在儀器儀表制造業(yè)過程中，車間級信息化是薄弱環(huán)節(jié),。使用MES系統(tǒng)是提升車間自動化水平的有效途徑,，在儀器儀表行業(yè)，中小企業(yè)居多,，怎樣降低生產成本和提升產品質量,，使用MES系統(tǒng)也許是個不錯的選擇。（川儀及北京康斯特等企業(yè)使用MES系統(tǒng)已有顯著成效,。）

　　MES系統(tǒng)強調車間級的過程集成,、控制和監(jiān)控,以及合理地配置和組織所有資源,滿足車間信息化需要，提高車間對隨機事件的快速響應和處理能力,，有力地促進企業(yè)信息化進程向車間層拓展,。通過構建以“精益生產、智能制造”為特點的車間管理系統(tǒng),建立數字化車間,從而實現(xiàn)了精益生產和智能制造,。

　　MES體系架構

　　數字化車間將信息,、網絡、自動化、現(xiàn)代管理與制造技術相結合,在車間形成數字化制造平臺,改善車間的管理和生產等各環(huán)節(jié),從而實現(xiàn)了敏捷制造,。MES是數字化車間的核心,。MES通過數字化生產過程控制,借助自動化和智能化技術手段,實現(xiàn)車間制造控制智能化、生產過程透明化,、制造裝備數控化和生產信息集成化,。車間MES主要包括車間管理系統(tǒng)、質量管理系統(tǒng),、資源管理系統(tǒng)及數據采集和分析系統(tǒng)等,由技術平臺層,、網絡層以及設備層實現(xiàn)。

　　MES構成

　　MES由車間資源管理,、生產任務管理,、車間計劃與排產管理、生產過程管理,、質量過程管理,、物料跟蹤管理、車間監(jiān)控管理和統(tǒng)計分析等功能模塊組成,涵蓋了制造現(xiàn)場管理等方面,。MES是一個可自定義的制造管理系統(tǒng),不同企業(yè)的工藝流程和管理需求可以通過現(xiàn)場定義實現(xiàn),。

　　1.車間資源管理

　　車間資源是車間制造生產的基礎,也是MES運行的基礎。如圖3所示,車間資源管理主要對車間人員,、設備,、工裝、物料和工時等進行管理,保證生產正常進行,并提供資源使用情況的歷史記錄和實時狀態(tài)信息,。

　　2.生產任務管理

　　生產任務管理包括生產任務接收與管理,、任務進度展示和任務查詢等功能。提供所有項目信息,查詢指定項目,并展示項目的全部生產周期及完成情況,。提供生產進度展示,以日,、周和月等展示本日、本周和本月的任務,并以顏色區(qū)分任務所處階段,對項目任務實施跟蹤,。

　　3.車間計劃與排產管理

　　生產計劃是車間生產管理的重點和難點,。提高計劃員排產效率和生產計劃準確性是優(yōu)化生產流程以及改進生產管理水平的重要手段。

　　車間接收主生產計劃,根據當前的生產狀況(能力,、生產準備和在制任務等),生產準備條件(圖紙,、工裝和材料等),以及項目的優(yōu)先級別及計劃完成時間等要求,合理制訂生產加工計劃,監(jiān)督生產進度和執(zhí)行狀態(tài)。

　　高級排產工具(APS)結合車間資源實時負荷情況和現(xiàn)有計劃執(zhí)行進度,能力平衡后形成優(yōu)化的詳細排產計劃,。其充分考慮到每臺設備的加工能力,并根據現(xiàn)場實際情況隨時調整,。在完成自動排產后，進行計劃評估與人工調整,。在小批量,、多品種和多工序的生產環(huán)境中,利用高級排產工具可以迅速應對緊急插單的復雜情況,。

　　4.生產過程管理

　　生產過程管理實現(xiàn)生產過程的閉環(huán)可視化控制,以減少等待時間、庫存和過量生產等浪費,。生產過程中采用條碼,、觸摸屏和機床數據采集等多種方式實時跟蹤計劃生產進度。 生產過程管理旨在控制生產,實施并執(zhí)行生產調度,，追蹤車間里工作和工件的狀態(tài),，對于當前沒有能力加工的工序可以外協(xié)處理。實現(xiàn)工序派工,、工序外協(xié)和齊套等管理功能,，可通過看板實時顯示車間現(xiàn)場信息以及任務進展信息等。

　　5.質量過程管理

　　生產制造過程的工序檢驗與產品質量管理,能夠實現(xiàn)對工序檢驗與產品質量過程追溯,，對不合格品以及整改過程進行嚴格控制,。其功能包括：實現(xiàn)生產過程關鍵要素的全面記錄以及完備的質量追溯,準確統(tǒng)計產品的合格率和不合格率，為質量改進提供量化指標,。根據產品質量分析結果,，對出廠產品進行預防性維護。

　　6.生產監(jiān)控管理

　　生產監(jiān)控實現(xiàn)從生產計劃進度和設備運轉情況等多維度對生產過程進行監(jiān)控,，實現(xiàn)對車間報警信息的管理,，包括設備故障、人員缺勤,、質量及其他原因的報警信息,，及時發(fā)現(xiàn)問題、匯報問題并處理問題,，從而保證生產過程順利進行并受控,。結合分布式數字控制DNC系統(tǒng)、MDC系統(tǒng)進行設備聯(lián)網和數據采集,。實現(xiàn)設備監(jiān)控,，提高瓶頸設備利用率。

