mes管理系统的作用范文第1篇

关键词：MES系统 钢铁企业 应用

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）11-0075-01

钢铁企业在实施信息化管理与控制的时候，一般会分成四个等级，每一个等级在钢铁企业运营过程中都发挥着重要的作用，更好的实现对钢铁企业“人、财、物、产、供、销”的综合管理。其中MES系统为三级管理系统，也是钢铁企业信息化管理与控制的核心系统。

1 钢铁企业MES技术的局限性

1.1 过程自动化技术的局限性

有时候过程自动化技术的使用也会表现出一些制造执行功能，但是相对于MES系统来说，这种功能还不是非常成熟。而且，由于机械设备的供应商各不相同，并且没有完整的功能规划和统一的数据结构，无法发挥出与MES系统相同的效果的。由此可见，使用过程自动化技术实现的信息系统是无法满足现代化钢铁企业生产过程的管理需求的。

1.2 ERP技术的局限性

钢铁企业的生产过程比较比较复杂，主要表现为离散与连续并存的多阶段混合式生产，从原料的选择到最终产品产出需要经过很多环节，同时兼具物理变化和化学变化，环环相扣才能制作出符合客户要求的产品。所以，在钢铁企业的生产过程中，不仅要考虑资金、工序方面的局限性，还要重视温度、能耗、质量等因素的调整[1]。

2 MES系统的技术分析

C/S结构是比较常见的客户机和服务器结构系统，在软件系统中的应用十分广泛，对于MES系统也是一样，通过C/S结构技术能够对Client端和Server端接收到的任务进行合理的配置，最大限度的降低了MES系统在通讯上的资金投入。B/S结构是浏览器和服务器结构，随着互联网技术的不断完善，B/S结构技术也进行着不断的调整，通过B/S结构技术能够建立B/S结构网，通过互联网技术下的数据库应用进行分析，能够更好的对MES系统中的模块功能进行把握，大大的简化了客户端电脑荷载，不仅降低了在系统维护和升级上的资金成本，还能够提升钢铁企业的经济效益。

3 钢铁企业MES系统的结构框架

图1为钢铁企业MES系统功能结构图，根据图中所示，我们能够了解到MES系统的位置，对其功能划分也有一个明确的界定，结合钢铁企业生产实际情况进行分析，概括出钢铁企业MES系统的十个功能模块，分别是作业计划、生产调度、物料跟踪、设备管理、热工具管理、质量管理、工艺管理、库存管理、数据管理、数据分析[2]。具体功能模块如图1所示。

通过上述十个模块的相互配合，才能充分发挥出MES系统的中间层作用，MES系统的下层是生产控制系统，主要包括DCS技术、PLC技术、SCADA技术等；MES系统的上层是高层管理计划系统，主要包括ERP技术、MRP技术、II技术等。

4 MES系统在钢铁企业的应用

4.1 支持完整的业务过程

在钢铁企业的准备过程中，MES技术的作用主要表现在对生产工艺的管理方面；在执行过程中，MES技术能够对物料、设备进行跟踪管理，确保所用物料的质量安全，为设备的正常运行提供了基本保障；在处理过程中，MES技术会对整个处理过程进行监督与管理，确保处理过程中的每一个环节的准确无误，为后续分析过程提供数据上的支持[3]。

4.2 采用灵活的功能结构

图一详细的介绍了MES系统的功能结构，但是具体的功能实现还是要根据生产的实际情况以及生产环境来决定。当钢铁处于冶炼过程的时候，主要以化学变化为主，但是在轧制过程中却是以物理变化为主，不管是在生产调度还是质量管理方面，都存在着很多的差异。

5 结语

综上分析可知，MES技术在钢铁企业的生产过程中发挥着重要作用，不仅能够有效的弥补了钢铁企业上层管理软件与生产信息控制系统之间的空白，有助于钢铁企业生产计划、生产过程的跟踪管理。还能够实现钢铁企业信息资源的集成化管理，这样就能更好的利用信息资源，从而达到资源共享的目标，对钢铁企业的经济建设以及管理者决策都有很大的帮助。

参考文献

[1]李丁霞.钢铁企业冷轧工序MES库存管理模块的研究与应用[D].兰州大学，2014.

mes管理系统的作用范文第2篇

关键词：MES；烟草行业；信息化

1.MES的定义

制造执行系统（manufacturing execution system，简称MES）具体是指通过信息传递对从下达订单到完成产品的整个生产过程进行优化管理，主要体现在企业生产管理与实时信息的有效整合，即当企业发生实时事件时，MES制造执行系统能够在第一时间做出相应并及时上报，用采集到的有效数据对发生的实时事件进行指导和处理。MES制造执行系统把整个信息系统集成为一个整体，有效地指导企业的生产运作过程从而帮助企业实现降低成本、及时交货、提高产品质量和服务质量、提升企业生产效率的同时还能够响应国家节能减排的号召。

MES制造执行系统是帮助企业决策者制定生产任务的重要依据，主要进行企业的生产计划、优化配置、生产全过程的信息采集以及产品质量管理。MES制造执行系统通过计算机对企业的生产流水线的操作状态以及生产信息进行实时监控，并将有关数据信息上报至数据管理服务器，极大的提高了劳动率、产品质量以及生产系统的应变能力。   

