什么是MES系統(tǒng)？

MES 系統(tǒng) (制造執(zhí)行系統(tǒng)) 是一種基于軟件的解決方案，用于在制造過程中監(jiān)控和控制車間的生產(chǎn)流程。

在制造運(yùn)營管理中，MES 系統(tǒng)充當(dāng)企業(yè)的計(jì)劃和控制系統(tǒng)（例如企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP) 系統(tǒng)）與實(shí)際制造運(yùn)營之間的橋梁。
MES 系統(tǒng)的主要目的是實(shí)時(shí)跟蹤和記錄原材料到成品的轉(zhuǎn)變。它從各種來源（包括機(jī)器、傳感器和操作人員）捕獲數(shù)據(jù)，以提供有關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)確和最新信息。
MES 提供對生產(chǎn)流程的實(shí)時(shí)可見性和控制，可支持利益相關(guān)者監(jiān)控運(yùn)營、識(shí)別瓶頸、最大限度地減少停機(jī)時(shí)間并及時(shí)做出明智的決策。通過幫助優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度，MES 系統(tǒng)可確保高效的資源分配、工作負(fù)載平衡和準(zhǔn)時(shí)交貨，從而提高盈利能力。
此類系統(tǒng)還通過執(zhí)行質(zhì)量控制程序、監(jiān)控指標(biāo)和捕獲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在質(zhì)量保證和合規(guī)性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。MES 系統(tǒng)能夠管理庫存水平、跟蹤物料流動(dòng)并確保物料及時(shí)可用，從而優(yōu)化庫存管理并最大限度地減少生產(chǎn)延遲。
此外，MES 系統(tǒng)通過提供全面、準(zhǔn)確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策，支持組織不斷改進(jìn)流程，并優(yōu)化資源利用率。MES 系統(tǒng)可以幫助決策者確定整體設(shè)備效能 (OEE)，這是一個(gè)用于監(jiān)控制造效率的廣泛指標(biāo)。
通過簡化工作流程、自動(dòng)化任務(wù)和提供實(shí)時(shí)反饋，MES 系統(tǒng)提高了工廠車間的效率和生產(chǎn)力。此外，這些管理系統(tǒng)還能在整個(gè)智能制造生命周期內(nèi)跟蹤材料和流程的移動(dòng)情況，從而實(shí)現(xiàn)可追溯性和譜系化，這對于有嚴(yán)格規(guī)定的行業(yè)來說至關(guān)重要。
工作原理
MES 軟件系統(tǒng)從工廠車間的各種來源捕獲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并使用該信息來監(jiān)視和控制制造運(yùn)營。該過程的概述：
數(shù)據(jù)收集：系統(tǒng)從多個(gè)來源收集數(shù)據(jù)，包括機(jī)器、傳感器、操作人員和其他信息系統(tǒng)，如 ERP 系統(tǒng)或產(chǎn)品生命周期管理 (PLM) 系統(tǒng)。此類數(shù)據(jù)可包括生產(chǎn)率、機(jī)器狀態(tài)、庫存水平、質(zhì)量測量值等，關(guān)注大國物聯(lián)網(wǎng)公眾號(hào)了解到更多知識(shí)。
數(shù)據(jù)集成：收集的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理并集成到 MES 系統(tǒng)中，從而創(chuàng)建制造環(huán)境的全面視圖。這種集成有助于確保 MES 獲得準(zhǔn)確且最新的信息。
產(chǎn)品計(jì)劃：根據(jù)從上級計(jì)劃系統(tǒng)收到的生產(chǎn)訂單，MES 會(huì)生成生產(chǎn)計(jì)劃。該計(jì)劃考慮了訂單優(yōu)先級、可用資源、機(jī)器產(chǎn)能和人工可用性等因素。
工單管理：系統(tǒng)根據(jù)日程安排將工單分配給操作人員或工作站。它為操作人員提供說明、規(guī)范和必要的文檔，以幫助他們執(zhí)行任務(wù)。系統(tǒng)會(huì)跟蹤每個(gè)工單的進(jìn)度，并實(shí)時(shí)更新工作進(jìn)度狀態(tài)。
機(jī)器和設(shè)備集成：系統(tǒng)與車間的機(jī)器和設(shè)備連接，以監(jiān)控其狀態(tài)、收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)并交換信息。這種集成可以通過各種方式實(shí)現(xiàn)，例如機(jī)器傳感器、可編程邏輯控制器 (PLC) 接口或用于進(jìn)程控制 (OPC) 的通信協(xié)議，如 OLE（對象鏈接和嵌入）。
質(zhì)量管理：在生產(chǎn)過程中采集質(zhì)量數(shù)據(jù)，如測量、檢查和測試結(jié)果�？蓤�(zhí)行質(zhì)量控制程序，觸發(fā)質(zhì)量問題警報(bào)或通知，并記錄質(zhì)量相關(guān)信息以進(jìn)行分析和追蹤。
材料和庫存管理：MES 可跟蹤材料和組件在整個(gè)生產(chǎn)過程中的移動(dòng)�？杀O(jiān)控庫存水平，發(fā)起材料申請或補(bǔ)貨，并幫助確保在正確的時(shí)間以正確的數(shù)量提供正確的物料。
數(shù)據(jù)分析和報(bào)告：分析收集的數(shù)據(jù)以提供實(shí)時(shí)洞察分析和性能指標(biāo)�？缮�成報(bào)告、儀表板和可視化功能，幫助管理層和操作人員做出明智的決策并確定需要改進(jìn)的領(lǐng)域。
與更高級別的系統(tǒng)集成：該系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)（如企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)、PLM 或供應(yīng)鏈管理 (SCM) 系統(tǒng)）連接。這種集成可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、信息同步以及制造流程與整體業(yè)務(wù)運(yùn)營的協(xié)調(diào)。
MES 示例
可根據(jù)不同行業(yè)的具體要求實(shí)施和定制 MES 解決方案。雖然 MES 系統(tǒng)的核心功能在各個(gè)行業(yè)中保持一致，但它們的應(yīng)用方式和具體功能可能會(huì)有所不同。以下是 MES 系統(tǒng)在不同行業(yè)中如何工作的一些示例：

