1 MES 的定義及基本功能
中國電子技術標準化研究所（CESI）在制作執(zhí)行系統(tǒng)（MES）規(guī)范中對MES 的定義為：MES 能通過信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理。當工廠發(fā)生實時事件時，MES 能夠及時做出反應、報告并根據(jù)當前的準確數(shù)據(jù)進行指導和處理。通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應鏈中提供有關產(chǎn)品行為的關鍵任務信息。
圖1 為ISA95 對MES 基本功能的細分：產(chǎn)品和制造過程定義、資源管理、計劃和編制進度表、生產(chǎn)派工、生產(chǎn)制造執(zhí)行、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)跟蹤管理、生產(chǎn)績效管理。
圖1 MES 基本功能
2 雷電院MES 系統(tǒng)的總體設計
MES 能夠幫助企業(yè)掌握生產(chǎn)狀況，提高交貨準確度，實現(xiàn)產(chǎn)銷配合；正確掌握在制品數(shù)量，追蹤不良品，降低在制品成本；收集產(chǎn)品完整資料，提高產(chǎn)品售后服務水平；及時反饋產(chǎn)品的質(zhì)量，追蹤產(chǎn)品質(zhì)量的歷史，提高產(chǎn)品質(zhì)量；提高現(xiàn)場管理人員生產(chǎn)力；充分掌握工具、設備使用狀況，有效利用制造資源。提升企業(yè)競爭力，因此雷電院也根據(jù)自己的生產(chǎn)特點開發(fā)了MES 系統(tǒng)。
2.1 雷電院MES 系統(tǒng)需求分析
科研生產(chǎn)型的企業(yè)是指該企業(yè)邊科研邊生產(chǎn)，在生產(chǎn)現(xiàn)場既有科研件，又有定型的批產(chǎn)件，兩者交叉進行，一般科研件生產(chǎn)周期要求較短，計劃也是朝令夕改，并且產(chǎn)品不成熟，會出現(xiàn)各種問題導致停產(chǎn)，批產(chǎn)件工藝成熟，在生產(chǎn)過程中一般不會出現(xiàn)問題。
雷電院是典型的科研生產(chǎn)型的生產(chǎn)模式，車間的生產(chǎn)流程如圖2：
圖2 機加車間生產(chǎn)業(yè)務流程
生產(chǎn)任務以訂單的形式傳遞給機加車間，沒有工藝路線的訂單在機加車間進行編制工藝路線，編好工藝路線后，外協(xié)的訂單直接發(fā)往外協(xié)廠家進行加工，車間的任務由計劃員根據(jù)生產(chǎn)計劃編制作業(yè)計劃，生產(chǎn)調(diào)度根據(jù)作業(yè)計劃進行生產(chǎn)，加工完成、檢驗合格后，匯報工序的詳細情況，如完成人、完成時間、完成數(shù)量、工時分配情況等，當整個訂單完成后入庫房。
基于以上分析，總結得到雷電院的MES 系統(tǒng)需要實現(xiàn)以下幾項功能：
1. MES 是有工序級的生產(chǎn)計劃調(diào)度的。這是MES 的難點所在。工序級調(diào)度關系到設備、物料、質(zhì)量、人員、工藝等很多方面。ERP 系統(tǒng)局限于總體生產(chǎn)計劃的編排，而沒有考慮設備的實際運行狀態(tài)和生產(chǎn)線的工藝約束，某些ERP或MRPII 提供的車間級的生產(chǎn)計劃無法細化到每一個加工中心。如何合理的安排生產(chǎn)使得生產(chǎn)效率最高，如何對生產(chǎn)過程中的情況進行干預、處理，這就要求軟件系統(tǒng)必須能夠靈活的設置，提供車間作業(yè)計劃重排調(diào)整功能。
2. 對零件的加工全過程進行全方位的跟蹤記錄。MES 要擁有一個可靠的數(shù)據(jù)采集手段，數(shù)據(jù)采集是制造執(zhí)行系統(tǒng)的基礎，通過數(shù)據(jù)采集可以收集產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)數(shù)據(jù)、了解在制品的狀態(tài)。通過這些信息的分析和處理對現(xiàn)場的事件及時做出反應。
3. 異常情況的處理。在生產(chǎn)過程中，尤其是科研生產(chǎn)型的企業(yè)，由于產(chǎn)品不是很成熟，所以可能會出現(xiàn)各種各樣的情況，比如：工藝路線的頻繁更改；計劃不停變更，頻繁插單；現(xiàn)場靈活的變動，如撤銷派工，或者調(diào)整設備；零件的分批與合批；帶料；補廢等等。這些情況的處理關系到MES 能否正常運行下去。
4. 報表的歸納總結。報表是企業(yè)管理的基本措施和途徑，是企業(yè)的基本業(yè)務要求。報表可以幫助企業(yè)訪問、格式化數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)以可靠安全的方式呈現(xiàn)給使用者。深入洞察企業(yè)的運營狀況，是企業(yè)發(fā)展的強大驅(qū)動力。