2.MES在烟草行业信息化中的应用

烟草行业不同于其他制造业，它是由国家实行转型控制整个行业的生产总量根据国家设定的计划进行分配。目前随着经济全球化的影响烟草行业在生产过程中越来越多的受到市场的影响，所以需要进行产品机构的优化，境地生产运营成本的同时还能够满足消费者的利益需求。在此引入MES制造执行系统为烟草企业提供更加可靠、准确的市场信息，但是由于MES制造执行系统的种类繁多、产品结构复杂，因此必须要结合烟草制造企业自身的结构特点以及实际需要来建立。以下就对MES制造执行系统在烟草行业信息化的应用进行具体分析：

（1）建立MES制造执行系统功能架构

现阶段MES制造执行系统主要设计有MES生产咨询、生产调度、生产监视、过程质量控制、设备维护、物料跟踪和物料消耗、生产成本控制七个子系统。生产咨询系统可以使管理者、客户和领导等利用各自不同的权限，通过互联网对烟草生产的整个过程进行全方位的查询，这就可以使现场管理变得更加透明化，而且生产咨询系统还可以利用互联网给客户提供烟草产品跟踪查询的功能；生产调度是整个MES制造执行系统中的关键环节，它主要负责制定烟草企业生产的作业计划、安排生产作业任务的安排以及对紧急出发状况的处理等等；生产监视则是在烟草生产过程中对设计工艺参数的查询、制丝车间生产监视、卷包车间生产监视、立体库生产监视以及生产工艺参数分析等；过程质量控制是对烟草生产环节中的各种物料进行检测和跟踪，实现烟草制造信息处理以及质量管理全过程的电子化和智能化，以提高企业产品的质量；设备维护系统是对烟草生产的各类生产设备进行实时监控和和维护，掌握及时有效的设备运行状况，确保烟草生产能够正常进行；物料跟踪和物料消耗是指采集烟草生产线有关物料的全部信息，具体包括批次信息、时间信息、物料流动信息、工艺控制信息以及产品质量等信息；生产成本控制分为人力成本管理、物料消耗成本管理、动力消耗成本管理以及综合生产成本管理，通过生产成本控制系统可以避免不必要的人力资源消耗，从而降低企业的生产成本。

（2）MES制造执行系统的数据管理平台

MES制造执行系统的数据管理平台是指将烟草生产全过程包括制丝和储丝设备、卷接包设备、装封箱设备、质量检测设备、物流系统设备整个过程中的所有数据进行采集、分类以及汇总，从而可以及时有序的进行生产调度以及指挥生产。数据管理平台是联系控制单元与管理信息单元之间的纽带，是MES制造执行系统的基础。

（3）生产报表管理

生产报表管理是指将MES制造执行系统的数据管理平台通过对生产全过程进行采集、分类以及汇总形成的各种数据信息，根据不同生产部门的需要设计相应的报表，例如制丝报表、工艺技术处理报表等。各部门通过相应的报表记录的各种信息，在方便查询的同时还可以根据产销计划制定适合生产能力的生产任务，包括烟草制丝段作业任务的自动编制、人工的分配调整、制定卷包作业计划等，确保烟草生产计划能够按时间以及进度要求进行。

（4）设备维护管理

MES制造执行系统设备维护管理包括设备运行管理、检查管理、突发性故障管理、预警管理、维修计划管理以及设备库存管理等功能，它关系到MES制造执行系统能否正常工作的有力保证，因为一个全新的MES制造执行系统在应用到烟草企业生产时，需要持续有效的后期维护管理保证系统的正常运行，从而提升烟草行业的生产业绩。由此可见MES制造执行系统的运行以及维护是一个长期的过程，它不仅可以完善烟草企业各设备的维护措施户或者与管理制度，还能建立良好的设备预警机制、提高设备对突发性故障的应变能力。

总之，在烟草行业中应用MES制造执行系统，将企业的自动化生产与市场信息的有效的整合在一起，使企业的管理层和执行层之间有着紧密联系从而帮助烟草企业从接单、编排生产计划、生产、控制、派送等各个环节的信息通畅，并且可以提升提高烟草行业的产平质量以及生产工艺的整体水平。

3.结束语

综上所述，MES制造执行系统在烟草行业信息化中的应用不仅能够在烟草生产管理和调度执行过程中将供需关系与市场紧密集合，而且还可以提高烟草企业的资源管理水平。企业决策者可以通过MES制造执行系统获得更多实时有效地信息，然后在根据市场需求的烟草生产计划，降低人力资源消耗的同时还能够最大限度的提高产品的质量。

参考文献：

[1]孙书清. 浅谈MES在烟草行业信息化中的应用[J]. 中国新技术新产品，2010年04期.

[2]宁文慧.机械加工车间制造过程信息系统总体设计和实现[D].重庆大学，2008年.