汽車在汽車制造中，MES 系統(tǒng)在協(xié)調(diào)復(fù)雜的裝配線方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們跟蹤裝配線上車輛的進(jìn)度、監(jiān)控組件的可用性并同步不同工作站之間的操作。
汽車行業(yè)的 MES 通常側(cè)重于幫助確保質(zhì)量控制、管理召回和保持符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
制藥制藥行業(yè)的 MES 系統(tǒng)旨在強(qiáng)制執(zhí)行嚴(yán)格的法規(guī)合規(guī)性并確保產(chǎn)品完整性。它們跟蹤并記錄整個(gè)生產(chǎn)過程，包括批次跟蹤、譜系和遵守良好生產(chǎn)規(guī)范 (GMP)。該行業(yè)的 MES 系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)批次管理、配方管理、電子批次記錄和實(shí)時(shí)質(zhì)量控制。
食品與飲料在食品和飲料行業(yè)，MES 系統(tǒng)有助于管理配方管理、配方成分以及遵守食品安全法規(guī)等復(fù)雜問題。
他們跟蹤配料、管理配方、監(jiān)控生產(chǎn)率并執(zhí)行質(zhì)量控制程序。該行業(yè)的 MES 系統(tǒng)還可能包括管理批次可追溯性、過敏原控制和遵守行業(yè)特定標(biāo)準(zhǔn)的功能。

