MES的定義
        定義一（AMR定義）
        在AMR的INTECHl994年5月號(hào)上，對(duì)MES的概念表述如下：“MES是在公司的整個(gè)資源按其經(jīng)營(yíng)目標(biāo)進(jìn)行管理時(shí)，為公司提供實(shí)現(xiàn)執(zhí)行目標(biāo)的執(zhí)行手段，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)連接基本信息系統(tǒng)的理論數(shù)據(jù)和工廠的實(shí)際數(shù)據(jù)，并提供業(yè)務(wù)計(jì)劃系統(tǒng)與制造控制系統(tǒng)之間的通信功能?！?BR>        因此，MES不只是工廠的單一信息系統(tǒng)，而是橫向之間、縱向之間、系統(tǒng)之間集成的系統(tǒng)，即所謂經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)，對(duì)于SCP、ERP、CRM、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等近年被關(guān)注的各種企業(yè)信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只要包含工廠這個(gè)對(duì)象，就離不了MES。歸結(jié)起來(lái)，MES可以概括為一個(gè)宗旨——制造怎樣執(zhí)行，兩個(gè)核心數(shù)據(jù)庫(kù)——實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，兩個(gè)通信接口——與控制層接口和與業(yè)務(wù)計(jì)劃層接口，四個(gè)重點(diǎn)功能——生產(chǎn)管理、工藝管理、過(guò)程管理和質(zhì)量管理等。
        定義二（MESA定義）
        國(guó)際制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)（Manufacturing Execution System Association，MESA）對(duì)MES的定義是“MES能通過(guò)信息的傳遞，對(duì)從訂單下達(dá)開(kāi)始到產(chǎn)品完成的整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化的管理，對(duì)工廠發(fā)生的實(shí)時(shí)事件，及時(shí)作出相應(yīng)的反應(yīng)和報(bào)告，并用當(dāng)前準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)對(duì)進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)和處理。”
        從定義中可以看出，MES具有如下特征：
        ● MES在整個(gè)企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下，是生產(chǎn)活動(dòng)與管理活動(dòng)信息溝通的橋梁。MES對(duì)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行“再計(jì)劃”，“指令”生產(chǎn)設(shè)備“協(xié)同”或“同步“動(dòng)作，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行及時(shí)的響應(yīng)，使用當(dāng)前確的數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行及時(shí)調(diào)整、更改或干預(yù)等處理。
        ● MES采用雙向直接的通訊，在整個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品供需鏈中，即向生產(chǎn)過(guò)程人員傳達(dá)企業(yè)的期望（計(jì)劃），又向有關(guān)的部門(mén)提供產(chǎn)品制造過(guò)程狀態(tài)的信息反饋。MES采集從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過(guò)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(dòng)。它強(qiáng)調(diào)是當(dāng)前視角，即精確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
        ● MES是圍繞企業(yè)生產(chǎn)這一為企業(yè)直接帶來(lái)效益的價(jià)值增值過(guò)程進(jìn)行的，MES強(qiáng)調(diào)控制和協(xié)調(diào)。 
        MES的產(chǎn)生
        隨著MRP、ERP等工具和管理理念在我國(guó)的逐步推廣和深入，我國(guó)制造業(yè)企業(yè)的信息化意識(shí)逐漸加強(qiáng)。隨著企業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入，ERP、SCM、CRM、EIP、PDM等林林總總的信息化管理軟件，逐漸為眾多的管理者所接受，并開(kāi)始廣泛應(yīng)用于企業(yè)管理中，企業(yè)也因此取得了一定的管理效益。但是，目前我國(guó)ERP整體的應(yīng)用效果并不理想，這是因?yàn)檫€有一個(gè)重要的環(huán)節(jié)被忽略了：上述管理系統(tǒng)主要是對(duì)企業(yè)的管理數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和運(yùn)算，主要應(yīng)用在計(jì)劃、預(yù)測(cè)、分析等方面，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的主體——生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理卻沒(méi)有涉及到。
        生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作為制造企業(yè)的物化中心，它不僅是制造計(jì)劃的具體執(zhí)行者，也是制造信息的反饋者，更是大量制造實(shí)時(shí)信息的集散地，因此生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的資源管理、物流控制和信息集成是企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要一環(huán)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管理與控制系統(tǒng)的敏捷性在一定程度上決定著整個(gè)企業(yè)的敏捷性。
        然而，目前在多數(shù)企業(yè)中，從ERP中得出的生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的信息傳遞，是依賴(lài)“手工作業(yè)”的，即人工將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息輸入到上層系統(tǒng)中。因此，在計(jì)劃層和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程控制層之間，存在一個(gè)信息流通上的斷層。這就使得許多管理效益無(wú)形中打了折扣。
        一個(gè)企業(yè)的良性運(yùn)營(yíng)是使“計(jì)劃”與“生產(chǎn)”密切配合，在最短的時(shí)間內(nèi)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的變化，是保證計(jì)劃合理而快速修正的關(guān)鍵。為此，企業(yè)的計(jì)劃層與生產(chǎn)控制層之間需要“直通車(chē)”，使計(jì)劃與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可以實(shí)時(shí)互動(dòng)，也就是要消除計(jì)劃和執(zhí)行之間的斷層。
        到底如何消除計(jì)劃與現(xiàn)場(chǎng)控制之間的斷層？
        美國(guó)的權(quán)威機(jī)構(gòu)先進(jìn)制造研究中心AMR（Advanced Manufacturing Research）于1992年提出了三層的企業(yè)集成模型，將企業(yè)分為三個(gè)層次：計(jì)劃層（MRPII/ERP），執(zhí)行層（MES），控制層（Control）。 
 