　　7.物料跟蹤管理

　　通過條碼技術對生產過程中的物流進行管理和追蹤,。物料在生產過程中,通過條碼掃描跟蹤物料在線狀態(tài),監(jiān)控物料流轉過程,保證物料在車間生產過程中快速高效流轉，并可隨時查詢,。

　　8.庫存管理

　　庫房管理針對車間內的所有庫存物資進行管理,。車間內物資有自制件、外協(xié)件,、外購件,、刀具、工裝和周轉原材料等,。其功能包括:通過庫存管理實現(xiàn)庫房存貯物資檢索,查詢當前庫存情況及歷史記錄;提供庫存盤點與庫房調撥功能,對于原材料,、刀具和工裝等庫存量不足時,設置告警;提供庫房零部件的出入庫操作,包括刀具/工裝的借入、歸還、報修和報廢等操作,。

　　9.統(tǒng)計分析

　　能夠對生產過程中產生的數據進行統(tǒng)計查詢,，分析后形成報表，為后續(xù)工作提供參考數據與決策支持,。生產過程中的數據豐富,系統(tǒng)根據需要,，定制不同的統(tǒng)計查詢功能，包括：產品加工進度查詢,；車間在制品查詢,；車間和工位任務查詢；產品配套齊套查詢,；質量統(tǒng)計分析,；車間產能(人力和設備)利用率分析；廢品率/次品率統(tǒng)計分析等,。

　　MES功能

　　1.物料工藝狀態(tài)跟蹤

　　企業(yè)需要實時了解產品在什么時間,處于什么位置,以及處于什么加工狀態(tài),這就需要系統(tǒng)對物料進行有效管理,準確跟蹤物料工藝狀態(tài),。對產品物料實時有效跟蹤可使企業(yè)生產流程更加規(guī)范化,質量管理更加細致和高效,生產計劃更精確、更能滿足實際需要,庫存管理和成本核算更精確,。

　　2.排產與生產調度

　　生產計劃制訂,、車間資源合理配置、生產調度和控制優(yōu)化是實現(xiàn)敏捷化生產管理與運行的核心,。對于離散式制造業(yè),車間一直處于動態(tài)變化和不確定的制造環(huán)境,。實際的車間業(yè)務過程較為復雜,與生產環(huán)境相關各種因素經常變化,各種不確定性事件經常發(fā)生等,使得計劃排產更頻繁、生產調度更復雜,。本文采用計劃+調度模式,即計劃拉動模式,將車間實際生產分為計劃與調度2個階段,可以優(yōu)化資源配置,嚴格生產計劃性,限制強制計劃任務,平衡庫存與生產,。

　　3.基于物料清單(BOM)的信息集成

　　MES作為連接企業(yè)計劃層與控制層的橋梁,在企業(yè)眾多信息系統(tǒng)中起到信息集線器的作用。因此,MES與企業(yè)其他應用系統(tǒng)之間的信息集成具有重要意義,。而BOM在企業(yè)信息系統(tǒng)中起著核心數據作用,通過研究BOM數據的一致性及各種形式BOM的相互轉換方法,可轉換實現(xiàn)MES與企業(yè)其他應用系統(tǒng)的集成,。

　　MES與其他數字化系統(tǒng)關系

　　通過MES、ERP系統(tǒng),、PDM/工藝管理(CAPP)系統(tǒng),、數控機床聯(lián)網(DNC)/機床監(jiān)控與數據采集(MDC)系統(tǒng)的集成,實現(xiàn)從設計/工藝、管理和制造等多層次數據的充分共享和有效利用,。

　　1.ERP系統(tǒng)利用從PDM/CAPP系統(tǒng)中獲取的信息制訂主生產計劃,。主生產計劃傳遞給MES,用于車間級排產和車間生產準備。與物料相關的信息需傳遞給數字化立體倉庫,用于指導倉庫管理,。數字化立體倉庫中物料的存儲信息以及財務信息反饋給ERP系統(tǒng),用于指導采購與財務管理,。

　　2.MES從ERP系統(tǒng)中獲得主生產計劃及物料、供應,、采購和庫存等生產準備相關信息后,進行車間計劃排產,并將生產任務下發(fā)給DNC系統(tǒng)安排數控加工,將檢驗任務下發(fā)給質量系統(tǒng)用于質量跟蹤,。同時,，MES通過數據采集系統(tǒng)獲得生產過程中的任務執(zhí)行、加工,、物料,、工時、設備,、工裝和人員等信息,用于生產過程監(jiān)控和車間事件處理,。

　　3.QMS從CAPP系統(tǒng)中獲取物料、結構,、工藝,、工具和設備等信息,從ERP系統(tǒng)中獲取生產計劃等信息,獲取的質量記錄、報告和修正信息等向PDM/CAPP/MES反饋以指導后續(xù)的質量管理過程,。并利用數字化檢測與測量儀對檢測信息進行質量監(jiān)控和分析,。

　　4.數據采集和數據分析系統(tǒng)利用DNC系統(tǒng)提供的機床聯(lián)網自動采集功能和觸摸屏、掃描槍等手工采集方式進行車間數據采集,這些數據傳遞給MES系統(tǒng)用于生產監(jiān)控,與質量相關的信息則傳遞給QMS,用于質量跟蹤,、問題處理及統(tǒng)計分析,。

　　（內容來源自網絡）