项目管理人员继续教育论文 探讨如何建设 MES 制造系统 班级：中兴物流一班 姓名：李虎 学号：10623316 指导老师：杨承新 2022 年 6 月 9 日 摘要：本文阐述了 MES 的定义、实施阶段及实施过程中注意事项，并就多流程生 产线 MES 建设提出了自己的观点。 关键词：PCS MES ERP 冷轧 数据挖掘 1、前言 随着国内企业信息化系统的不断深入，MES(Manufacturing Execution System)，即制造执行系统，近年得到飞速发展，在中国企业管理者的心中，不 再是若隐若现的概念。越来越多的企业管理者已经认识到 MES 在现代化企业管理 中的作用，并着手在自己企业中建设 MES 系统。 2、MES 的定义 国际制造执行系统协会（Manufacturing Execution System Association， MESA）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，及时做出相应的 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。” 从定义中可以看出，MES 具有如下特征： MES 在整个企业信息集成系统中 承上启下，是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁。MES 对企业生产计划进行 “再计划”，“指令”生产设备“协同”或“同步”动作，对产品生产过程进行 及时的响应，使用当前确的数据对生产过程进行及时调整、更改或干预等处 理； MES 采用双向直接的通讯，在整个企业的产品供需链中，即向生产过程人 员传达企业的期望（计划），又向有关的部门提供产品制造过程状态的信息反馈。 MES 采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息，目的在于优 化管理活动。它强调是当前视角，即精确的实时数据； MES 是围绕企业生产这 一为企业直接带来效益的价值增值过程进行的，MES 强调控制和协调。MES 通过 双向通信，提供整个企业的生产活动以及供应链中以任务作为关键因素的信息。 其关键词是精确的实时数据，这是以业务为基础的 ERP 系统未曾加以考虑的。 3、MES 在企业中的作用 在企业信息化的层次划分中，MES 是企业信息集成的纽带，是实施企业敏捷 制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。同时，MES 又最具有行业特征， 不同行业 MES 功能差异很大，这是因为 MES 直接反映底层工艺设备的特点，至今 世界上还没有一个适合于所有行业的 MES 通用产品。下图是钢铁企业信息的层次 结构。 第 1页 共 5页 

项目管理人员继续教育论文 钢铁企业 MES 是从企业经营战略到具体实施之间的一道桥梁，它针对钢铁企 业生产运行、生产控制与管理信息不及时、不完全、生产与管理脱节、生产指挥 滞后等现状，实现了数据的无缝连接与信息共享，是实现连通现场控制设备与企 业经营管理的平台；它前后贯通整条产线，实现全线生产过程的一体化产品与质 量设计、计划与物流调度、生产控制与管理、生产成本在线预测和优化控制、设 备状态的安全监视和维护等，从而完成整个企业信息的综合集成，从而对生产过 程实现全过程高效协调的控制与管理。 以生产优化运行为核心的 MES 运用于钢铁企业，主要解决生产计划的一体化 编制和处理，生产过程的动态优化调度，生产成本在线跟踪预测与优化控制，生 产过程的计量质量动态跟踪以及设备运行状态监控等一系列问题。它在生产过程 控制与管理之间实现无缝链接，从而对生产过程实现全过程高度协调的控制和管 理。MES 在钢铁企业中应用的主要作用有： 1)MES 是一座“桥”，是在 ERP（Enterprise Resource Planning）与 PCS （Process Control System）之间的一座桥，起到了承上启下的核心作用。它为 管理与过程控制系统之间提供了一个通道，使两者之间有机地构成一个整体，实 现信息的无逢链接与共享。 2)MES 实现了生产工艺全过程的一体化管理，并对全过程进行优化处理。在 特殊情况下，可以保证全流程生产的正常进行，所有有价值的数据还可以得到妥 善保存。 3)MES 成功地消除了“数据断层”这一困扰钢铁企业信息化的老大难问题。 4)MES 将多个自成系统的信息孤岛集成为一个物流、信息流统一的信息系统。 MES 的核心是集成，通过对企业各种资源的有效集成，将企业的生产和经营 集成为一个高效运转，高效自动化的整体。ERP 系统可以从 MES 中获取到生产成 本，制造周期以及预计产出时间等实际生产数据；ERP 还可以从 MES 中取得生产 定单的实际状态，企业当前的实际生产能力情况，以及企业中生产内容变化的相 互约束关系。PCS 过程控制可以利用 MES 对生产的工艺参数进行优化，PLC 基础 自动化则可以从 MES 中获取控制数据或操作指令。当然，MES 也需要从 ERP 或 PCS 中获取到自身需要的数据，这些数据可以保证 MES 在生产中的正常运行。 4、MES 的实施阶段 第 2页 共 5页 