電子行業(yè)電子行業(yè)的 MES 系統(tǒng)側(cè)重于管理制造電子元件和設(shè)備所涉及的復(fù)雜流程。
此類系統(tǒng)可處理物料清單 (BOM) 管理、幫助確保準(zhǔn)確的組件跟蹤、監(jiān)控設(shè)備性能并提供生產(chǎn)流程的實(shí)時(shí)可見性。該行業(yè)的 MES 系統(tǒng)通常與貼片機(jī)和自動(dòng)化測試系統(tǒng)等設(shè)備集成。

航空航天和國防在航空航天和國防制造領(lǐng)域，MES 系統(tǒng)有助于確保遵守嚴(yán)格的法規(guī)、管理復(fù)雜的裝配流程并保持高水平的質(zhì)量控制。
它們跟蹤零件的移動(dòng)，管理飛機(jī)或國防系統(tǒng)組裝的工單，監(jiān)控行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的遵守情況，并促進(jìn)測試和檢查流程的過程的記錄。

消費(fèi)品行業(yè)消費(fèi)品行業(yè)中的 MES 系統(tǒng)有助于管理快速消費(fèi)品 (FMCG) 的生產(chǎn)，例如包裝食品、飲料、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品和家居用品。
他們專注于優(yōu)化生產(chǎn)效率、管理包裝變化以及協(xié)調(diào)多條生產(chǎn)線。該行業(yè)的 MES 系統(tǒng)通常與包裝設(shè)備集成，并提供有關(guān)生產(chǎn)率、質(zhì)量參數(shù)和庫存水平的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

