MES制造执行系统概述连载（一）

MES制造执行系统概述

MES (Manufacturing Execution System)，制造执行系统是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间、 面向车间层的管理信息系统。它为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态信息。MES系统通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源，优化从定单到产品完成的整个生产活动，以最少的投入生产出最优的产品，实现连续均衡生产。MES系统通过与ERP、DCS系统的全面集成，为企业搭建一个生产制造集成平台，实现对生产全过程的管理。

国内外不同的组织和机构从不同的维度研究形成了很多关于MES的理论、体系和方法，包含MES的产生背景、定义、发展、模型和实施方法路径等，目前并没有统一的标准。相较而言，比较著名的有一下几个。

AMR（Advanced Manufacturing Research）美国先进制造研究中心对MES的定义是：MES是在公司的整个资源按其经营目标进行管理时，为公司提供实现执行目标的执行手段，通过实时数据库连接基本信息系统的理论数据和工厂的实际数据，并提供业务计划系统与制造控制系统之间的通信功能。因此，MES不只是工厂的单一信息系统，而是横向之间、纵向之间、系统之间集成的系统，即所谓经营系统，对于SCM、ERP、CRM、WMS、QMS、TPM等近年被关注的各种企业信息系统来说，只要包含工厂这个对象，就离不了MES。归结起来，MES可以概括为：

一个宗旨——制造怎样执行；两个核心数据库――实时数据库、关系数据库；两个通信接口――与控制层接口和与业务计划层接口；四个重点功能――生产管理、工艺管理、过程管理和质量管理等。

MESA (Manufacturing Execution System Association，MESA) 国际制造执行系统协会对MES的定义是：MES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进行相应的指导和处理。

在产品从工单发出到成品完工的过程中，制造执行系统起到传递信息以优化生产活动的作用。在生产过程中，借助实时精确的信息、MES引导、发起、响应，报告生产活动。作出快速的响应应对变化, 减少无附加价值的生产活动，提高操作及流程的效率，提升投资回报、净利润水平、改善现金流和库存周转速度、保证按时出货。MES保证了整个企业内部、供应商以及客户之间生产活动关键任务信息的双向流动。

ISA-95（The international standard for the integration of enterprise and control systems）即《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，简称S95，其目的是建立企业信息系统的集成规范性。ISA-95标准对于MES的定义：首先是从信息系统架构的层面来描述，即著名的ISA-95五层架构：

图1-1：ISA-95五层架构图

ISA-95标准文件包含八个部分，分别是：第1部分：模型和术语（Models and Terminology）;第2部分：对象模型（Object Models）;第3部分：制造操作管理的活动模型（Activity Models of Manufacturing Operations management integration）;第4部分：制造运营管理集成对象和属性（Objects and attributes for manufacturing operations management integration）；第5部分：商务制造处理（Business-to-Manufacturing Transactions）；第6部分：信息服务模型（Messaging Service Models）；第7部分：别名服务模型（Alias Service Models）；第8部分：信息交换配置文件（Information Exchange Profiles）。

ISA-95标准定义了企业级计划管理系统（ERP）与工厂车间级控制系统（SFC）进行集成时使用的术语和标准，其内容主要包括信息化和标准化两个方面。ISA-95标准所涉及的信息内容有产品定义信息、生产能力信息、生产进度信息、绩效信息，另一个重要组成部分是生产对象的模型标准化。根据功能分成四类、九个模型，即资源（人员、设备、物料和过程段对象四个模型）、能力（生产能力和过程段能力两个模型）、产品定义（产品定义信息模型）、生产计划（生产计划和生产性能两个模型）。

ISA-95标准中还提出制造运营管理（Manufacturing Operations Management, MOM）的概念。MOM涵盖的范围是企业制造运行区域内的全部活动，是一个对象范畴概念。MES是一个软件系统或产品概念，MES是为解决某一类MOM问题而设计开发出来的软件产品，相比MOM更加聚焦。

我国关于MES的指导文件有中华人民共和国电子行业标准SJ/Z 11362-2006 发布了《企业信息化技术规范——制造执行系统（MES）规范》、GB/T 25485—2010《工业自动化系统与集成—制造执行系统功能体系结构》，标准明确了MES在整个制造型企业集成系统中的定义、主要功能、系统层此、通用的功能体系结构，并提供了实际案例参考。

MESA提出了 MES 的功能组件和集成模型，定义了11个模块，包括：资源管理、工序管理、单元管理、生产跟踪、性能分析、文档管理、人力资源管理、设备维护管理、过程管理、质量管理和数据采集。

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