BDM ：李智宇

BDM ：李智宇

MES 制造执行系统

2013.05.08

Sensing Intelligence— 传感智慧

目录 Contents

MES 的定义为什么需

要 MES

MES 特点系統架構作用 & 效益应用领域

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功能介紹


M E S 是什么？

MES(Manufacturing Execution

System) 是全面整合制造资源、全方位管理生产进度、质量、设备和人员绩效的

制造业生产管理思想和管理工具。

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M E S 是什么？

•Manufacturing Execution System

•MES 能通过信息的传递，对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理，对工厂发生的实时事件，及时作出相应的反应和报告，并用当前准确的数据对生产现场发生的异常事件进行相应的指导和处理。


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企业为什么需要 MES ？

• 制造企业关心三个问题“生产什么？，生产多少？如何生产？”

• ERP 回答的是前两个问题。• “ 如何生产” ( 可以生产什么 ? 在什么时间生产什么 ? 在什么

时间已生产什么 ? 质量如何？效益如何？ ) 由生产现场的过程控制系统“掌握”。

• 对于“计划”如何下达到“生产”环节，生产过程中变化因素如何快速反映给“计划”，在计划与生产之间需要有一个“实时的信息通道”， MES （制造执行系统）就是计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”。

• 只有在 MES 提供了详尽的生产状况反馈后， ERP 才能有效地运作计划的职能。


企业为什么需要 MES ？

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广大制造企业无不面临剧烈的市场竞争：原材料大幅的涨价、产品的同质化、消费者的品质意识越来越强、客户又给工厂巨大的降价压力等。而我们广大制造企业纷纷上ERP 、 SCM 、电子商务等信息化项目来提升管理水平、降低管理成本 , 但工厂仍然面临着如下局面：1. 市场总是在日新月异，客户的要求是越来越高，质量要更好，价格要更低，交货期要更

短，产品品种却越来越多2. 同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动校验和操作提示以防止工人

装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误？ 3. 出现用户投诉产品的时候，能否根据产品号码追溯这批产品的所有生产过程信息？能否

立即查明它的：原料供应商、操作机台、操作人员、经过的工序、生产时间日期和关键的工艺参数

4. 过去 1 小时之内生产线上出现最多的产品缺陷是什么？次品数量是多少？5. 能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率及缺陷原因？ 6. 生产线和机器设备有多少时间在生产，多少时间在停转或空转？影响设备生产效能的最

主要原因是：设备故障？调度不当？人员操作不当？物料供应不及时？7. 能否对产品的质量检测数据自动进行统计和分析，精确区分产品质量的随机波动与异常

波动，将质量隐患消灭于萌芽之中？ 8. 目前在前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？仓库中每种产品库存是

多少？要分别供应给哪些客户？是否能及时交货？


MES 产品特点

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• 现场作业管控实时数据全局共享，消除“信息孤岛”，将孤岛连成大陆， JIT 库存管理与现场看板管理，让生产车间透明化，让执行力看得见• 产品信息追踪追溯支持从客户返修、到销售发货、到生产过程信息、到物料供应整个产品生命周期内的信息追溯，帮助企业实现质量问题原因的快速定位。在系统内录入产品序列号，可查询产品销售去向，支持成品召回管理• 专业的条码支持包括编码方案的设计、条码标签打印支持和条码数据采集支持• 按需组合客户可根据自身企业需求，按需组合• 流程和规则灵活配置针对不同的产品或客户配置不同的工艺规则和流程• 标准化的对外接口提供标准完善的数据接口与 ERP 及其他系统无缝连接