5. 操作簡單易用。MES 是在車間使用，由于車間人員對計算機的操作一般都不是太熟練，而且會有一些老師傅，所以軟件的簡單易用就十分重要，尤其是操作者的使用界面，要盡量簡單，操作盡可能的少，而且最好是通過點擊按鈕或者下拉框進行操作，響應輸入者正確與否的信息，彈性配合現(xiàn)場作業(yè)的變異，能方便的將生產(chǎn)實際狀況及時、正確、完整的輸入系統(tǒng)。
2.2 MES 系統(tǒng)總體方案
雷電院MES 系統(tǒng)是以Visual Studio 2005 為開發(fā)環(huán)境，使用SQL Server 2005 數(shù)據(jù)庫，采用B/S（Browser/Server）結構，基于.NET 開發(fā)的應該系統(tǒng)。
根據(jù)上面的需求，我們在系統(tǒng)中分別設計了以下模塊：計劃排產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)采集管理、異常情況管理、報表管理、用戶及權限管理。
計劃排產(chǎn)管理。因為雷電院屬于科研生產(chǎn)型的企業(yè)，屬于單件小批量生產(chǎn)模式，且訂單變更頻繁，所以制定生產(chǎn)計劃一直都是一個難點，針對雷電院的這一特點，系統(tǒng)實行對訂單進行先后排序，每月初跟生產(chǎn)管理部門討論該月要求完成的主要訂單，并進行先后排序，在系統(tǒng)中進行標記。然后各工種調(diào)度根據(jù)訂單的排序來制定自己工種的任務排序，班組長根據(jù)工種調(diào)度的排序進行生產(chǎn)，使生產(chǎn)出來的每個零件都是迫切需要的。
數(shù)據(jù)采集管理。系統(tǒng)以客戶端的形式采集數(shù)據(jù)，各個角色通過自己的客戶端及時將自己的進度信息反饋給系統(tǒng)，實現(xiàn)了對訂單從工藝編制、工時定額、備料、工序間流轉(zhuǎn)到入庫進行全生命周期的數(shù)據(jù)采集。使系統(tǒng)的每個使用者都可以準確的掌握訂單當前的狀態(tài)和物理位置，從而解決了整個車間尋找零件的情況。
異常情況管理。針對科研生產(chǎn)型單位出現(xiàn)的各種各樣的情況，我們與領導、調(diào)度和操作者一起討論處理流程，形成一個單獨的功能模塊，最終解決異常情況的解決方案。
報表管理。該系統(tǒng)目前擁有報表20 多個，涉及工時的統(tǒng)計、計劃的制定與執(zhí)行情況、各類人員的任務完成情況等，并且根據(jù)生產(chǎn)管理的變化還在不停的開發(fā)中，實現(xiàn)從各個角度對生產(chǎn)情況進行剖析，更好的服務于生產(chǎn)管理。
安全管理。系統(tǒng)給每個使用者根據(jù)自己的業(yè)務需要分配了不同的權限，從而保證數(shù)據(jù)的安全。
3 結束語
通過MES 的實施，實現(xiàn)了車間作業(yè)的透明化，得到了車間真實的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提升了車間現(xiàn)場的實時狀況的收集和分析能力，使車間的管理用數(shù)據(jù)說話，更加科學和有說服力。在實施的過程中，也積累了一點經(jīng)驗與大家分享：
1. 上級的領導和決心。這是任何計算機系統(tǒng)成功推行最為重要的一點，尤其是MES 涉及的組織層面較為廣泛，上級除了要有做的決心，更要給予更加實際的關注，讓有關人員感受到其對MES 的重視，上行下效才能保證取得成功。
2. 完善的教育培訓。MES 的實施會碰到很多問題，比如沒有正確的觀念、信心不夠、現(xiàn)場人員的排斥心理等都需要經(jīng)過良好的溝通，使他們了解MES 的重要性及如何使用MES 成為有效管理工具。
3. 由淺入深，有線到面。MES 涉及面很廣，先找到切入點，力爭取得立竿見影的效果，因為使用成功是最好的教育推廣方式。
4. 簡化現(xiàn)場資料輸入步驟。在系統(tǒng)設計上，需要盡量簡化現(xiàn)場資料輸入的步驟，不能立即響應輸入者正確與否的信息，彈性配合現(xiàn)場的變異，能方便的將生產(chǎn)的實際情況及時、正確、完整的輸入系統(tǒng)。
5. 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯性。當MES 正式使用后，使用者對系統(tǒng)的依存度很高，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯性也就要求很高。
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本文標題：雷電院MES/ERP系統(tǒng)需求分析與開發(fā)應用
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