[3]张晓燕.装配型MES及其生产调度研究[D].华中科技大学，2007年.

mes管理系统的作用范文第3篇

【关键词】mes 燕山石化 实施 应用

mes(manufacturing execution system）——即生产执行系统，国际mes联合会（mesa）对mes给出更具体的定义：mes提供从接受订货到制成最终产品全过程的生产活动实现优化的信息。它采用当前的和精确的数据，对生产活动进行初始化，及时引导、响应和报告工厂的活动，对随时可能发生变化的生产状态和条件做出快速反应，重点削减不会产生附加值的活动，从而推动有效的工厂运行和过程。

2003年，石化盈科、中控软件、中科院软件所、北京时林等单位联合承担了“863”计划主题——“石化企业mes关键技术攻关及应用研究”课题。其研究目标是以大型石化、化工企业为背景，突破制约综合自动化的重大关键技术，形成适合石油、化工行业的石化生产执行系统（mes）关键技术及应用系统。mes系统为石油化工行业提供了一套面向生产过程实时和智能管理mes解决方案。smes系统在茂名石化、安庆石化、荆门石化等9家企业得到了成功应用，显示出mes的巨大经济管理效应。

燕山石化公司成立于1969年，是目前国内规模排名前列的大型石化联合企业，其对信息化建设的需求存在自己独有的特点。一方面生产规模大，生产流程长，工艺复杂，在财务、计划、统计、物流、能耗、质量、计量数据采集等多个方面需要专业化信息管理系统的支撑；另一方面，燕山石化公司的erp、lims、实时数据库系统（rtdb）、调度指挥系统等多个管理信息化系统成功上线并运行多年，而作为流程工业综合自动化系统三层结构（erp/mes/pcs框架结构）中的中间层——mes系统近几年一直是个空白。因此，mes系统成为目前燕山石化信息化建设工作的重中之重。燕山石化公司针对自身条件和特点，并经过多年的考察和调研，在2008年决定开始采用石化盈科的石化企业生产执行系统解决方案及smes3.0系统软件，在本公司的炼油化工系统领域内进行了mes的全面实施。

实施的方案是：用石化盈科在中国石化其它企业实施mes的经验、以生产物流管理为核心、以数据集成平台和核心数据库为支撑，构建集物料移动信息管理、罐区及仓储操作信息管理、物料平衡、生产调度、统计信息管理和公用工程信息管理等业务功能于一体的炼化企业mes系统。

一、工厂模型设计

燕山石化公司在mes实施过程中，项目组充分考虑模型的一致性、适应性、可扩展性及规则以及生产调度、计划统计的业务需求和公司扁平化管理的要求并根据s95标准，采用smes 3.0的以多层递阶物料平衡为主线的多层次统一的工厂模型结构。按数据处理的层次分为测量网络层、生产操作层、计划统计层和erp支撑层。

工厂模型在集成平台维护中主要可以分为两大部分：工厂模型主数据和工厂模型配置。mes中工厂模型主数据描述了企业工厂所涉及的工艺流程、加工装置、管道与拓扑连接关系、原料物性、产品质量等生产过程所涉及的对象，是整个系统描述的基本元素。smes 3.0工厂数据模型架构中的组织模型是实际企业中组织机构在系统中的抽象描述，它的作用主要用来实现分单位管理mes区域的组织实体和对用户按单位隶属进行权限的分配等功能，组织模型包括mes企业、mes工厂、mes车间。组织模型设置后，接下来就要在系统中对工厂具体的生产、储运流程进行统一的描述，工厂数据模型描述的关键要素主要包括区域和节点模型。

区域和节点是mes工厂数据模型的核心，mes工厂最基本对象是“节点”，“区域”是“节点”的集合，节点按区域实现管理。区域与节点的关系如同集合论中集合与元素的关系。按数据处理层次来分析节点和区域模型的设计，具体分为：生产操作层、测量网络层、计划统计层、erp支撑层。区域和节点模型在不同层次间的分布及归属关系如下表所示：

smes模型是以物料平衡为主线，因此，物料是贯穿模型架构中重要的主数据之一，它是企业生产过程中涉及的原料、半成品、成品、三剂和能源介质等。工厂模型主数据还包括加工

方案、能源核算单元及平衡项等。

二、业务流程整合

建立了核心数据库，统一工厂模型后，smes还要实现以下业务目标：集成rtdb、lims等系统，提供一致、唯一和共享的数据源；实现计量、调度、统计、销售业务集成与业务协同；实现进出厂、罐区、仓储及装置关键业务集成与业务协同；实现与erp及pcs的数据集成与业务集成。为了达到上述业务目标，进而为企业提供一个良好的生产管理平台，实施企业还要在系统中进行生产管理业务的流程整合。

三、物料平衡策略

针对燕山石化公司与其它石化老企业相似的特点，采用装置校正、调度平衡和统计平衡的“2+1”物料平衡策略。

装置校正即在生产操作层的物料移动模块中基于装置的设计参数模型和装置投入产出模型，并综合考虑生产加工方案，按照一定的逻辑进行数据校正，实现装置级的物料平衡。

调度平衡即在生产调度模块中以进出厂数据、互供数据、罐存及库存数据为基准，以物料移动为主线，对生产装置投入产出数据进行进一步的平衡，从而实现全厂生产调度平衡。调度平衡业务的规则即求解策略+人机交互的迭代求解。

统计平衡即在全厂生产平衡的基础上，建立全厂物料平衡模型，以罐存数据和进出厂及互供数据为基准，全面综合考虑气体和固体等数据，实现全厂统计平衡。全厂统计平衡的结果满足生产统计部门的业务需求，为erp系统和技术经济指标统计系统提供数据支撑。

smes通过反馈执行结果，不断调整和优化，形成一个周期性的从生产经营到生产运行和过程控制的高效能闭环系统。smes的成功实施与应用提升了企业各方面的精细化管理水平，取得了良好的经济效益和社会效益。具体表现在以下方面：