项目管理人员继续教育论文 一般地，钢铁企业 MES 实施都会经过三个典型的发展阶段，即信息集成阶段、 事务处理阶段和制造智能阶段。每个企业，无论其规模大小，必然经历以上三个 阶段，从而最终完成其 MES 的建设过程。 4.1、信息集成阶段 MES 的主要功能之一即将企业管理和过程控制衔接起来，形成从传感器到 ERP 的信息集成。因此，信息集成是流程行业 ERP 成功发挥作用的基础条件，也 是实施 MES 的第一步。MES 信息集成包括：与 ERP 信息集成；MES 横向信息集成； 与 PCS 信息集成。ERP 关注产品使用、顾客定单和材料需求，给 MES 发出生产更 多产品或增加库存的指令，以满足客户定单要求。MES 负责执行产品制造和所有 与产品制造有关的操作。料单和产品设计细节可以存储在 MES 层，通过 MES 转化 为“如何生产”的指令，提供给操作者和物理设备。一旦指令、规范或其它形式 的制造要求传递给控制层，控制层通过改变设备状态和物流形态，满足制造要求。 每一层也会发生双向数据交换，以反馈计划执行情况，判断意料之外的状态变化、 报警信息和异常事件。MES 是一个进入制造过程的双向窗口，在控制和业务计划 间集成和驱动关键信息流和命令，从而形成 ERP、MES、PCS 集成的基础。 4.2、事务处理阶段 事务处理阶段强调的是业务处理流程的梳理和业务处理过程的规范。要以价 值链为工具，分析企业现有状态，确定未来模式，最后确定 MES 事务处理功能。 事务处理阶段对应于决策支持的结构化决策问题，业务分析和需求分析工作量大， 但软件实现相对比较简单、直接，其决策过程和解决方法有固定的规律可循，能 用明确的语言和模型加以描述，并可依据一定的通用模型和决策规则实现其决策 规程的基本自动化。 4.3、制造智能阶段 目前，大多数 MES 只能提供信息集成和基本业务处理功能，而乏力于总结和 提炼出用于生产管理和科学决策的信息。大量数据只是以各种不同类型的报表呈 现，而决策好坏仍然依赖于生产管理者的经验和直觉。一个有效的 MES 应该具有 制造智能，即基于数据、信息、知识的综合和分析能力，对业务运作的实际情况 反应迅速，为管理者做出正确、及时的决策提供支持。尽管存储的大量生产数据 有可能揭示生产变化趋势、设备状况等重要信息，但是需要采用尖端的分析工具 从数据库、数据仓库中获得这些信息，并以用户能够理解的方式提供给企业中的 生产管理人员，才能发挥其作用。虽然目前的数据库系统可以高效地实现数据的 录入、查询、统计等功能，但无法发现数据中存在的关系和规则，无法根据现有 的数据预测未来的发展趋势。而采用数据挖掘技术和人工智能的方法使数据库技 术进入了一个更高级的阶段，它不仅能对过去的数据进行查洵和遍历，并且能够 找出过去数据之间的潜在联系，从而促进信息的传递。通过分析历史生产数据、 库存数据和交易数据，可以发现企业资源消耗的关键点和影响产品质量的主要因 素，从而为企业客户资源的优化配置提供决策依据，使生产过程处于良性循环。 MES 旨在提升企业执行能力，具有不可替代的作用。尽管 MES 在国内的应用仍然 处于初级阶段,但是，从 MES 的应用案例中，企业用户已经达成共识：MES 如果 应用得当，企业最终能够从中获益。我们应该认识到 MES 是一种非常个性化的系 统，这对企业根据自身情况合理选择 MES 提出了更高的要求。为了配备一套与自 第 3页 共 5页 