        計(jì)劃層強(qiáng)調(diào)企業(yè)的計(jì)劃，它以客戶(hù)定單和市場(chǎng)需求為計(jì)劃源，充分利用企業(yè)內(nèi)部的各種資源，降低庫(kù)存，提高企業(yè)效益；
        控制層強(qiáng)調(diào)設(shè)備的控制，如PLC、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、各種計(jì)量及檢測(cè)儀器、機(jī)械手等的控制。
        而執(zhí)行層是位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與工業(yè)控制系統(tǒng)之間的面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)。它為操作人員/管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行和跟蹤以及所有資源的當(dāng)前狀況，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。MES通過(guò)控制包括物料、設(shè)備、人員、流程指令和設(shè)施在內(nèi)的所有工廠資源來(lái)提高制造競(jìng)爭(zhēng)力，提供了一種系統(tǒng)地在統(tǒng)一平臺(tái)上集成諸如質(zhì)量控制、文檔管理、生產(chǎn)調(diào)度等功能的方式。
        MES的組成
        MES系統(tǒng)是多種生產(chǎn)過(guò)程控制和管理功能的軟件集合，MESA（MES國(guó)際聯(lián)合會(huì)）通過(guò)對(duì)其成員的大量實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)，歸納了十個(gè)主要的功能模塊，如下圖所示：
 
        工序詳細(xì)調(diào)度：通過(guò)基于有限資源能力的作業(yè)排序和調(diào)度來(lái)優(yōu)化車(chē)間性能;
        資源分配和狀態(tài)管理：指導(dǎo)勞動(dòng)者、機(jī)器、工具和物料如何協(xié)調(diào)地進(jìn)行生產(chǎn)，并跟蹤其現(xiàn)在的工作狀態(tài)和剛剛完工情況;
        生產(chǎn)單元分配：通過(guò)生產(chǎn)指令將物料或加工命令送到某一加工單元開(kāi)始工序或工步的操作;
        文檔控制：管理和分發(fā)與產(chǎn)品、工藝規(guī)程、設(shè)計(jì)或工作令有關(guān)的信息，同時(shí)也收集與工作和環(huán)境有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)信息;
        產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品清單管理：通過(guò)監(jiān)視工件在任意時(shí)刻的位置和狀態(tài)來(lái)獲取每一個(gè)產(chǎn)品的歷史紀(jì)錄，該記錄向用戶(hù)提供產(chǎn)品組及每個(gè)最終產(chǎn)品使用情況的可追溯性;
        性能分析：將實(shí)際制造過(guò)程測(cè)定的結(jié)果與過(guò)去的歷史記錄和企業(yè)制定的目標(biāo)以及客戶(hù)的要求進(jìn)行比較，其輸出的報(bào)告或在線顯示用以輔助性能的改進(jìn)和提高;
        人力資源管理：提供按分鐘級(jí)更新的員工狀態(tài)信息數(shù)據(jù)(工時(shí)，出勤等)，基于人員資歷、工作模式、業(yè)務(wù)需求的變化來(lái)指導(dǎo)人員的工作;
        維護(hù)管理：通過(guò)活動(dòng)監(jiān)控和指導(dǎo)，保證機(jī)器和其它資產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)工廠的執(zhí)行目標(biāo);
        過(guò)程管理：基于計(jì)劃和實(shí)際產(chǎn)品制造活動(dòng)來(lái)指導(dǎo)工廠的工作流程(這一功能實(shí)際上也可由生產(chǎn)單元分配和質(zhì)量管理來(lái)實(shí)現(xiàn));
        質(zhì)量管理：根據(jù)工程目標(biāo)來(lái)實(shí)時(shí)記錄、跟蹤和分析產(chǎn)品和加工過(guò)程的質(zhì)量，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量控制和確定生產(chǎn)中需要注意的問(wèn)題;
        數(shù)據(jù)采集：監(jiān)視、收集和組織來(lái)自人員、機(jī)器和底層控制操作數(shù)據(jù)以及工序和物料信息，這些數(shù)據(jù)可由車(chē)間手工錄入或由各種自動(dòng)方式獲取。
        MES與計(jì)劃層和控制層之間的關(guān)系
        在企業(yè)集成環(huán)境中，MES和上下層系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流如下：
 