1.信息化管理方面

信息化管理方面的组织结构图

由上图可知mes系统成功实施后，填补了燕山石化公司信息系统三层结构（erp/mes/pcs框架结构）中中间层mes的空白。实验室信息管理系统（lims）、实时数据库系统（rtdb）、衡器数据库（gdb）等多个过程控制层(pcs)数据库中的数据得到mes的充分利用，同时，mes为erp、tbm、总部生产营运指挥系统提供数据支撑。

mes系统上线后，使得燕山石化公司的信息系统得到进一步整合，生产数据得到共享，一定程度上消除了企业的信息孤岛现象。2.生产数据管理方面

mes系统实施前，燕山石化公司各专业部门所掌握和的生产数据常常因为算法或采集时间点不一致而五花八门，一定程度上影响了公司生产经营决策所依据的数据质量。mes系统实施后，统一了生产数据的采集时间点。即炼油和化工工厂都按每日四个班次的频次采集基础数据；日数据的采集周期定为从当日早八点至次日早八点。这使得生产数据源得到统一，进而达到了“数出一门”的目的。大幅度减少了基层调度、统计人员手工录入的繁琐劳动，解放了生产力。同时，通过mes系统数据处理时间大幅度压缩，各种生产报表生成时间大大提前，提高了生产执行结果的反馈速度，更有效地为公司生产经营决策提供数据支撑。通过mes系统物料跟踪及物料平衡、移动误差侦破、超差报警及可视化场景分析技术，监控物料数据的准确性，做到“及时发现问题、及时处理”，降低了加工损失率。

3.专业化管理方面

mes系统在燕山石化公司实施期间，也是公司进行专业化重组改革的攻坚时期。系统的实施和应用从另一个角度促进了专业化重组改革的步伐。项目组针对几次重组需求，对系统模型进行了同步变更，同时对拆分重组工厂的计量边界进行整理，为各专业部门、各生产厂提供了重组后续工作的依据。目前，燕山石化公司生产调度指挥中心采取各专业部门联合办公的方式。mes系统与其它生产监测系统的应用无疑非常适合这种管理方式。燕山石化公司整合企业统计和计量人员，成立了统计调查中心。mes系统中的测量网络层和生产统计层的结构设计，在业务工具方面更加适应这种专业化模式，从而促进了统计和计量两大专业的分工与协作。

目前，国内mes在生产过程优化问题上仍是弱项之一，另外，在生产过程管理方面仅仅为生产管理人员提供了一个操作平台，生产操作决策人员仍然要凭借个人经验进行操作决策。如何将优秀生产管理者的经验固化在mes系统中，目前还没有涉及。这些问题应是国内企业（包括燕山石化）重点攻关解决的问题。随着信息技术和企业管理思想的发展，mes技术水平也必将不断得到提升，因此，应建立企业级的mes支持中心，为公司内mes系统的技术和管理人员搭建交流和学习的平台，将整个企业mes系统的应用水平提升到一个新的高度。

参考文献：

[1]荣冈.mes的现状及发展.

mes管理系统的作用范文第4篇

关键字：MES；企业制造信息化；生产调度；生产排程。

前言：

MES制造执行系统，伴随工业管理水平的提升而逐渐发展成为企业制造信息管理系统。在日益激烈的市场竞争形势下，企业面临外部市场环境因素与内部生产因素的双重影响，如何在MES环境下进行生产排程与调度成为当今研究的热点之一。

一、MES的发展与功能特点研究

（一）MES发展与国内外应用研究

目前，我国国内的MES发展与应用的水平与西方国家相比还具有一定的差距。这一差距主要因素包括车间信息化的水平不高，但通过实施MES可以很快的提高车间信息化水平，所以MES在我国拥有广阔的发展空间与应用前景。一方面是由于我国很大一部分企业依然以人力密集型为主，这些企业制造信息的应用水平比较低，应用面还不够广阔。另一方面，我国许多制造企业的信息系统都是各自独立的。例如：许多事务处理子系统与实时操作的车间子系统相互独立，并没有有机的集成在一起。从这两方面可以看出，我国制造企业中MES具有很大的发展空间和实施前景。

MES的定义是制造执行系统，其功能主要是制造过程管理与控制，由于不同制造行业的制造过程与其控制对象的复杂性与差异性，因此，不同行业的MES系统模型具有非常大的差别，MES的设计模式也各具特点，这些因素决定了MES产品与服务市场的多样性与复杂性。正是由于MES的特性，其能够为我国市场中的不同制造企业提供专业定制的服务，其具有很广阔的市场空间。

很多国内外MES成功实施的案例给我们启示，MES系统可以促进企业制造信息化水平，提高企业的生产力水平，自从2002年后，我国的863计划中将MES系统作为重点发展项目，并出台了相关具体扶持办法，对MES系统发展给予极高的关注，力求实现信息化促进工业化，工业化带动信息化的新发展格局。在这一发展战略的支持下，我国众多企业与高校、科研单位开展了相关的合作，如：西北工业大学、上海交通大学、上海宝信、浙大中控，结合航空、汽车、化工等机械制造行业的应用需求，开发了许多满足现代制造业的MES产品。