MES 系统架构拓扑图

MES

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MES 组成

MES 的组成及其与其它系统的关系如下图所示。

SCM

供应链管理

DRP

分销资源管理

CRM

客户关系管理

CMC/PDM

协同制造商务产品数据管理

ERP

资源规划管理

AUTOMATIO

N

自动化

工序详细调度

作业人员管理

生产单元分配

资源状态管理

产品跟踪管理

质量管理

数据采集

性能分析

文档管理

设备维护管理


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MES 功能

MES 系统是多种生产过程控制和管理功能的软件集

合， MESA （ MES 国际联合会）通过对其成员的大量实践进

行了总结，归纳了十一个主要的功能模块，其中包括，

• 1) 工序详细排程。以资源和能力有限为前提条件，通过相

应的作业排序和作业调度来优化车间作业计划，最大限度

地减少生产过程中的准备时间，提高生产过程的作业效率

和作业性能。


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工序排程

FIS DISPOcreate a sequence生成生产序列

Weekly/Daily Program日计划

IO - sequence正常生产序列

Locked sequence回收生产序列

FIS DISPOorder release发放生产订单

Printing ID Labe打印产品标签 l

Fast sequence加快生产序列

locked orders回收订单

request of next order索取下一个订单

开始装配

Step1 第一步Step2 第二步

sequenceCriterions排序准则

订单接收及生产线日计划


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MES 功能

• 2) 资源分配与资源状态管理。根据作业任务，分配人员、

设备、工具和物料协调地进行生产，以保证生产的正常进

行，并提供资源使用情况的历史记录，同时跟踪其现在的

工作状态和完工情况。


资源管理 ~ 设备利用率

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MES 功能

• 3) 生产单元分配。通过生产指令（以作业、订单、批量、

工作单等形式）将物料或加工命令送到某一加工单元开始

加工操作。• 4) 文档管理。管理、分发与产品标准、工艺规程或工作指

令有关的信息，同时，对活动的过程、结果和环境等进行

符合规定要求的信息收集，并予以记录。


文档管理 ~ 文档管理流程

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MES 功能• 5 ）过程管理。监控生产过程，自动纠正生产中的错误，并向用户提供决策支持，以提高生产效率。过程管理还应包括报警功能。


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MES 功能

• 6) 产品跟踪和清单管理。经过监视工件在任意时刻的位置

和状态来获取每个产品或组件所经历的加工工序、加工结

果的数据记录，以此为据，向用户提供每个产品组件或最

终产品的可追溯性记录。


产品追踪追溯

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MES 功能

• 7) 性能分析。将产品实际制造过程中测定的结果与过去的历

史记录、企业的目标或客户的要求进行相关的比较，在线显示

或者输出相应的报告，辅助管理者进行性能的改进和提高。


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MES 功能

• 8) 作业人员管理。提供作业人员的状态和相关数据（工

时，出勤等），基于人员资历，工作模式，业务需求等相

关信息，辅助管理者对作业人员的安排进行指导。


人力资源管理 ~出勤管理

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MES 功能

• 9) 设备维护管理。通过对设备的状态监控，数据收集和维护指导等相关措施，保证机器设备和相关资产的正常运转，以实现企业的相关目标要求。


1. 잠재 고객

设备管理 (EMM)

5. 化学品 . 耗材管理

功能说明模块名称

4. 钢板管理

3. 治工具管理

2. 测试配备管理

1. 机器设备管理

• 管理模块 : 基础数据设定 ,出入库 ,维修 , 保养 ,报废 ,

安全库存 .盘点• 管理价值 : 提高设备效率


安全库存 ,盘点 . 使用寿命• 管理价值 : 提高上线合格率 , 提升产品质量


安全库存 .盘点• 管理价值 :冯少浪费 , 提升效率


安全库存 .盘点• 管理价值 :冯少浪费 , 提升效率

• 管理模块 : 基础数据设定 ,出入库 , 报废 ,.安全库存 .盘点• 管理价值 :冯少浪费 , 提升效率

对象 : 机台设备工具

功能 : 真实记录 & 库存管理

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MES 功能

• 10) 质量管理。通过在线的质量检验和离线的实验室分析

数据等质量信息记录，跟踪和分析产品在加工及装配过程

中各工序的质量状况，以保证产品质量在控制范围之内，

并向相关人员提供质量改进的有关建议。


质量管理 ~良率资讯

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MES 功能

• 11) 过程数据采集。通过对过程进行相应的数据采集，收集来自人员，机器、设备、操作、工序，物料等方面的现场数据，形成过程当前的状况信息，以便其它相关系统和人员进一步使用。


数据采集 ~ 生产即时资讯

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从表相看MES 作用

•当生产订单发生变化时……•当生产设备发生故障时……•当发现原材料有缺陷时……•当发现出厂产品存在质量缺陷时……•当出厂产品发生质量投诉时……


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当生产订单发生变化时……

• 在制造过程中有客户插单，需要对原来的生产计划进行改动。对于制造过程比较复杂的情况，每台机器在什么时间由什么人完成什么制造工序都已经安排好了，物料也都准备妥当，要插单相当困难。通过 MES 系统，即时排程成为可能。

• 系统可以根据新下达的生产计划，在指定的管理条件（例如：准时发货、设备使用率、生产成本等）下，迅速完成生产排程，并将制造任务下达到每个制造岗位。

• 提高制造现场的调度效率，适应变化的市场需要和苛刻的客户要求。


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当生产设备发生故障时……

• 在制造过程中有设备发生故障，尤其是关键设备发生故障，无法正常工作，影响了制造现场的整体计划。通过 MES 系统，可以立刻将情况反应给生产计划部门，提请是否修改生产订单。并根据生产计划部门的意见，重新对现场的制造资源进行排除，并将制造任务下达给每个制造岗位。

•即时地与生产计划部门沟通，提供生产整体的效率。对制造现场进行有效地组织，提高制造效率，减少故障带来的损失。


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当发现原材料有缺陷时……

• 产品在质量检验的时候，但发现质量缺陷。经分析，该缺陷是由于采用了某批存在质量问题的原材料。因此，使用该批原材料的全部产品都要报废和重新检验。通过 MES 系统，可以方便地提起采用该批原材料的全部产品清单，包括产成品和半成品。因此，这些产成品和半成品在拣选出来进行特殊的处理。

