生產執行管理系統（MES）是企業CIMS資訊整合的紐帶，是實施企業敏捷製造戰略和實現車間生產敏捷化的基本技術手段。本文介紹了MES生產管理系統的概念、功能模型，以及MES與ERP及現場自動化系統之間的關係，並且描述了MES系統的典型結構。
1、概述
製造業是國民經濟重要的支柱產業，在第二產業中佔據中心地位。本土製造業企業面臨日益激烈的國內外競爭，如何迅速提高企業的核心競爭力，很重要的一點，就是以資訊化帶動工業化，加快資訊化程序，走新型工業化道路，實現全社會生產力的跨越式發展。縱觀目前製造業資訊化系統的應用現狀，建設的重點普遍放在ERP管理系統和現場自動化系統（Shop Floor Control System, SFC）兩個方面。但是，由於產品行銷在這一、二十年間從生產導向快速地演變成市場導向、競爭導向，因而也對製造企業生產現場的管理和組織提出了挑戰，僅僅依靠ERP和現場自動化系統往往無法應付這新的局面。
工廠製造執行系統（Manufacturing Execution System）恰好能填補這一空白。工廠製造執行系統MES是近10年來在國際上迅速發展、面向車間層的生產管理技術與實時資訊系統。MES可以為使用者提供一個快速反應、有彈性、精細化的製造業環境，幫助企業減低成本、按期交貨、提高產品的品質和提高服務品質。適用於不同行業（家電、汽車、半導體、通訊、IT、醫藥），能夠對單一的大批次生產和既有多品種小批次生產又有大批次生產的混合型製造企業提供良好的企業資訊管理。目前國外知名企業應用MES系統已經成為普遍現象，國內許多企業也逐漸開始採用這項技術來增強自身的核心競爭力。
2、企業計劃層與過程控制層之間的資訊“斷層”問題
本土製造業多年來採用的傳統生產過程的特點是“由上而下”按計劃生產。簡單的說是從計劃層到生產控制層：企業根據訂單或市場等情況制定生產計劃-生產計劃到達生產現場-組織生產-產品派送。企業管理資訊化建設的重點也大都放在計劃層，以進行生產計劃管理及一般事務處理。如ERP就是“位”於企業上層計劃層，用於整合企業現有的生產資源，編制生產計劃。在下層的生產控制層，企業主要採用自動化生產裝置、自動化檢測儀器、自動化物流搬運儲存裝置等解決具體生產（製造）的生產瓶頸，實現生產現場的自動化控制。
由於市場環境的變化和現代生產管理理念的不斷更新，一個製造型企業能否良性營運，關鍵是使“計劃”與“生產”密切配合，企業和車間管理人員可以在最短的時間內掌握生產現場的變化，作出準確的判斷和快速的應對措施，保證生產計劃得到合理而快速修正。雖然ERP和現場自動化系統已經發展到了非常成熟的程度，但是由於ERP系統的服務物件是企業管理的上層，一般對車間層的管理流程不提供直接和詳細的支援。而現場自動化系統的功能主要在於現場裝置和工藝引數的監控，它可以向管理人員提供現場檢測和統計資料，但是本身並非真正意義上的管理系統。所以，ERP系統和現場自動化系統之間出現了管理資訊方面的“斷層”，對於使用者車間層面的排程和管理要求，它們往往顯得束手無策或功能薄弱。比如面對以下車間管理的典型問題，它們就難以給出完善的解決手段：
· 出現使用者產品投訴的時候，能否根據產品號碼追溯這批產品的所有生產過程資訊？能否立即查明它的：原料供應商、操作機臺、操作人員、經過的工序、生產時間日期和關鍵的工藝引數？
· 同一條生產線需要混合組裝多種型號產品的時候，能否自動校驗和操作提示以防止工人部件裝配錯誤、產品生產流程錯誤、產品混裝和貨品交接錯誤？
· 過去12小時之內生產線上出現最多的5種產品缺陷是什麼？次品數量各是多少？
· 目前倉庫以及前工序、中工序、後工序線上的每種產品數量各是多少？要分別供應給哪些供應商？何時能夠及時交貨？