實(shí)施 MES 系統(tǒng)的挑戰(zhàn)
實(shí)施和運(yùn)營 MES 系統(tǒng)可能會(huì)帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。以下是一些常見的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)：
復(fù)雜的實(shí)施：MES 系統(tǒng)的采購和實(shí)施可能既復(fù)雜又耗時(shí)。它需要大量的規(guī)劃、配置、與現(xiàn)有系統(tǒng)的集成以及定制，以便與特定的制造流程保持一致。
數(shù)據(jù)集成：將 MES 系統(tǒng)與 ERP、PLM 或 SCM 等其他系統(tǒng)集成可能具有挑戰(zhàn)性。幫助確保不同系統(tǒng)之間的無縫數(shù)據(jù)交換和同步可能需要大量的定制、數(shù)據(jù)映射和集成工作。集成過程中的數(shù)據(jù)不一致或錯(cuò)誤可能會(huì)導(dǎo)致信息不準(zhǔn)確并阻礙有效決策。
變更管理：實(shí)施無紙化 MES 系統(tǒng)通常涉及組織內(nèi)業(yè)務(wù)流程、工作流和角色的變化。員工或利益相關(guān)者對變革的抵制可能會(huì)帶來挑戰(zhàn)并影響用戶的采用。適當(dāng)?shù)淖兏�管理策略（包括培�?xùn)和溝通）對于克服阻力和幫助確保 MES 系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡和接受至關(guān)重要。
數(shù)據(jù)安全：MES 系統(tǒng)處理大量敏感的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括知識(shí)產(chǎn)權(quán)、工藝參數(shù)和質(zhì)量信息。幫助確保數(shù)據(jù)安全并防范未經(jīng)授權(quán)的訪問或網(wǎng)絡(luò)威脅至關(guān)重要。必須采取數(shù)據(jù)加密、用戶訪問控制和網(wǎng)絡(luò)保障措施等強(qiáng)大的安全措施來降低風(fēng)險(xiǎn)。
在計(jì)劃實(shí)施 MES 系統(tǒng)時(shí)，務(wù)必牢記這些挑戰(zhàn)。但請記住，所有轉(zhuǎn)型都伴隨著此類挑戰(zhàn)，缺乏 MES 系統(tǒng)可能會(huì)導(dǎo)致效率低下、生產(chǎn)力下降和競爭力下降。通過正確的方法，可以克服這些挑戰(zhàn)。
MES 系統(tǒng)的趨勢
近年來，一些數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢正在塑造 MES 系統(tǒng)的發(fā)展。
基于云的 MES：云計(jì)算在制造業(yè)中越來越受歡迎，MES 軟件越來越多地作為基于云的解決方案提供。基于云的 MES 系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性、靈活性、降低基礎(chǔ)架構(gòu)成本以及更輕松地從多個(gè)位置訪問數(shù)據(jù)等優(yōu)勢。它們還有助于與其他基于云的應(yīng)用程序集成，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)協(xié)作。
IIoT 集成：MES 系統(tǒng)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 的集成是一個(gè)重要趨勢。MES 系統(tǒng)利用 IIoT 技術(shù)從傳感器、機(jī)器和互聯(lián)設(shè)備實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)。這種集成可以增強(qiáng)制造流程的可見性、預(yù)測性分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控和優(yōu)化。
大數(shù)據(jù)分析：MES 系統(tǒng)正在使用大數(shù)據(jù)分析功能來處理和分析制造運(yùn)營中生成的大量數(shù)據(jù)。應(yīng)用先進(jìn)的分析算法和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來識(shí)別模式、相關(guān)性和可行的洞察。這有助于優(yōu)化生產(chǎn)、提高質(zhì)量并實(shí)現(xiàn)預(yù)測維護(hù)。
移動(dòng)應(yīng)用程序：移動(dòng)應(yīng)用程序越來越多地集成到 MES 系統(tǒng)中，以便能夠從智能手機(jī)和平板電腦實(shí)時(shí)訪問數(shù)據(jù)和功能。操作人員、主管和管理人員可以監(jiān)控和控制制造流程、查看生產(chǎn)儀表板并在移動(dòng)設(shè)備上接收通知。移動(dòng) MES 應(yīng)用程序可提高運(yùn)營敏捷度并支持動(dòng)態(tài)決策。
與供應(yīng)鏈系統(tǒng)集成：MES 系統(tǒng)正在擴(kuò)展集成功能以與供應(yīng)鏈系統(tǒng)連接。這種集成可實(shí)現(xiàn) MES、ERP 和 SCM 系統(tǒng)之間的無縫信息流，從而提高供應(yīng)鏈可視性、需求規(guī)劃和同步。它促進(jìn)了與供應(yīng)商、客戶和物流合作伙伴的更好合作。
AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)：AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)正在應(yīng)用于 MES 系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)決策自動(dòng)化、優(yōu)化流程并實(shí)現(xiàn)預(yù)測能力。AI 算法可以分析歷史數(shù)據(jù)、識(shí)別異常、預(yù)測生產(chǎn)結(jié)果并提出流程改進(jìn)建議。這一趨勢使 MES 系統(tǒng)能夠提供實(shí)時(shí)智能洞察并支持?jǐn)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策。
增強(qiáng)的用戶界面和可視化：MES 系統(tǒng)專注于提供直觀的用戶界面和高級可視化功能。交互式儀表板、3D 可視化、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)正在進(jìn)行整合，以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，并有助于更好地了解生產(chǎn)數(shù)據(jù)。這使操作人員和管理人員能夠快速識(shí)別趨勢、異常和需要改進(jìn)的領(lǐng)域。
合規(guī)和監(jiān)管功能：隨著各行業(yè)法規(guī)的日益嚴(yán)格，MES 系統(tǒng)正在納入更強(qiáng)大的合規(guī)和監(jiān)管功能。這包括電子記錄保存、審計(jì)跟蹤、文檔管理以及遵守行業(yè)特定標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的功能。MES 系統(tǒng)在確保制藥和醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)符合 FDA 要求等法規(guī)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
這些趨勢反映出該行業(yè)注重利用先進(jìn)技術(shù)、連接性和數(shù)據(jù)分析來提高制造運(yùn)營的效率、敏捷性和決策能力。在 MES 系統(tǒng)中實(shí)施這些趨勢可以為制造商提供競爭優(yōu)勢。