        在制定計(jì)劃時(shí)，ERP使用天、周、月和年的時(shí)標(biāo)（這是一個(gè)100x時(shí)間系數(shù)），根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)、客戶(hù)訂單及其相關(guān)的其它因素形成企業(yè)的主排程計(jì)劃，其中，包括產(chǎn)品的生產(chǎn)計(jì)劃和與之相關(guān)的原料采購(gòu)計(jì)劃等內(nèi)容。ERP形成計(jì)劃后，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候向執(zhí)行層的MES系統(tǒng)發(fā)送具體的生產(chǎn)計(jì)劃，即向MES發(fā)出“做什么”的指示。

       根據(jù)ERP制訂的生產(chǎn)計(jì)劃，MES根據(jù)已定義的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)形成生產(chǎn)指令，為控制層提供“如何做”的指示。同時(shí)，將生產(chǎn)過(guò)程的結(jié)果信息反饋給ERP系統(tǒng)。此時(shí)，MES使用時(shí)標(biāo)較短（一般為天、班、小時(shí)分鐘或秒），并且，其時(shí)標(biāo)與控制層的也不一致，時(shí)間系數(shù)為10x。
        在此模式中，控制層是實(shí)時(shí)工作的，它的時(shí)標(biāo)為1x，一般少于1秒，這意味著，控制層將對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制和調(diào)整，來(lái)實(shí)現(xiàn)物料、設(shè)備、人員和信息的“協(xié)同”，進(jìn)而獲得理想的產(chǎn)量和質(zhì)量。
 

        從以上過(guò)程中可以看出，MES強(qiáng)調(diào)企業(yè)在整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)信息“共享”和生產(chǎn)行為的“協(xié)同”，并借此實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化。因此：
        ● MES需要具備與計(jì)劃層和控制層保持雙向通信能力，從上層系統(tǒng)接受生產(chǎn)計(jì)劃，經(jīng)過(guò)分解處理后，向下層系統(tǒng)發(fā)出生產(chǎn)指令；
        ● 從下層系統(tǒng)接收生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)時(shí)事件、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的加工和處理，并向上層系統(tǒng)反饋生產(chǎn)計(jì)劃的處理結(jié)果；
        ● 從本質(zhì)上來(lái)講，MES不同于以派工單形式為主的生產(chǎn)管理，不同于以輔助物料流為特征的傳統(tǒng)的車(chē)間控制系統(tǒng)，也不同于偏重作業(yè)與設(shè)備調(diào)度為主的單元控制器；
        ● MES更多地被認(rèn)為是一種新型的生產(chǎn)運(yùn)作和管理模式，是將制造系統(tǒng)中的生產(chǎn)計(jì)劃、進(jìn)度安排、物料流動(dòng)、物料跟蹤、過(guò)程控制、過(guò)程監(jiān)視、質(zhì)量管理、設(shè)備維護(hù)和信息管理等進(jìn)行一體化集成，以最終實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化的制造平臺(tái)優(yōu)化策略。

（轉(zhuǎn)載）