可以将系统应用于制造型企业的各种场景中。

(1)在制造规划和调度方案中的实际运用,制造执行机构可以对其进行根化处理。 根据订单及资源状况,产生生产任务,并根据产品的需求,实现产品的动态生产。 生产进度安排。 通过整合 ERP 来完成产量统计将生产进度与市场进度进行衔接,以保证生产的准确和及时。

(2)MES 通过对产品的运行和监测,实现对产品质量的监测和控制。 对生产场地进行管理,包括设备状况、人员管理、物品管理、物料分配等。 该系统可以实现对产品的实时监测,并根据产品的实际情况进行调整。 线的配合与比较,保证了流程的平稳运作,提升了产品的产量生产效率与品质。

(3)实施可通过 MES 执行的质量管理和可追踪性。 监督检查和控制产品的质量,包括质量检查,异质质量检查。 经常发生报警、质量数据分析等。 该系统也可以追踪材料以及可追踪性,符合品质法规及追踪需求,负责制造工艺的品质及监督。

(4)对能量管理和节能减排量进行了高效的管理。 在制造流程中监测和管理能量消费,实现节能收集、分析资料。

(5)制造执行系统通过对海量的制造资料进行收集、存储和分析,并产生各种报告。 为制造企业制定相关政策提供参考依据。 深入了解企业分析制造流程中存在的问题与机会,并提出最优的制造策略与经营策略增加产能,增强市场竞争能力。

3 面向应用的制造型企业 MES 实施

3. 1 需求分析与规划

(1)深入理解企业当前的生产流程、存在的痛点和未来的业务需求,结合企业的数字化转型目标,规划MES 系统的具体功能需求、预期效果和实施路径,制定详细的项目。

(2)根据项目需求,组织专业团队,团队通常包括IT 技术人员、生产专家、项目管理人员等,同时确保硬件、软件资源的到位,为项目执行提供充足支持。

(3)在系统迁移或集成前,对现有生产数据进行全面备份,以防数据丢失。 对数据进行清洗,去除冗余、错误或不一致的数据,确保新系统建立在准确的数据基础上运行。

(4)使 MES 系统作为一种高效工具,在整合能源管理及节能减排理念的基础上,对生产流程中的能源消耗进行精密的监控和智能的调节与分析,通过精确的能源数据采集和深度的分析来促进绿色生产的实践,从而有效地促进环保的节能减排目标的有效达成。既有利于环境的保护,又能使企业的生产成本得到有效的降低,并能够从总体上减轻因环境污染而产生的压力与负担。

3. 2 资源准备与团队组建

进行 MES 系统实施,企业必须投入足够的资源及组建专门的项目团队予以保障。 在实施前企业要对投入的资源有清晰的预算和资源进行详细的规划与配置要充分保证人力资源硬件设备网络环境等各种资源的配套要组建专门的项目实施班子。 使项目的实施能够得到有效的保障并能够尽快推进工作开展起来。

3. 3 数据备份和清理

在引入 MES 系统之前,制造企业必须严格实施详尽的数据备份和清理程序,这一举措旨在确保现有数据的安全性、稳固性,同时有效剔除冗余或陈旧的信息,从而保证存储在系统中的数据精确无误且系统架构的完整性。

3. 4 培训与沟通

要想顺利实施企业生产管理系统,必须按照从一线操作工人的实操培训到管理层决策支持的不同层次的要求,为每个员工安排分层次的培训方案,并运用包括互动教程模拟操作和网上课程在内的多样化培训方式,保证每位员工都能熟练掌握企业生产管理系统的各种功能。 并且企业还建立了包括定期进度汇报会变更管理讲解会和反馈系统在内的持续沟通的机制。 既保证了信息的透明流通又积极鼓励和调动了广大职工的工作热情形成正向反馈循环有效应对企业生产管理系统实施中的各种挑战最终促进整个组织文化向数据驱动和智能制造的平稳过渡。

3. 5 测试和评估

为确保 MES 系统在汽车制造商中成功实施并充分发挥效用,项目组定制了覆盖从一线操作工人实操训练到管理层决策支持深度解析的分层培训计划,并采用互动教程、模拟操作、线上课程等多种方式,确保每一位员工都能熟练掌握 MES 的各项功能,从实际操作到管理决策、管理决策等各个环节同时也建立了持续的沟通机制,除了让资讯透明流通外,也积极鼓励员工参与,形成正向反馈循环,有效应对执行中遇到的挑战,最终推动整个组织文化顺利转型为资料驱动型、智慧型制造,包括定期的进度汇报会、变更管理说明会议以及反馈制度等。

4 MES 实施的成功案例分析

这家大型汽车制造商坚定地计划引入先进的 MES系统,以显著提高生产效率,严格控制产品质量,加强与供应链的无缝协作。 他们严谨、谨慎地评估需求,缜密地规划战略,有条不紊地组建了包括经验丰富的 IT专家、独当一面的生产管理专家、擅长项目统筹的项目经理在内的涵盖多元专业的团队。 

他们积极采用尖端的传感装置,运用高效的数据收集手段,成功实现实时、不间断地捕捉生产数据。 我们通过优化的数据处理策略和精心设计的系统,使制造商能够对设备性能进行实时监控,对生产过程进行跟踪,对质量规范严守,从而在业务调整和决策上做出快速反应,从而实现了高效、精确的数据分析和管理。 

为确保员工能够无缝对接,有效利用新系统,厂家高度认识到技能培训和变革管理的重要性,为此精心设计了一套针对全体员工进行全方位、系统化操作培训和指导的详细培训方案。 管理层不仅积极推动,而且与员工保持密切合作,致力于协助员工快速应对执行过程中可能遇到的各种困难和挑战,将新的工作模式无缝连接起来。

重视员工培训和变革管理是项目成功的关键一环,公司不仅为保证每一位员工熟练操作新系统制定了详尽的培训计划,在实施过程中遇到的问题也积极引导员工适应新的工作方式并及时解决。 

MES 制度的推行,带来了令人瞩目的成果。 它提升了 15% 的生产效率,6%的质量管理效果,强化了生产计划和调度的精准性和时效性,显著提升了供应链的协同效率,使公司更紧密高效地与供应商协作。 公司可借助 MES 的数据分析和决策支持,进一步促进业务增长和竞争力的提升,对生产流程进行更深入的洞悉和管理策略的优化。