走访不少国内企业工厂，大家都在谈论智能制造MES，讨论得也很激烈，但是每个人受限于角色职能，对MES的理解忽而模糊，忽而清晰。纵观国内外工业发展史，制造系统模型在普渡大学得以建模(PERA模型参考我的另一篇文章)后，并为各标准制定协会引用，MES才逐渐被抽象出来。这个归纳总结再实践的过程，对比当前技术爆炸的时代显得尤为漫长，所以引入国内的过程，当视为“洋为中用”，“师夷长技以制夷”的现代化版本，这样也就避免了重走过程，造成资源浪费。

MES概念

制造执行系统(manufacturing execution system，MES)的概念最早形成于20世纪80年代末，进入90年代逐步成型并获得迅速发展。制造执行系统国际协会(Manufacturing Execution System Association，MESA)的成立更推动了MES的发展。按照MESA给出的定义：制造执行系统是能通过信息的传递，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其进行相应的指导和处理。MES通过对变化情况的快速反应，减少了无用行为，提高了企业运行和管理的有效性。目前，MES系统主要参照ISA-95标准，其定义了MES系统集成时所用的术语和模型。

什么是ISA-95？

ISA-95: the international standard for the integration of enterprise and control systems，也简称S95，国外也有称作SP95，是企业系统与控制系统集成国际标准，由仪表、系统和自动化协会 (ISA) 在1995年投票通过。而95代表的是ISA 的第95个标准项目。该标准的开发过程是由 ANSI(美国国家标准协会) 监督并保证其过程是正确的。

资源计划层方案龙头，德国SAP爱斯普供图

ISA95 标准定义的制造企业三层活动结构

MES带来什么？

集成资源计划层(ERP)与生产控制层(PCS/DCS)：

• 提供对生产过程和偏差的洞察和概括。
• 确保更有效地执行生产订单，并帮助您实现人员和资源的最佳部署。
• 实现卓越经营目标

在引入MES后，财务收益：

• 质量异常减少 70%
• 产出能力增加20% (消除瓶颈)
• 显著降低仓储库存
• 促进财年目标达成

在引入MES后，流程改善：

• 生产制造可视化
• 最佳实践分享
• 减少停产工时
• 科学指引生产节拍
• 提升计划订单关单率
• 制造整合
• 降低制造成本

无形收益：

从数据到本质

无论是测量设备效率(OEE)，还是过程跟踪订单/生产操作的可视化，还是数字化工作指令和产品谱系，都需要MES解决方案来支持持续改进，并在当今充满挑战的商业环境中保持竞争力。

数据采集重要性

数字化数据采集是持续改进的基础，而手工收集数据容易人为错误，消耗宝贵的资源。通过将数据收集过程自动化，可以将其集成到生产操作中，从而可以自动或手动地采取操作来改进和优化过程。

建立测量模式

从本质上说，通过收集数据，我们能够测量过程，从而确认过程的变化确实带来了商业利益，提高了质量，减少了停机时间，增加了生产或订单的可见性。

诡异的段子：

• 未知不可知：你永远不知道你不知道的事，不要被角色所困，走出来看一看。
• 未知不可行：你无法对不知道的事付诸行动，不要盲目做事
• 未知即无知：不主动去了解，永远不知道
• 无知而不自知：因为不知道所以反而不会自发去了解，需要外人外物刺激/感染/熏陶/促进
• 无知而不自测：不懂业务流程就不知道怎么去做过程测量
• 未量测则无改良：不做过程量测，改善是盲目的可能根本没有改善

答疑解惑

GENERAL MANAGER

总经理有问题要问：总经理一定是MES解决方案的发起人之一，因为MES强大的信息指标，指导着公司短期或长期的生产运营决策。

• 为什么ERP不能覆盖集成所有IT系统需求？
• 怎样做到低成本高产出？
• 特定的生产成本是多少？
• 怎么才能收集到准确可靠的生产相关信息？

MES给总经理问题的答案：

通过集中生产数据，协调生产控制层和企业资源管理系统，提供各项与生产相关的监控指标。总经理将能通过MES掌控材料成本价格，工厂产能，生产资料(响应)，能源/资源节省使用状况和报废品管理。

PRODUCTION MANAGER

从生产经理的角度来看MES:“我怎样才能把我的工厂生产运行得最好呢?”典型问题是:

• 操作人员有什么技能?
• 如何组织团队?
• 是否分配了每个任务(谁做什么)?
• 能按期交付吗?
• 有什么可能不合规的?

MES集中生产数据用以管理资源，减少手工输入和文字工作，并适当设定指标，从而确保：

• 恰当的按技能分工，
• 有效的分配的任务。
• 合理组织团队。
• 实时能力分析。
• 监控性能指标。
• 危险管理(缺勤、资源不足)。
• 及时交付。
• 材料消耗管理。
• 平顺的制造过程。

OPERATOR

作业员/操作员的疑问(来自生产一线的问题)：

• 我现在该怎么办?
• 为什么我要没完没了地填写工作表?
• 我需要的文件在哪里?
• 他们是最新的吗?
• 我达到今天的目标了吗?
• 我有时间重做不符合要求的部分吗?

MES最适用于作业层：

• 避免花时间“重写”。
• 实时确认当日生产状况。
• 提供解决问题所需的必要信息。
• 持续更新生产任务。
• 实时跟踪所需指标。
• 减少输入时间。
• 更好的理解生产过程。
• 提高员工技能。
• 能承担更多的拓展事务。

MAINTENANCE MANAGER

设备设施运维经理想知道:

• 每台机器的故障率是多少?
• 如何避免故障?
• 有备件吗?
• 下次计划停产什么时候?
• 谁可以到场支持服务?

MES 可确保

• 停机或停机时间的报告(含原因、设备)
• 实时异常警报。
• 了解关键操作设置
• 发送生产和维护计划

以及

• 管理和程序维护呼叫。
• 计划维护任务。
• 与生产紧密合作。
• 分析故障(日志、分类等)。
• 监控生产指标。
• 了解故障和关闭。
• 提高设备的可靠性。
• 预测故障和故障。
• 增加生产工具的可用性。

销售经理的疑问:

• 我的订单情况如何?
• 我如何通知客户任何可能的延误?
• 我手中数据是否可靠?
• 有什么更优替代方案吗?

MES基于实际生产状况的报表可以：

• 显示关于每个生产订单的实际进度
• 实时更新生产计划
• 允许共享相同的数据，以便与业务管理进行有效沟通

通过这些可以拿到：

• 实时库存:数量、地点(ERP交互)。
• 物料在商店和车间之间的流动。
• 所有生产阶段的质量水平。
• 为JIT及时交付提供可能。
• 优秀库存水平(优化)和停线预防。

质量经理优先关注问题：

• 符合客户的规格吗?
• 怎样才能提高质量呢?
• 如何减少报废(率)?
• 是否严格按照设定流程生产?
• 生产是否受控?

MES可以帮助质量经理用积极的生产执行来替换生产中的纸质清单和指令，以降低成本并支持持续改进。数据收集在一个集中的MES中，使跟踪和跟踪、数据分析和基于SPC的实时调整更加容易。

• 分析故障
• 帮助制定流程并实时监控执行状况
• 与不良维修员紧密合作
• 遵守履行
• 客户规格/规定。
• 可追溯性方面的要求。
• 提供质量过程的优化。
• 资质认证。
• 控制报废。

(待续……）