1 MES介紹
1.1 MES定義。MES是英文Manufacturing Execution System的簡寫，中文簡稱制造執(zhí)行系統(tǒng)。MES系統(tǒng)主要應用領域在生產(chǎn)方面，國際國內(nèi)有很多機構對MES進行了定義，但目前來說比較受大家認同的是MESA(國際制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會)對制造執(zhí)行系統(tǒng)作出的定義：“MES能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能對此及時做出反應、報告，并用當前的準確數(shù)據(jù)對它們進行指導和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應使MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動，有效地指導工廠的生產(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。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供直鏈中提供有關產(chǎn)品行為的關鍵任務信息。
1.2 MES的功能模型。MES可以優(yōu)化整個生產(chǎn)過程，而生產(chǎn)過程是由各種資源共同作用實現(xiàn)的，MES對生產(chǎn)過程的優(yōu)化是通過對各種資源的優(yōu)化實現(xiàn)的。MESA(國際制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會)根據(jù)許多企業(yè)的實際隋況，歸納出主要的MES功能模塊，具體包括：供需詳細調(diào)度、資源分配與管理、生產(chǎn)單元分配、過程管理、人力資源管理、維護管理、質(zhì)量管理、文檔控制、產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品清單管理、性能分析和數(shù)據(jù)采集等模塊。在實際的產(chǎn)品應用中，可能包括其中的—個或者多個功能模塊。
2 MES應用環(huán)境分析
2.1 MES的系統(tǒng)定位。在該模型中，MES在企業(yè)信息系統(tǒng)中起著中間層的作用。在MES下層，是底層設備控制系統(tǒng)，包括DCS、PLC、NC／CNC和SCADA或者這幾種類型的組合。在MES的上層，則是從全局的角度對經(jīng)營和生產(chǎn)進行全面計劃，以財務管理為核心，實現(xiàn)資金流、物流和信息流的有機協(xié)調(diào)運作的ERP(企業(yè)資源計劃)系統(tǒng)。我們可以從以下幾點來理解MES的定奩鞏1)MES在整個企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下，是生產(chǎn)活動與管理活動信息溝通的橋梁。2)MES采集從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過程的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，目的在于優(yōu)化管理活動。它強調(diào)是當前視角，即精確的實時數(shù)據(jù)。3)從對實時的要求而言，如果說控制層要求的實時的時間系數(shù)為1，那么，MES的時間系數(shù)為10，ERP的時間系數(shù)為100。
2.2 MES開發(fā)的技術復雜性
MES是位于計劃層和控制層之間的系統(tǒng)，在技術上必須可以和計劃層的應用系統(tǒng)如ERP等進行集成，同時還要能集成控制層數(shù)據(jù)，而這兩個層面的系統(tǒng)復雜多樣，很難有統(tǒng)一的技術方案去實現(xiàn)。這也是為什么MES目前為止不能像ERP一樣迅速推廣應用的原因之一。尤其是在與控制層的集成中，不同類型的生產(chǎn)有不同的設備，而不同的設備很可能就需要不同的數(shù)據(jù)采集方案，這中間涉及到制造技術與信息技術、自動化技術、現(xiàn)代管理技術和系統(tǒng)科學技術有機融合的問題，大大增加了MES開發(fā)的復雜性。
3 MES實施面臨的挑戰(zhàn)
通過以上的應用環(huán)境分析，我們大致可以總結出MES實施面臨的主要挑戰(zhàn)是：1)如何定義MES的業(yè)務范圍，尤其是在與其他系統(tǒng)在業(yè)務上有交叉的領域。2)如何推動MES在涵蓋生產(chǎn)、質(zhì)量、物流、計劃、設備等多個領域的環(huán)境下實施?如何得到各個部門相關人員的配合?我們知道僅僅從IT的角度去推動MES項目的實施是非常困難的。3)如何在技術上保證與ERP及底層控制系統(tǒng)之間的無縫集成?真正實現(xiàn)MES的中間橋梁作用，實現(xiàn)車間透明化管理?