早在1992年，美国为了推广MES思想及其产品，成立了MESA（MES贸易联合组织），MES在制造企业制造信息化与企业商务活动方面受益匪浅。通过MES技术可以提高产品质量，满足客户对高质量高品质的需求；也能够均衡企业生产资料的利用率；为企业商务活动与生产计划决策提供所需的信息与数据；是企业销售产品、服务的同时， 提高服务客户的水平。企业投资的汇报周期大大缩短，是企业在市场上具有更强的市场竞争力与实际实力。

在MES的概念提出没多久，MES就在国外特别是日本与美国，就得到了很多科研机构、大专院校、制造系统的研究与应用。根据调查，实施MES之后企业的制造周期缩短了45%。正是由于MES在车间管理的巨大作用，相关的MES软件产品也大量的出现，在1995年MES软件市场就已经达到了1.5亿美元。

（二）MES功能与技术特点研究

在MES系统中，集成了车间作业排程、生产调度、过程控制、质量管理、设备维护等相互独立的系统，从而可以避免这些系统成为信息孤岛，共享这些系统之间的数据。在这种情况下，MES实际上起到了企业各个独立系统连接器的作用，使得这些原本独立的系统相互连接，并使企业控制执行层与计划管理层之间实现了系统的数据交换。

MES系统的主要功能模块有资源分配与状态管理模块、工序调度模块、生产单元分配功能、产品跟踪与清单管理功能、性能分析模块、文档分析与控制模块、过程管理模块、质量管理模块、人力资源管理模块、维护管理模块、数据采集模块、维护管理模块等。

目前MES系统中，使用了十几种主要技术，有生产过程数据挖掘与知识获取技术、物流仿真以及控制与管理技术、异常生产过程运行技术、基于工艺目标与经济指标的优化经济数据、生产过程计划调度管理技术、质量控制技术等。

二、MES环境下生产排程与调度问题研究

（一）生产排程与调度模式分类与技术特点研究

在市场经济中，市场中对产品的需求的变化时相当频繁的，而企业内部的生产环境与经营状况常常变化，一方面企业生产计划需要根据市场的需求的变化而做出适当的调整，另一方面，需要采取措施对计划与生产执行中出现的偏差进行调制，这就是生产调度的概念。而生产排程是指在考虑企业生产能力与设备的前提下，如何安排生产任务的进行的前后顺序，优化生产顺序，与优化生产设备的选择，从而减少不必要的等待时间，将设备与工人的生产负担进行平衡，最终实现优化企业产能，提高企业生产效率，并缩短生产周期。

在MES环境下，生产调度与排程问题都是建立在满足制造厂商的不同需求的基础上，生产过程中的所有生产流程管理均要根据企业内部的生产环境与企业外部市场的环境做出相应的调整。如图1所示为MES环境下的生产排程与调度的流程图。

生产调度与排程问题根据具体情形的不同分为若干种不同的类型，主要有以下几种生产调度与排程模式：

（1）根据加工系统的复杂程度，生产调度与排程问题可分类为：单台设备，多台设备并行，流水车间与单间车间调度。单台设备主要面对的是在该台设备上对所有分配好的生产任务进行优化排队的问题。而多台设备并行问题则与单台设备问题相比更加复杂，其优化调度与排除问题更加突出。生产线问题中所有的生产任务都在同样的设备上进行作业，具有相同的加工操作与生产加工的顺序。单间车间调度是最典型的调度类型，这种情形下并不先知生产设备，但需要考虑一个生产作业具有不同的加工路径。

（2）根据生产环境的特点和问题的参数是否提前知道，将调度排程问题分为确定性问题与随机性问题。在确定性调度问题中，工件到达生产加工岗位的时间和生产加工时间均已确定；而随机性调度问题是指工件到达生产加工岗位的时间与生产加工均未知。

（3）根据生产任务是否提前知道，分为静态调度排程问题与动态调度排程问题。静态调度问题是指知道调度环境与生产任务的情况下进行生产调度与排程，在这种情况下所有加工过程中所需的工作均处于代加工状态中，在进行生产调度与排除之后，在之后的生产过程中不会发生变化；动态调度排程问题是指调度环境与生产任务的均不可知的情况下进行生产调度与排程。由于各种生产任务不断进入加工制造系统中，完成后又在此离开，同时要考虑生产加工中设备损坏、生产超时等出现的动态扰动。这一问题不仅仅与之前生产调度排程有关，而且与生产加工系统带的当前状况有关，所以动态调度与排程需要根据系统中的设备、作业的实施状况，不断进行调度与排程。

（二）生产排程与调度模式合理性的评价研究

根据以上所述内容，可以知道生产调度与排程是为了根据企业内部影响因素与外部影响因素，安排生产任务的前后顺序，使期最优化，选择生产设备，从而提高企业生产效率，并缩短生产周期。

生产调度与排程合理性主要看是否满足一下几个原则：

1.计划性原则

生产调度与排程要考虑从生产原料的投入到最终产品的产出之间的作业计划，需要将作业计划按照班、日、周、月作为组织生产、调制优化、下达指令、采取措施的根据。生产计划是否合理，执行过程是否顺畅是关系能否准时交货的关键。因此，保证生产计划的刚性执行是生产组织的核心与关键。

2.科学性原则

在生产调度与排程中，应从流程最短、衔接最紧、成本最低作为生产调度与排程的出发点与目的地，合理分配生产设备，保证产品的顺利加工，减少空置等待时间，提高资源的最大利用率，做到企业效益最大化。