项目管理人员继续教育论文 己的企业最有效地结合在一起的 MES，在建设过程中，我们不仅要客观地认识市 场、深入理解 MES 的真正含义，更要深入分析企业特点、明确企业实际需求，只 有在这种基础上建设起来的 MES 系统才会给我们的企业带来真实的效益。 5、酒钢冷轧 MES 的建设 目前，酒泉钢铁集团公司规模不断壮大、品种不断增加，而建设酒钢冷轧又 是公司在产品结构调整方面迈出的重要一步。为了适应时代发展，增强企业竞争 力，酒钢正在全面推进整体信息化建设。在建设公司 ERP 系统的同时，冷轧 MES 系统也是同期重点项目。目前，冷轧 MES 目标基本确定，酒钢冷轧 MES 系统在充 分吸收和借鉴国内外同类钢铁公司现有生产控制和产销管理模式的成功经验基 础上，结合酒钢冷轧厂自身特点和要求，高起点地构建一套从接收热轧原料卷开 始，至成品发货，集生产计划管理、全厂物流跟踪、库管理、质量管理、能源介 质管理、实际收集与成本管理等生产控制、过程优化、生产调度、计划决策、成 本分析于一体的先进的厂级生产信息管理系统，最大限度的发挥冷轧厂的设备产 能，同时协调 L2 生产过程控制系统，优质、高效地完成 ERP 下达的生产计划， 为公司 ERP 系统提供准确的生产实际数据。下面就如何建好冷轧 MES 这个问题， 结合前期调研情况，总结出了冷轧 MES 建设中需要解决的几个关键问题。 5.1、实现过程控制系统和 MES 系统之间的通讯，确保现场数据采集 的准确性 ZTE 有 N 条生产线，包括无线终端生产线、交换机生产线、部件生产线、单 板生产线、手机生产线、、CDMA 生产线、LTE 生产线、W&TD 生产线、GSM 生产线、 RFID 生产线、WIMAX 生产线等，这些生产线上采用的控制系统各有不同。在调试 期间，由于 MES 系统配套不完善，因此很多功能不能正常调试二、三级接口部分。 目前，为手解决这个问题。建议在以后建新项目同时，就要同时着手 IT 部门对 MES 的建设，只有两者齐头并进，才能提高工作效率。另外，根据终端生产线众 多且产品各不相同的特点，IT 部门在建设过程中，一定要深入现场，分析不同 线所需要的技术参数，做到把能真正反映生产状态的数据采集到系统。 5.2、物料跟踪的准确性 跟踪主要包括两部分，一是生产线物料跟踪，另一个是入库跟踪。由于终端 生产线多，厂区内部产品就有很多出口、入口，流向复杂，所以一定要保障现场 传感器、一级、二级、物料定位系统的正常工作，以保证跟踪准确。 5.3、MES 智能制造阶段 在我们的 MES 系统中，一定要注意 MES 建设中的智能制造阶段。采用数据挖 掘技术和人工智能的方法使数据库技术进入了一个更高级的阶段，它不仅能对过 去的数据进行查询和遍历，并且能够找出过去数据之间的潜在联系，从而促进信 息的传递。通过分析历史生产数据、库存数据和交易数据，可以发现公司资源消 耗的关键点和影响产品质量的主要因素，从而为资源的优化配置提供决策依据， 使生产过程处于良性循环。期待在 MES 逐渐成熟后，能够对 MES 系统开发数据挖 掘功能。 6、小结 第 4页 共 5页 

项目管理人员继续教育论文 MES 在整个企业信息集成系统中承上启下，是生产活动与管理活动信息沟通 的桥梁。不实施 MES，管控一体化只是一句空话。对于面向制造加工业和过程工 业的 ERP，脱离 MES 将无法根据市场需求去组织、管理和优化生产；MES 技术在 过去十年来已显著地成熟。但 MES 的发展和应用是一个过程，而不是一个事件， 不可能想象成功的 MES 实施是可以一蹴而就的。要取得长期的成功，要求改造制 造环境，要求获得有组织的支持，要求管理机制作适应性的改变。与此同时，MES 软件在改善维护、改善与其它 IT 管理软件的接口等方面也有待于进一步发展、 提高；要使企业信息技术网络的投资迅速取得回报，从 MES 入手是一种明智的选 择。但是 MES 的实施需要恰当的规划和细致的分析，可从旨在解决一两个当务之 急的工厂生产瓶颈问题着手，逐步地扩大。 参考文献： [1]黄河清，俞金寿。ERP 的兴起与发展。全国先进控制与系统集成学术会议论 文集。 http://c.wanfangdata.com.cn/Periodical-hdlgdxxb.aspx http://ipub.cqvip.com/Shop/ProductDetail.aspx?id=2562744 [2]彭瑜。制造执行系统(MES)的发展和挑战。制造执行系统研讨会论文。 http://wenku.baidu.com/view/ccbd3ff9aef8941ea76e05be.html http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGJS200500001012.htm 用心、执着。专心于本职工作，能够承受一定的工作压力。吃苦耐劳，刻苦 钻研。诚实做人，忠实做事是我的人生准则，自强不息是我的追求。 1．至少 5 页 A4 纸，正文使用 B5 字号。 2．正文应有引言、原理、方法、技术、案例分析、应用、结论等主要节次，层 次清晰。 3．应有合理的图、表格。 4．最后附参考文献 3~5 篇。 5．电子版发往 zhangxiaoming@bipt.edu.cn。检查通过后，打印稿由各班学习委 员统一交来。 第 5页 共 5页