4 MES實施案例中的應對措施
4.1 實施背景。筆者參與了某汽車零部件制造工廠的MES項目實施全過程，該公司屬于離散性生產(chǎn)模式，車間現(xiàn)代化水平較高，采用了比如擰緊機，Atlas力矩扳手，性能測試機等多種現(xiàn)代化設備輔助生產(chǎn)。應用MTO模型應對市場需求，并且已經(jīng)實施了ERP系統(tǒng)來管理銷售，采購，倉庫物流及財務數(shù)據(jù)，ERP的運行在很大程度上改善了公司的管理水平，提高了庫存周轉，但是延誤交期，質(zhì)量問題居高不下，車間物流管理不是很順暢等問題始終存在，公司希望通過MES的實施來推動這些問題的解決。
4.2 實施風險分析。正如前面分析的MES項目實施面臨的挑戰(zhàn)一樣，在該公司的實施中也面臨著類似的問題。該公司已經(jīng)實施了ERP系統(tǒng)，且ERP系統(tǒng)覆蓋了部分的生產(chǎn)相關的內(nèi)容，便于生產(chǎn)成本的采集，那么MES在這一部分如何定義邊界?如何與ERP進行交互，實現(xiàn)業(yè)務的J頃暢運作?各種生產(chǎn)設備是否有數(shù)據(jù)接口供數(shù)據(jù)采集?是否可以將這些數(shù)據(jù)無縫集成到MES系統(tǒng)?
尤其重要的是，公司是否有實施MES的環(huán)境，所謂的環(huán)境包括人員對MES項目的理解和支持程度，是否有足夠的資源來支持MES項目的實施，這些對MES項目的成敗有關鍵影響。對于這些項目實施可能會碰到的挑戰(zhàn)或者風險，在項目啟動之初都直該有清醒的認識，并采取對應的措施予以應對。
4.3 項目實施的風險防范措施 1)項目目標定位。項目目標定位主要解決的是做什么的問題。實施MES之初應該明白我們上MES項目的目標是什么，在整個工廠的價值鏈中處于什么位置。雖然從大的方面來說，MES是用來幫助優(yōu)化生產(chǎn)，但實際是每個工廠面臨的問題都不大—樣，期望解決的問題的側重點也有所不同。2)項目實施環(huán)境分析。項目實施環(huán)境分析解決的是能不能做的問題。首先我們要有清晰的項目目標；其次，要進行全工廠范圍內(nèi)的MES意識培訓，尤其是項目實施涉及到的各個部門或人員，讓他們對MES項目有大致的了解，明白項目的實施對各自的影響及未來能帶來的利益。再次能否得到足夠的人力支持，比如是否有合格的項目經(jīng)理來推動項目，是否有經(jīng)驗豐富的顧問為項目保駕護航。然后，項目是否得到高層認可，是否有足夠的資金支持。最后要分析工廠的軟硬件環(huán)境，比如工廠的硬件基礎設施是否可以滿足MES項目的實施，如果不能則最好是先對工廠的基礎設施進行適當?shù)母脑臁?)項目的具體實施安排。關于具體實施安排回答的是怎么做的問題。作為—個比較復雜的IT應用系統(tǒng)項目，一般我們會選擇某種項目實施方法論來對項目進行管理，通過這種系統(tǒng)化的方法，達到進度、質(zhì)量和成本的平衡�？紤]到MES項目的特殊性，我們還要特別關注有沒有人員對各種設備的接口有所了解，同時是否有專門的團隊管理工廠的IT基礎設施，這一點經(jīng)常被忽略，沒有好的IT基礎設施，MES的實施會成為無水之源。如果有可能，最好是邀請MES顧問的加入，可以大大降低項目實施的風險。
5 結論
MES項目實施的環(huán)境是復雜的，但是目前制造業(yè)的發(fā)展，要求不斷通過各種手段壓縮交貨周期，保障產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本，在這種壓力下，越來越多的企業(yè)選擇了實施MES項目。在項目實施之初，充分考慮項目實施可能會碰到的風險，并采取各種手段盡量降低項目風險，可以在很大程度上提高MES項目實施的成功率。
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