3.及时性原则

在发生生产异常的情况下，以及企业外部环境变化时，如订单取消、原料供应不足等问题是，企业需要及时做出调整，并根据订单的交付日期与生产线效益的排序问题，做出相应的生产调度与排程。

（三） MES环境下生产排程与调度应用实例研究

以产品生产流程化企业为例，市场经济条件下，流程企业生产线的生产模式是面向订单的，必须根据客户订单随时调整生产计划，生产调度工作就是要面对多个优化目标的优化过程，例如使延期交货的总罚金最少、达到最小切换费用等；本文针对该企业的实际情况，对企业进行生产建模，从而对造纸企业在MES环境下生产排程与调度进行初步分析，如图2所示，根据企业要求设计的满足国际标准的ISA-95的MES系统。

可以看出，从订单投入到产品完成的整个生产过程是MES关注的焦点。在这个过程中，涉及到订单、工艺、质量、设备和生产等各种信息，企业中的生产排程与调度体系将这些信息紧密连接在一起。如图2所示，企业MES的功能结构中生产排程、生产调度和物料跟踪模块构成企业的生产调度体系。其生产调度系统以产品订单为主线，协调从订单投入到产品完成的整个生产过程，完成接受生产计划、平衡能力、指派设备、编制作业计划、生成和下达生产指令以及进行动态调度等方面的任务。

四、总 结

本文在对MES发展与功能特点展开阐述的基础上，对生产排程与调度问题做出了详细地、系统的分析，对生产排程与调度的模式进行了分类，并针对如何对一个MES环境下的生产排程与调度模式的做出合理的评价进行了研究。

参考文献：

[1] 陈展，范立强，张友山等.典型钢厂生产管理模式与 MES 支撑的研究[J].炼钢，2007（2）：44 -48

[2] 顾幸生.不确定条件下的生产调度[J]. 华东理工大学学报，2000，26（5）：441

mes管理系统的作用范文第5篇

结合空间光学遥感器实际生产业务情况，分析了整个加工生产车间管理的现状以及存在的问题，梳理了光学遥感器制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem，MES）的生产需求，提出了面向空间光学遥感器生产的MES体系结构，关键技术包括基于统一产品基础结构的制造类物料清单（BillofMaterial，BOM）管理、面向多专业特点的制造过程协同管理和面向闭环的生产过程实时监控，并介绍了目前的应用实施效果。

关键词：

空间光学遥感器；生产管理；制造执行系统；集成应用

1引言

随着航天产品设计复杂程度的增大，使用交付时间的缩短等情况逐渐增多，对航天企业制造能力提出了更高的要求，传统的排产、资源调配等粗放式管理不仅降低了生产效率，也无法实现精益制造的管理要求。空间光学遥感器的生产过程存在多型号并行研发和交产的现象，导致设计方案频繁变化，令后续加工工艺、物料、设备资源等需求也必须快速反应，随之变化。同时，在某型号部分生产任务急迫的情况下，就会存在加塞生产的现象，打乱了原生产计划。离散型制造模式在严格的型号质量要求前提下，提高生产效率，保证时间节点，需引进以实现设计、制造、管理一体化的集成制造为目标的[1]，满足行业需求的MES。MES体现一种生产模式，把产品制造系统的计划、进度、追踪、物料、质量、设备等一体化管理[2]。航天企业实施应用MES，可以对整个加工生产进行监控，管理资源可以更灵活地制定生产计划，提高生产效率；跟检零件工序级，生成完整的产品质量数据包；记录每个加工生产环节执行人、操作时间、操作内容，可以有效地进行生产过程中的追溯管理。这里针对航天空间光学遥感器的生产特点，介绍其MES的应用情况。

2面向空间光学遥感器生产的MES体系结构

2.1现状分析航天产品的研发是一个庞大的系统工程，各型号有严格的时间节点控制要求和产品保证要求，各个分系统与整星之间的信息交互频繁，由于技术状态变化引起的设计与制造协同过程复杂，涉及的专业也多种多样。空间光学遥感器的生产过程可按专业划分多个制造单元，如机加、电装、部装、总装、复材、光加等，通过详细调研，归纳总结各专业生产过程中遇到的问题，主要包括：a.生产过程中计划执行状态管理存在困难：由于专业流程复杂，每个生产加工任务的时间都是确定的，但专业内部和跨专业的生产过程具有不透明性，需要计划员耗费大量的精力去关注、协调实际生产内外存在的问题；在生产过程中，如不能实时关注计划的执行情况，就很难掌握各种设备资源的动态使用情况；管理人员如不能及时掌握各个专业生产加工任务的进展、执行情况，就不能为后续生产加工计划提供合理有效的加工周期。b.产前准备效率需提高：在型号加工生产前，调度、计划员等相应人员，需要根据各个型号的生产加工任务或任务变更动态协调相应资源，依据协调后的资源进行排产，造成计划编制量大，难度也同时加大；生产要素输入和生产环节存在脱节问题，图纸、料单、技术要求等不能快速下发到生产部门组织生产加工；设备实际操作工时的不确定性造成生产加工任务的有效工时不准确。c.质量数据包需更有效、实时地随生产过程流转：在型号加工生产环节，采用跟检及终检的方式，每一级检验都需要填写相应的检验信息，有时生产和检验人员在产品交检后获取检验数据不及时。

