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文檔簡介
隨著制造企業(yè)信息化建設的發(fā)展,企業(yè)在上層宏觀計劃和下層生產管理控制上出現(xiàn)了一些新的問題,嚴重影響了企業(yè)信息化建設的深入開展,制造執(zhí)行系統(tǒng)的出現(xiàn)填補了企業(yè)計劃層和車間操作控制系統(tǒng)之間的縫隙,使企業(yè)信息化的建設得以縱深推進.0引言隨著制造業(yè)信息化建設的展開,很多企業(yè)已經重視并有效地應用了以MRPIFERP為代表的企業(yè)資源計劃管理軟件和以監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集為主的生產過程監(jiān)控軟件。在目前的ERP系統(tǒng)中,資源和計劃管理是重要功能,但幾乎不涉及車間內部具體生產活動的管理(如生產單元間的資源調配、計劃執(zhí)行、生產監(jiān)督等。企業(yè)生產管理軟件和制造單元控制軟件之間不能有效集成,上層ERP軟件系統(tǒng)精確的生產數(shù)據(jù)不能從生產車間得到支持,而制造控制單元又常常不能及時得到指令來調整工作狀態(tài),形成了上層信息不能直接傳輸?shù)缴a和設備控制系統(tǒng)的局面,嚴重影響了制造企業(yè)生產和信息化的進程。20世紀90年代發(fā)展起來的企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)打通了這一瓶頸,并已得到學術界、工業(yè)界的普遍重視和認可,成為企業(yè)信息化的熱點之一。1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)EPR(企業(yè)資源計劃管理),JIT(準時成產)及OPT(最優(yōu)生產技術)等理論和方法以及基于這些理論和方法的生產管理系統(tǒng),為企業(yè)的生產管理提供了有效的方法和工具oERP,JIT及OPT等強調企業(yè)的計劃性,生產管理則強調生產計劃的執(zhí)行性及生產現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和反饋,因而,生產管理和控制必須尋求新的模式。20世紀90年代,美國先進制造研究機構(AMR)提出了制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)概念。國際MES協(xié)會對MES的定義為:MES使用實時精確的數(shù)據(jù),優(yōu)化從訂單到產品完成的整個生產過程,對工廠的全部生產活動進行指導、反映和報告。通過對變化情況的快速反應,減少無附加值行為,提高工廠運行和處理的有效性。MES能夠提高投資回報、提高利潤率、加快資金的流通和減少庫存。美國國家標準協(xié)會(NIST)對MES的定義為:從生產計劃/工單下達到成品產出的整個過程中,采集所有軟件和硬件數(shù)據(jù),保證能夠完成生產管理以及生產優(yōu)化。MES解決了生產作業(yè)計劃的制定、執(zhí)行和生產指揮調度,生產過程中的突發(fā)事件的處理,生產過程中的工藝標準的執(zhí)行,產品質量的控制,設備運行情況的掌握,產量、在制品、生產消耗的統(tǒng)計,生產線人力資源狀況,原料、材料、成品的庫存等生產管理者最關心的問題。MES系統(tǒng)的基本功能模塊包括工序詳細調度,資源分配和狀態(tài)管理,生產單元分配,過程管理,人力資源管理,維護管理,質量管理,文檔控制,產品跟蹤和清單管理,性能分析和數(shù)據(jù)采集等,具體如圖MES在計劃管理層(EPR)與底層控制(CP)S之間架起了一座橋梁,其功能如圖2所示。一方面,MES可對來自MPRIFEPR的生產管理信息進行細化、分解,形成操作指令傳給底層;另一方面,MES可以通過Pcs采集設備、儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制資源的實時動態(tài)管理,將制造系統(tǒng)與信息系統(tǒng)整合在一起,把生產狀況及時地反饋給計劃層,進行作業(yè)的動態(tài)調度,形成ERP/MES/PCS3層為核心的企業(yè)信息集成系統(tǒng)。
供應說銷告與服并臂理企業(yè)鄙閱十劃圖1M晤功能模型我2成弱2MES在制造業(yè)信息化中的應用供應說銷告與服并臂理企業(yè)鄙閱十劃圖1M晤功能模型我2成弱企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)的建設是企業(yè)信息化發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié),是企業(yè)從工藝控制、制造過程控制向信息化與全面綜合自動化發(fā)展的必然之路?,F(xiàn)在,制造業(yè)信息化系統(tǒng)已從初級的MIS發(fā)展到以生產控制、調度、優(yōu)化、營銷、經營和決策等為一體的企業(yè)綜合控制自動化系統(tǒng),企業(yè)的框架結構由經營層ERP系統(tǒng)、生產層MES系統(tǒng)及控制層PCS系統(tǒng)組成。MES作為執(zhí)行機構,對生產命令下發(fā)到產品完成的整個生產過程進行優(yōu)化,實時地將生產過程信息反饋給上層系統(tǒng),其時間維度主要集中在班組和生產執(zhí)行部門。提升管理水平制造企業(yè)在實施MES以后,生產管理將會上升到一個新的水平,歸納起來主要有:提高了生產管理的技術含量和企業(yè)的信息化水平,適應現(xiàn)代化企業(yè)生產管理需要。