制造企业MES系统解决方案和应用价值

一、引言

随着中国制造2025提出通过信息化、数字化打通信息流，打造更低成本、更高性能、更大柔性的生产制造能力，实现智能制造；作为车间信息管理技术的载体MES在实现生产过程自动化、智能化、网络化发挥巨大作用。

二、MES信息集成

1、ERP/MES/PCS体系架构

MES系统架构基于AMR的三层信息化集成模型，设计“三层两库”信息化模型，通过管理网和控制网实现信息“自下而上、自上而下”双向通讯。

2、 信息化集成

通过搭建ERP与MES、MES与PLC、DCS等数据接口，来实现数据相互推送。下面通过三层架构分析信息化集成：

管理层：ERP为MES推送销售数据，库存数据，采购数据，作为MES的数据来源，驱动生成生产计划和物料需求计划。

执行层：MES把ERP和现场过程控制集成起来，负责生产管理和调度执行、物料统计、产品追溯、质量控制、工艺控制等功能；将信息反馈给管理层和现场层。

现场层：生产过程中实时监控设备的各项工艺参数，能源数据，对异常参数及时下达指令操作，反馈信息，达到设备安全，产品质量提升。

三、数据采集方案

1、系统网络架构

采用数据采集接口机来采集控制系统的实时数据，隔离办公网和数据采集网，保障控制系统独立性、安全性。配备三台数据采集接口机，分别安装两块网卡，一块是划入采集网，另一块划入办公网。通过设置不同IP网段隔离办公网和数据采集网，保证数据从过程控制层到MES服务层单向传输的安全性。

2、数据采集方案

MES数据采集，对生产现场各种数据的收集、整理工作，是物料跟踪、生产计划、产品历史记录维护以及其它生产管理基础。三种数据采集方式：人工录入、条码系统、系统集成；从原材料到半成品是连续的，设备自动化水平高，采用DCS、PLC、各种能源智能仪表应用，重点数据集成。后续熟化、分切、涂层等工序是离散的，采用条码技术，并结合人工录入方式采集工时、设备、物料、质量信息，采集方式间隔较大，人为因素明显，注意保障数据准确性。

四、系统功能分析

企业生产需求和管理需求提出七大功能模块：

计划管理车间制定生产计划和物料需求计划，下发车间排程，跟踪生产进度。

现场管理对MES详细计划的具体执行，促使物流、信息流的顺畅流动，完成生产调度、生产监测等功能，并且针对设备异常等突发事件快速响应。

样品管理涵盖整个产品生产过程，跟踪用户对样品的反馈信息，依据反馈信息进行调整。

库存管理真实反映库存情况及在制品信息，便于对库存物料进行全面的控制和管理；为生产的顺畅提供相关信息；加强库存分析、成本分析、安全库存控制等。

设备管理对设备运行状态及工艺参数的监控，保证产品质量，提高设备利用率，减少设备故障停机时间、非计划停车次数，以达到支撑建立设备管理流程，保证生产平稳运行的目的；还对设备的维修、维护、保养、历史等信息进行管理，合理安排维修计划及相关资源与活动，提高设备可利用率。

实验室管理涵盖原材料、半成品到成品整个过程的质量控制。根据生产过程和客户反馈信息，对企业的整体生产进行评估和检测，提出技术改进，从而提升产品质量并减低损耗及成本。

五、MES整体解决方案

通过层次架构的搭建及系统总线的挂接，使得这些工具及组件能够很好的串接在一起，由应用框架进行整体集成，形成企业自身的信息化解决方案。组件化生产执行系统的功能架构，中控组件化MES系统是由组件化MES平台针对项目的行业特点及业务特点配置完成，主要包含基础数据集成、工厂模型、组件集合、人机交互4部分组成。

进行整体解决方案体系以及企业的规划，首先需要构建由实时数据库、关系数据库和综合信息平台组成的基础信息管理平台，实现数据集成和应用系统的统一管理，然后在此基础上建设生产过程监控、生产计划管理、生产现场管理、样品管理、库存管理、能源管理、设备管理、实验室管理等应用功能子系统，同时通过综合展示平台实现生产管理信息的图形化综合展示，通过统一的报表组态平台高效率的以统计报表方式实现相关生产管理数据的统计分析，通过移动应用平台实现移动办公，从而为信息化建设奠定基础。

六、实施效益

实现了从原材料到成品的正追溯和反追溯；使库存产品和质量报告相匹配，实现整个产品生命周期的质量追溯；操作标准化、节约培训时间和资金成本、使之与生产操作稳定相平衡；资源信息透明化、事件响应快，各业务单元实现数据驱动、业务联动；对大量数据进行挖掘和分析、为公司决策提供有力数据支撑。