•避免了可能有缺陷的产品出厂后带来召回费用，可能有缺陷的半成品加工成不良产成品带来的制造成本盒费用，从而减少了原材料缺陷带来的损失。


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当发现出厂产品存在质量缺陷时……

• 产品出厂因质量问题发生顾客投诉，经过分析发现产品的工艺设计存在缺陷。该缺陷可能带来产品的快速磨损，导致客户退货或赔偿。通过 MES 系统，可以方便地找到采用该工艺的全部产品批号清单，对于已经交付经销商或客户使用的产品，进行召回。

• 产品召回避免了因客户使用存在该工艺缺陷的产品造成后果的赔偿邀请，降低经营风险。


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当出厂产品发生质量投诉时……

• 产品出厂因质量问题发生顾客投诉。质量部门通过 MES 系统，提取制造该产品的全部制造资料并进行分析，发现该质量缺陷是由于采用了某批存在质量问题隐患的原材料。从而启动原材料不合格的质量处理流程。

• 完整的制造资料可以为质量分析提供第一手资料，帮助质量管理部门快速准确地对出厂产品的质量问题进行分析。


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MES 的综合效益

MES 的使用不仅可以在企业生产的某些局部对企业产

生积极的影响，同时，更重要的是，通过 MES 的使用可以改

善企业以下方面的过程性能，并给企业带来效益。• 业务的协同性。使传统的生产过程“黑箱”透明化，不仅提

高了企业信息集成的程度，也使企业极大地改善了业务部门

间的“协同性”；• 计划的适应性。不仅使企业制定的生产计划具有了更明显的

可操作性，使计划得到更有效的执行，同时，在计划执行可

以得到保证的条件下，企业可以进一步提高计划的精确性和

适应性，以便有效地配置和利用有限资源；


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MES 的综合效益

• 产品成本的可降低性。在获取了大量更为准确的分步成本

数据的基础上，不仅使企业可以更精确地核算和控制产品

成本，也为降低产品成本指出了方向和方法；• 过程绩效的可衡量性。在获取大量过程实时数据的基础

上，不仅使企业对生产过程现状了如指掌，同时，也便于

企业对过程作业绩效进行有依据的衡量；• 过程性能的可改进性。在积累了大量过程历史数据的基础

上，不仅使企业可以尽快建立过程目标，同时，也便于企

业通过对数据的分析实施过程的改进；


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MES 给企业带来的利益

• MESA 以问卷方式对若干典型企业进行了两次有关 MES 应用情况的调查

•这些典型企业覆盖如下七大行业：医疗产品，塑料与化合物，金属制造，电气 /电子，汽车，玻璃纤维，通讯

•这些企业中， 75% 为离散制造企业， 16% 为批量 / 流程制造企业， 9% 为混合型企业，它们平均应用 MES 的时间为2.3年

• 以下数据是这两次调查的结果……


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可量化的直接经济利益

获益项目平均获益（获益范围）

调查 1 调查 2

缩短产品制造周期 45% （ 2-80% ） 35% （ 10-80% ）

减少或消除数据输入时间 75% （ 25-100% ） 36% （ 0-90% ）

减少在制品数量 17% （ 25-100% ） 32% （ 0-100% ）

减少或消除作业转换中的文书工作

56% （ 5-100% ） 67% （ 0-200% ）

缩短产品交付周期 32% （ 2-60% ） 22% （ 0-80% ）

改进产品质量 ( 减少次品 ) 15% （ 5-25% ） 22% （ 0-65% ）

消除损失的文书 /蓝图 57% （ 10-100% ） 55% （ 0-100% ）*资料来源：


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0%

15%

30%

45%

60%

75%

67%

55%

36% 35%32%

22% 22%

公司可以在很多方面得到可测量的效益 (平均效益 )1 ：

MES 效益

1）MESA国际


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行业原因

MES 重点要实施的功能首要的次要的

半导体

需要增加产量和收益批量跟踪

配方管理增加机器使用率需要精确的生产排产

工序 / 详细排产产品跟踪 / 产品系列清单生产数据收集 / 采集

汽车

需要确保质量客户订单跟踪

需要制造的生产历史记录优化机器的性能

资源的分配和状态文档管理质量管理

医疗设备

遵守 FDA

批量跟踪需要制造的生产历史记录

工作指令管理需要确保质量

性能分析产品跟踪 / 产品系列清单文档控制

离散制造业

工作指令管理精确排产订单跟踪

客户订单跟踪配置生产单元文档控制工序 / 详细排产

实施MES行业特点

JIT 物料拉动管理过程监控


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行业原因

MES 重点要实施的功能首要的次要的

医药业遵守 FDA

批次记录管理批次跟踪

需要确保质量配方管理

文档控制人力资源管理产品跟踪 / 产品系列清单性能分析

食品和饮料批量跟踪需要确保质量

遵守 FDA

配方管理需要增加产量和收益

工序 / 详细排产产品跟踪 / 产品系列清单质量管理

连续 ( 不间断 )制造业

配方管理需要流程控制批次记录管理

安全需要确保质量操作的效率

流程管理文档控制维护管理

实施MES行业特点


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