2.2体系结构航天企业在实施离散型MES时，由于产品涉及的专业与复杂程度的不同，研究重点也不同，有研究工时管理、设备监控、作业调度等方面的[3，4]。空间光学遥感器这样复杂的航天产品，不仅要考虑其光、机、电、热、复材等多专业及多角色管理的特点，还要结合航天产品的技术状态控制要求，从企业实际出发，整合现有信息资源，采用先进信息技术，以较低的成本，高效构建向上能承接项目计划、向下能连接专业级生产单元生产计划的MES。根据以上定位构建如图1所示的MES体系结构，分为三个层次。a.表示层：面向航天企业科研生产管理多技术角色的特点，为如型号调度、生产调度、外协调度、生产计划员、核算员等多种类型的用户提供不同的用户界面；b.功能层：围绕空间光学遥感器的多专业生产流程，包含系统配置管理、资源管理、产前准备、工序计划、工序执行、产品检验和查询监控七个模块。系统配置管理和资源管理模块体现了MES的可配置性，尤其是多专业流程定制功能，为多专业生产协同管理提供了可能，也能为单件、小批量特点的航天产品提供不同的解决方案。在此基础上，基于统一的产品结构树构建制造BOM，所有生产加工任务都挂接在产品树上，并按照产品分类，建立按专业生产的管理模式。在各个专业流程中涵盖所有生产相关业务点，通过流程化管理模式清晰、实时地展现任务执行进展情况，体现每个业务点执行的具体操作。在工序计划分解和执行阶段，生产调度按照工序信息进行排产，并自动流转执行。在生产加工环节中，质量部门将实时记录质量数据到系统中，最终形成质量数据包，并实现对整个产品质量体系的闭环管理。c.数据服务层：是系统运行的数据基础。一方面提供通过数据采集与对象感知等技术获取的现场加工检测设备、物流设备、制造资源等实时生产过程数据；另一方面，提供集成数据，包含通过集成接口获得的外部业务数据，集成关系如图2所示。MES可提供与产品数据管理系统、计划管理系统、工艺管理系统、物资管理系统的可扩展接口实现其功能。

3MES在生产管理中的关键应用

3.1基于统一产品基础结构的制造BOM管理MES中的加工任务涉及不同产品，为满足设计与制造的协同要求，MES通过和产品结构基础数据库集成，完整获取产品结构基础信息，这些信息主要包括名称、属性、层级关系等。生产管理部门依据此信息以及实际加工、装配、质量等要求，考虑工艺实际情况，在产品基础结构基础上增加或删除节点，将其属性继承到每个任务相应的属性中，并扩展相关属性，建立制造BOM，用于管理不同的加工任务，如图3所示。设计和制造部门通过产品基础数据库提供的统一的产品结构基础信息开展工作，产品数据管理系统、项目计划管理系统、MES以此为依据管理系统内部的数据，实现设计与制造的一体化管理。设计和制造部门通过产品基础数据库提供的统一产品结构基础信息开展工作，产品数据管理系统、项目计划管理系统、MES以此为依据管理系统内部的数据，实现设计与制造的一体化管理，如图4所示。

3.2面向多专业特点的制造过程协同管理基于MES与科研综合管理相关系统的集成可以实现多专业制造过程协同生产管理模式，如图5所示。在产前准备阶段完成光、机、电、热、复材等多专业项目计划、设计、工艺、原材料、定额工时等相关数据的准备，在工序计划管理阶段，由生产调度根据不同专业在各生产单元安排生产，在工序执行阶段，由班组领取并执行任务，同时进行产品检验。a.基于MES与项目计划管理系统的集成，实现空间光学遥感多专业制造流程的统一计划管理。型号调度在项目计划管理系统中启动与生产相关的项目计划，并下达到MES，由MES将任务细化，再汇总至生产部门的周计划中进行生产能力平衡，生产部门计划员调整后形成周计划。通过系统间的集成，型号调度可以在项目计划管理系统实时查看计划执行情况，进行实时监控管理。执行过程中每一阶段完成的状态自动同步到项目计划管理系统中，打通了计划数据流和执行数据流，如图6所示，避免了生产环节出现“黑盒子”，能够为科研生产管理部门和生产部门及时、有效的提供数据信息。MES接收型号主生产计划后，按照各专业流程启动各生产单元的任务，进行工序计划管理。为了满足生产环节的要求，生产部门的计划员结合生产制造过程中的人员、设备、场地等资源情况，按主计划分解车间计划，生成可执行的工序级任务。在MES中可以清晰地看到主计划、工序级计划的流转情况。其中，针对生产计划的分解是动态的、滚动式的排产过程，从而能够更合理地安排生产加工任务，提高排产的合理性、准确性。计划员排产后，MES会将加工任务推送给生产调度，进行工序执行管理，由生产调度将加工任务分派给加工班组长，班组长根据实际情况安排具体操作人员加工生产。根据生产现场实际情况，操作员在领任务、交任务的过程实现刷卡管理，通过读取员工卡信息，可以在系统上记录每道工序具体谁操作、工序开始时间、工序结束时间等信息。同时，操作者在生产过程中，可以实时通过MES查看生产加工信息、技术要求、图纸等信息。b.基于MES与物资系统、工艺管理系统、产品数据管理系统的集成，实现产前准备管理。在型号加工生产前，需要完成相应的产前准备，才能保证生产工作的顺利开展。产前准备主要包含图纸的归档和分发、物料的齐套、工装的准备、工艺文件的编制等。在MES生产流程中，依据专业配置流程，并为流程中各角色设置相应的操作点，相关人员可以在任务发起后在工位上刷卡领取任务，提前进行产前准备，执行完成后刷卡提交工作。生产管理人员可以实时查看任务流转情况。产品数据管理系统中的受控电子文件随流程流转至生产部门，便于随时查看。工艺人员根据设计数据在工艺管理系统中进行工艺编制和审签。工艺文件是生产执行过程中的基础数据，这些数据若不能被企业内部系统共享，将会使工艺设计过程与计划、生产等脱节，无法为企业内部其他系统提供有效的工艺信息。通过工艺管理系统和MES的集成，MES能够自动获取相应加工任务的工艺路线与详细工序内容，同时还能获取质量信息。针对MES中按专业管理生产流程的模式，工艺管理系统也按照专业给MES传递工艺信息，使MES能够有序组织生产，实现生产过程中的质量可追溯，从而使系统能够动态、准确地跟踪整个加工生产过程。物资人员依据流转的料单信息同时在物资系统中进行物料配套。物资系统存储了生产加工过程中需要的各种原材料、主要包括标准件、金属件、非金属件、元器件等信息，MES在各专业流程执行过程中有专门的备料、领料环节，在该环节与物资系统集成，进行同时备料，并自动获得各原材料的相关信息，并生成领料单。在电装流程中，需要生成装机清单，其元器件信息通过条码扫描方式获取，实时从物资系统中自动获取到元器件的批次、规格等信息。c.基于MES与工艺管理系统的集成，启动检验管理流程，在MES中进行产品检验管理。每道工序加工完成，操作者提交任务，根据不同的业务进行班 组分工，由班组长分派任务，检验班组长根据实际情况安排检验员检验，检验员可以在领任务、交任务时刷卡，系统自动将检验员信息和时间记录到质量跟踪卡，为日后信息追溯留依据。对合格工序，自动生成带检验章的质量跟踪卡，所有检验数据形成质量数据包记录到MES中，为质量管理系统分析、追溯提供准确的数据。当检验员发现检验不合格时，可以在系统中发起不合格品流程，从而使整个产品的加工形成有效的闭环。

