MES系统的边界是什么?

最近两年带着一帮小伙伴干了几个MES项目,虽然取得了一定成就,但在实施过程中还是能感受到小伙伴们的辛酸。也能感受到有的小伙伴在实施过程中迷茫眼神,好像突然觉得MES的世界无边无界,有的小伙伴开始羡慕实施ERP的同行了,看起来有点“军心不稳”了。也有的小伙伴问我:“MES的边界到底是什么?”。今天聊聊个人对MES边界的理解,可能会与行业一些的朋友观点不同,不对之处还望多多包容与指正。
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              
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本文引自公号:老谢聊智造。

01
MES的发展历程

 

要了解MES首先需要知道其发展历程。制造执行系统(MES)是随着制造业的发展逐步演变和成熟起来的。以下是MES发展的几个主要阶段:

 

第一阶段:数据收集与报告(1980年代 - 1990年代)

 

制造业开始引入计算机集成制造(CIM)概念,建立了基于计算机的自动化系统。这个阶段的MES主要用于数据收集和报告,通过连接设备、传感器等实现数据采集,并生成简单的报表用于生产监控。

 

第二阶段:过程控制与作业调度(1990年代)

 

在第二阶段,MES逐渐发展为更加功能强大的系统。它开始具备了对制造过程的实时控制和调度能力。MES可以优化作业流程、分配资源、协调任务和人员,以提高生产效率和响应能力。

 

第三阶段:质量控制与追溯(2000年代)

 

随着客户对产品质量的要求越来越高,MES在第三阶段增强了对质量管理的支持。它可以监控和控制生产过程中的质量指标,例如关键工艺参数、合规性检查等,并支持产品追溯,即根据产品批次或序列号追溯其生产过程和原材料来源。

 

第四阶段:集成与智能化(2010年代以后)

 

进入第四阶段,MES开始整合更多的工厂系统和数据源,实现信息的全面共享和协同。它与企业资源计划(ERP)系统、供应链管理(SCM)系统、物联网(IoT)等技术进行集成,提供更加智能化的制造管理功能。此外,MES还借助人工智能(AI)和大数据分析等技术,提供更深入的洞察和决策支持。

 

随着数字化转型和智能制造的发展,MES正不断演进和进一步融入制造业。未来的MES将更加注重实时性、灵活性和可持续性,以满足日益复杂的制造环境和需求。 

 
02
MES的定义

 

有关MES的定义不同组织给出答案不同,本人引用美国先进制造研究机构ARM与制造企业解决方案协会(MESA)的两个定义进行说明。 

 

1. ARM的定义:

制造执行系统(MES)是一种基于计算机的软件,用于管理、监控并控制制造过程中的实时操作和数据。MES通过跟踪生产进度、收集和分析数据、作业调度与协调、资源管理以及质量管理等功能,提高制造效率、质量和可追溯性。ARM提出了决策层、执行层和控制层的企业信息集成三层业务模型,本人目前也经常通过这三层模型向客户介绍MES与其它信息系统的关系。 

 

 

 

2. MESA的定义:

制造执行系统(MES)是一个集成的软件和硬件系统,用于协调和优化制造流程、资源和数据,以实现实时生产控制、跟踪和报告,并支持质量管理和决策制定。MES提供了实时的制造操作和生产信息,帮助生产管理人员做出准确的决策,改善工厂的生产效率、质量和可见性。MESA对MES的定义强调了三点: 

 
a.  MES是对整个车间制造过程的优化,而不是单一解决某个生产瓶颈。 

b.  MES必须提供实时收集生产过程数据的功能,并做出相应的分析和处理。 

c.  MES需要与计划层和控制进行信息交互,通过连续信息流来实现企业的信息集成。 

这些定义强调了MES作为一种软件系统的本质,其目标是通过集成多个功能模块和数据源,实现制造过程的监控、调度、优化和质量控制。MES的关键特征包括实时性、数据分析、作业调度、资源管理和质量控制。这些功能使得企业能够更好地管理和优化生产过程,提高生产效率和质量,并做出基于实时数据的决策。 

 
03
MES与其它管理系统的关系简介

 

从上面的定义可以看出MES在整个企业信息管理架构中起着一个非常重要的作用--信息集成。信息集成的功能使MES与企业其它管理系统存在密不可分的关系,今天主要以几个常见为管理系统进行介绍。 

 

1. ERP(企业资源计划)系统:

关系:MES与ERP系统有密切关联,通常需要在两者之间进行数据集成和共享。MES提供实时的生产数据和状态,与ERP系统的生产计划、库存管理等模块进行协同。MES可以向ERP系统提供实际生产情况,帮助更新生产计划和优化资源分配。 