· 生產線和加工裝置有多少時間在生產，多少時間在停轉和空轉？影響裝置生產潛能的最主要原因是：裝置故障？排程失誤？材料供應不及時？工人培訓不夠？還是工藝指標不合理？
· 能否對產品的品質檢測資料自動進行統計和分析，精確區分產品品質的隨機波動與異常波動，將品質隱患消滅於萌芽之中？
· 能否廢除人工報表，自動統計每個過程的生產數量、合格率和缺陷程式碼？
MES的定位，是處於計劃層和現場自動化系統之間的執行層，主要負責車間生產管理和排程執行。一個設計良好的MES系統可以在統一平臺上整合諸如生產排程、產品跟蹤、品質控制、裝置故障分析、網路報表等管理功能，使用統一的資料庫和透過網路聯接可以同時為生產部門、質檢部門、工藝部門及物流部門等提供車間管理資訊服務。系統透過強調製造過程的整體最佳化來幫助企業實施完整的閉環生產，協助企業建立一體化和實時化的ERP/MES/SFC資訊體系。
3、製造執行系統MES及其功能
3.1 MES的定義
MES是美國管理界90年代提出的新概念。美國先進製造研究機構AMR透過對大量企業的調查發現現有的企業生產管理系統普遍由以ERP/MRPII為代表的企業管理軟體，以SCADA、HMI(Human Machine Inteface)為代表的生產過程監控軟體和以實現操作過程自動化，支援企業全面整合的MES軟體群組成。根據調查結果，AMR於1992年提出的三層的企業整合模型（如圖1）。
MESA International (MES國際聯合會)是以宣傳MES思想和產品為宗旨的貿易聯合會，它為了幫助其成員組織在企業界推廣MES制定了一系列研究、分析和開發計劃。MESA協會白皮書（MESA White Paper №6，1997）對MES 系統作如下之定義：
· MES 系統在產品從工單發出到成品產出的過程中，扮演生產活動最佳化的資訊傳遞者。
· 當事件發生變異時，藉著實時正確的資訊、生產執行系統規範、原始工作情況、資料反應及回饋，作出快速的響應以減少無附加價值之生產活動，提升工廠生產製程的效率。
· MES 改善生產條件及準時出貨、庫存週轉、生產毛利及現金流量效益，MES 並且也在企業與供應鏈之間提供一個雙向的生產資訊流。
. MESA協會白皮書（MESA White Paper №3，1997）中提出說明企業資源規劃（ERP）、MES與控制系統間的作業互動與資訊流模式，如圖二所示。
圖中左邊ERP等系統需隨時注意產品庫存量、客戶訂單狀況與材料需求，然後將這些資訊傳送至MES，由執行系統進行生產或安排庫存以滿足客戶訂單需求。對MES而言，這一層就是生產的計劃層。
* 中間部分為MES系統，負責完成產品製造工作，產品的規格、型號、引數等相關資料儲存於此係統中，MES將此產品相關資料轉化為作業程式提供給控制系統之作業人員或機器裝置來使用。
* 右邊部分為控制系統，當作業程式、相關流程、檔案及其它相關生產需求專案就緒，控制系統便運用所有工廠內相關資源（軟、硬體及人員）負責完成生產製造過程以達成產品生產目標。
3.2 MES的功能
由MES的定義可見，MES為一系列管理功能，而並非一套軟體系統，它完全可以是各種生產管理的功能軟體集合。MESA透過其各成員的實踐歸納了十一個主要的MES功能模組，包括：
工序詳細排程、資源分配和狀態管理、生產單元分配、過程管理、人力資源管理、維護管理、品質管理、文件控制、產品跟蹤和產品清單管理、效能分析和資料採集
MES的各功能模型與企業其它資訊化系統的關係如圖三所示。實際的MES產品可能同時包含了其中一個或幾個功能模組。
文章來源：企業資訊化規劃
原文連結：https://mp.weixin.qq.com/s/NB6m78SvP-iUD3dylLWqHw
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