3.3面向闭环的生产执行过程监控面向闭环的生产执行过程主要以产前准备、计划执行为核心，整个加工过程围绕这两方面展开，所有加工流程中涉及到的角色可以通过流程跟踪生产进展状态，并按照计划执行相关的工作，流程执行过程中能够实时监控派工情况、执行反馈等信息，对各专业生产单元的加工流程实现闭环管理。后续，在各专业制造单元基于物联网技术建设物联制造环境，通过传感器技术实时反馈现场数据，除条码外，安装RFID等感知设备，建设工业互联网，再基于数据处理技术，为MES各应用功能模块提供所需监控数据，并通过大数据分析技术，提前预警现场问题，管理人员可实时调整现场资源，优化生产流程，使生产过程闭环可控。

4应用情况

空间光学遥感器生产管理过程中应用MES，它向上承接项目计划管理系统，向下集成各生产单元，可作为数字化制造平台的核心管理系统，主要实现基于统一产品结构的加工任务管理、加工车间分解计划及工序执行管理、制造资源管理、加工任务派发管理、生产加工任务过程监控等功能，目前二期建设完成，型号全面上线应用情况如下：a.基于统一的产品结构的任务管理，使任务管理更加清晰，生产部门能够获得准确的产品信息，避免设计人员和生产部门使用的产品数据不一致。b.在生产执行过程中，通过承接型号主生产计划，细化可执行的生产计划，使计划具有层级，操作性更强；通过计划的执行，实现实时监控、实时反馈，使计划执行透明化。c.在生产执行过程中，通过计划的执行，使制造资源的使用情况一目了然，避免了制造资源的浪费和冲突。d.加工任务派发通过刷卡管理，更方便地记录了每道工序的操作人员和开始、完成时间，提高了加工效率，可以更准确地记录每个操作人员具体的实作工时信息。e.通过MES的可扩展性，可以与相关系统集成，更方便、准确地获得生产环节需要的数据，同时，能够为其他系统提供生产过程中记录的有效数据。

5结束语

作为航天离散制造型企业，MES发挥了计划与生产单元之间的承上启下作用，是企业整个数字化链路非常重要的纽带。空间光学遥感器包含多专业生产流程，通过MES的应用实施，打通了从生产计划到产品加工整个价值链、全生命周期的管理和监控。通过MES和产品结构基础数据库、工艺管理系统、项目计划管理系统、物资系统等的集成，实现了生产过程数字化和规范化管理，提升各个系统传递数据的准确性和可靠性，从而促进了整个生产过程的效率和质量。后续，还将应用MES打通生产单元内部的信息链路，深入到智能设备层，应用物联网、大数据等先进的智能制造技术，实现生产环节的精益生产模式。

参考文献

1柴天佑，郑秉霖，胡毅，等.制造执行系统的研究现状和发展趋势[J].控制工程，2005，12(6)：505～510

2王丽虹，成平，杨冬.建立军品电子装联MES系统[J].制造业自动化，2013，35(7)：22～25

3莫建亮.航天生产计划管理及车间作业调度问题的研究[D].西北工业大学硕士学位论文.2006