根據(jù)生產現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)進行排產和調度,提高了排產和調度的效率。提高了生產管理的實時性、科學性。實現(xiàn)了物料跟蹤。加強質量控制。為計算生產成本提供了依據(jù)。為建立數(shù)字化企業(yè)提供了堅實的基礎。效益分析制造執(zhí)行系統(tǒng)國際聯(lián)盟組織MEAS調查結果表明,企業(yè)實施MES以后,帶來的效益主要表現(xiàn)在:生產周期縮短45%(6%的被調查企業(yè))。數(shù)據(jù)輸人工作減少57%(6%的被調查企業(yè))。半成品的積壓減少24%(57%的被調查企業(yè))。(4)交接班的紙面工作減少16%(36%的被調查企業(yè))。(5)縮短生產提前期35%(36%的被調生產過程進行優(yōu)化,實時地將生產過程信息反饋給上層系統(tǒng),其時間維度主要集中在班組和生產執(zhí)行部門。3MES系統(tǒng)的實施3.IMES在中國的現(xiàn)狀目前,在企業(yè)信息化中起呈上啟下作用的MES主要停留在MES思想、內涵以及體系結構方面的研究上,軟件開發(fā)和應用還比較薄弱。我國對車間層、單元層的研究大都偏重控制模型的研究,很少從MES角度研究開發(fā)面向制造過程的集成化管理和控制軟件。在MES技術研究上,國內外差別并不是很大,但在應用上大多還停留在制造設備的集成、狀態(tài)監(jiān)督和控制階段,MES產品開發(fā)和應用還處于起步階段。目前,MES主要應用在電子、汽車、食品及醫(yī)藥加工等離散制造企業(yè)。國內MES市場還處于剛起步階段,應用面窄量少。通常制造執(zhí)行系統(tǒng)是以ERP與企業(yè)自動化設備集成為主要目標的。3.2如何實施MES系統(tǒng)企業(yè)經過項目立項、論證并決定實施MES系統(tǒng)后,應對MES的實施進行總體規(guī)劃,確定總體目標,對實施工作做出總體安排囚。MEs的實施進程如圖3所示。成立MES項目實施小組。MES的實施涉及到企業(yè)生產過程的各個環(huán)節(jié),部門與人員之間的協(xié)調十分重要,因此成立項目小組是必要的。項目小組主要完成MES項目的規(guī)劃、組織、協(xié)調和培訓工作,確保項目按計劃、分步驟地順利實施。項目組成員應全程參與MES的實施,配合與協(xié)調項目工作的進行,負責具體的項目實施工作。政策的貫徹執(zhí)行通過高層管理人員直接滲透的,實施MES要有高層管理者的支持,每個部門要有管理者來負責公司決策的實施。選擇MES供應商。選擇適合企業(yè)的管理軟件、尋求有實力的軟件公司作為供應商是前期的重要工作。應選擇技術力量雄厚并且熟悉企業(yè)業(yè)務流程的軟件廠商合作,并著重考察軟件商解決實際問題的能力,另外,要考察軟件供應商的生存能力。業(yè)務流程重組與系統(tǒng)開發(fā)。實施MES后,企業(yè)的生產管理模式會有很大變化,必須對企業(yè)的業(yè)務流程進行重組,對于職能重疊的部門合理分工、明確職責,這樣才能保證信息及時處理,使MES系統(tǒng)達到最好的運行效果。由于每個企業(yè)的情況不同,一定要配合軟件廠商做好MES的業(yè)務需求調研工作,這樣,廠商才能開發(fā)出真正適合企業(yè)的MES軟件系統(tǒng)。全面的人員培訓。MES實施涉及到計算機、企業(yè)管理及車間現(xiàn)場操作等人員,這些人員的知識層次、業(yè)務水平、對MES的認識及計算機應用水平均有差別,為保證MES順利實施,必須對相關人員進行培訓。一是要培訓員工對MES的了解、認識與操作;二是要學習現(xiàn)代生產管理方式,轉變觀念、優(yōu)化工作方式;三是重點培訓項目組成員,讓他們到企業(yè)外面參觀培訓,切實保證培訓效果。重視數(shù)據(jù)準備°MES系統(tǒng)強調生產管理與協(xié)調,與生產相關的基礎信息(如物料、設備、工藝路線及質量標準等)必須錄人計算機,并針對這些數(shù)據(jù)建立科學的編碼體系?;A數(shù)據(jù)的準確與完整是MES系統(tǒng)運行的基礎,必須把數(shù)據(jù)準備工作做好、做細。模擬運行與用戶化°MES系統(tǒng)開發(fā)基本完成后,應進行計算機模擬運行,測試模擬運行效果,發(fā)現(xiàn)問題及時修改完善程序。在模擬運行期間,企業(yè)的計算機技術人員應該全程參與并接受軟件供應商的培訓(包括系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、開發(fā)工具、服務器及網(wǎng)絡等),使計算機人員盡早掌握MES系統(tǒng)的維護方法;然后進行現(xiàn)場模擬運行,培訓MES用戶,最后進行考試檢測,以了解用戶應用MES系統(tǒng)的水平。EMS系統(tǒng)試運行與系統(tǒng)切換。系統(tǒng)試運行期間會發(fā)現(xiàn)很多新問題,這時要找出問題的原因,提出間題的解決方案,對軟件進行維護完善,然后再試運行、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,直到MES系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。在該過程中,對計算機人員、管理人
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