区别:MES专注于制造过程的实时监控、作业调度和质量管理,而ERP系统更侧重于整体企业资源的管理和规划,包括财务、采购、销售、库存等方面。 

 

2. SCM(供应链管理)系统:

关系:MES与SCM系统紧密合作,以确保生产计划与供应链的协同,并及时传递生产需求和进展情况给供应链环节。MES提供实时的生产数据和状态,帮助SCM系统实现更准确的库存管理和交付时间估算。 

 
区别:MES主要关注内部制造过程的监控和调度,而SCM系统则涵盖了物流、库存和订单等供应链活动的协调和优化。 

 

3. QMS(质量管理系统):

关系:MES在质量管理方面扮演重要角色,通过记录和分析生产过程中的实时数据,支持质量监测、缺陷追溯和质量改进活动。MES与QMS系统的集成可以实现更全面的质量管理和追溯能力。 

 
区别:MES除了质量管理外,还包括作业调度、资源管理等功能,而QMS系统专注于质量控制、质量检验和质量改进的管理。 

 

4. WMS(仓储管理系统):

关系:MES与WMS系统在生产和仓储环节有交互关系。MES将生产完成的产品信息传递给WMS进行库存管理和出入库操作,并更新库存状态。WMS系统也会向MES提供相关的物料和备件信息。 

 
区别:MES聚焦于制造过程和生产计划的实时监控,而WMS系统则专注于仓储和物流管理,包括库存管理、订单拣选等。 

总体而言,MES与ERP、SCM、QMS和WMS这些管理系统之间存在相互关联和数据交互的情况,但各自有着不同的功能和侧重点。MES主要针对制造执行环节,通过实时监控、作业调度和质量管理等功能提高制造效能;而其他管理系统则广泛涵盖了企业资源规划、供应链协同、质量控制和仓储物流等方面,以支持企业的整体运营管理。 

 

 

04
MES的边界是什么

 

聊了那么多,肯定会有很多朋友会问:“那MES的边界到底是什么?”。说句老实话,老谢干了那么多MES项目设计与实施,目前也很难界定MES项目的边界,日常工作中更多依赖在商务合作中的“需求说明”与“项目设计蓝图”与客户或第三方进行项目边界界定。但常规来说MES项目的边界主要围绕制造过程的实时监控、作业调度和生产数据管理等方面。以下是MES项目的一般边界: 

 

 

 

1、生产计划与调度

MES负责将高层的生产计划转化为具体的作业任务,并进行合理的作业调度,以满足交付日期、优化资源利用和最大化生产效率。 

 

2、实时监控与数据采集

MES通过与生产设备和传感器的连接,实时监控生产过程中的关键参数和设备状态,并采集相应的生产数据,如生产数量、质量数据、工艺参数等。 

 

3、资源管理

MES管理相关的生产资源,包括人员、设备、物料和工具等。它可以跟踪资源的可用性、协调资源的分配和协助资源调度,以确保生产计划的顺利执行。
 

4、质量管理与追溯

MES负责质量控制,包括缺陷检测、异常处理和质量改进活动的管理。它还支持产品追溯,通过记录和跟踪生产数据,实现对产品批次、原材料和工艺参数的追溯能力。 

 

5、作业指导和报告

MES提供作业指导,指导操作员按照工艺要求进行生产操作。它还生成相关的生产报告和记录,如作业记录、质量报告和工艺参数报告等。 

 
需要注意的是,MES项目的具体边界可以因企业的制造过程、行业特点和组织需求而有所差异。一些企业可能希望整合MES与其他管理系统(如ERP、SCM)以实现更全面的制造管理和协同效应。此外,MES的边界还涉及到与其他系统的集成、数据接口、用户培训和支持等方面的考虑。
心得总结
MES是一个门槛非常低的行业,几个软件开发工程师加上几台电脑注册一个公司就可以向客户提供服务和开张接单。MES又是一个技术、业务与管理要求非常高的行业,要做好一个项目不但需要优秀的软件架构设计与开发人员,更需要像工业工程、企业管理、流程专家及项目管理专家等专业人士的参与。
 
MES项目的实施是件非常辛苦的工作,不仅仅是办公室写几行代码,还需要不断的在生产现场走动。要做好MES项目,还需要要培养客户的良好使用习惯,让企业真正走向数字化转型的道路,才是一个成功MES项目的目标。
最后,致敬所有在MES实施现场的工作人员,祝愿大家在未来项目实施过程中一帆风顺!

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THE END