MES选型注意事项

前面我们分享过ERP要如何选型，ERP如何选型

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今天我们来聊一聊MES选型的注意事项。

在说注意事项之前，我们先聊一聊 为什么需要MES，MES的作用、MES的定义和特性、主要模块和功能、MES项目常见问题、MES系统的要求、成熟度模型，最后我们来说注意事项

 

MES是为了解决车间生产信息得不到及时反馈，现场数据采集无法实现实时等问题而生，比如

1 车间管理者和企业管理人员不能实时、透明地了解生产线上的实际状况，虽然企业的 ERP 系统下达了生产计划，但是计划的有效执行却依然难以保证。

2 加工信息不能及时反馈，包括在制品加工信息和工位状态信息等。

3 车间在制品的收、发以及工序间的搬运明细无法统计，从而导致在制品库存积压，增加了库存资金占用。

4 无法对产品质量指标进行在线检测、统计、显示，尚未建立产品质量追溯体系。

5 无法收集与核算企业各生产工序的成本，以及通过对生产成本的控制，优化资金流，实时得到动态成本信息。

6 难以实时地采集生产过程的相关信息，如进度信息、关键质量信息等，因此无法快速地对生产变动做出响应。

7 无法对设备进行实时监控，防止设备突发故障。

8 车间工人的生产效率无法统计，人力成本无法准确掌握。

 

MES的作用

MES 系统能在以下方面提升企业的管理水平：

1 透明化生产：通过实时数据采集，及时了解车间的生产情况以及质量状况，将生产制造执行系统（MES）选型实施指南（第二版）7计划的执行及时反馈给 ERP，打开生产过程中的“黑箱”。

2 敏捷性生产：掌控所有的生产资源，包括设备、人员、物料信息等，能快速应对生产现场紧急状况，对生产作业计划进行调整并合理调度保证生产顺利进行。

3 生产可追溯：建立完整的生产数据档案，形成全面的正反向追溯体系，界定责任、减少召回损失。

4 生产质量改善：实时采集生产过程中的质量数据，关注事中控制，事后分析，从而持续改善产品质量。

5 及时预警：自定义各项生产指标，实时监控指标执行情况，以邮件、短信、看板等多种方式实时主动知会生产中的异常状况，提前发现、及时处理、减少损失。

6 绩效分析：对生产绩效、人员绩效、设备绩效进行分析，为车间、工厂乃至整个集团绩效的改善提供依据。

 

MES的定义

 

美国先进制造研究机构 AMR 将 MES 定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”，为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等方面）的当前状态。AMR 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：第一层决策层（ERP）主要为企业提供全面管理决策；第二层执行层（MES）主要负责车间级的协调、跟踪、发现并监控相关趋势；第三层控制层（SFC）直接负责工厂生产控制的环节。

 

翻译成人话就是 MES是 居于 ERP和SFC（生产车间集中控制管理系统）之间的系统，ERP管公司的物流资金流和信息流，MES管工厂工序流程，并且实时采集设备数据。

 

AMR组织定义的MES有11个功能：

（1）生产资源分配与监控；

（2）作业计划和排产；

（3）工艺规格标准管理；

（4）数据采集（装置在线连接采集实时数据和各种参数信息，控制系统接口，生成生产数据记录、质量数据、绩效信息、台账）；

（5）作业员工管理；

（6）产品质量管理；

（7）过程管理

（8）设备维护；

（9）绩效分析；

（10）生产单元调度；

（11）产品跟踪。

 

MES系统特性：

1 实时性：MES实时收集生产过程中的数据和信息，并做出相应的分析处理和快速响应。

2 信息中枢：MES通过双向通讯，提供横跨企业整个供应链的有关车间生产活动的信息。

3 软硬一体：MES是一个集成的计算机化的系统（包括硬件和软件），它是用来完成车间生产任务的各种方法和手段的集合。

4 个性化差异大：MES是负责车间生产管理的系统，由于不同行业甚至同一行业的不同企业生产管理模式都不同，因此MES的个性化差异明显。

5 二次开发较多：由于MES的个性化差异明显，导致MES系统实施时，往往二次开发较多。

 

企业在 MES 实施及应用过程中常见问题：

1 需求不清：由于对 MES 的理解有限，导致对于 MES 的需求难以准确把握，或需求含糊。

2 希望过高：认为 MES 是万灵药，能解决之前其他系统实施时遗留的难题，如信息及时反馈、质量管理、高级计划排程等，但理想与现实存在较大差距。

3 边界不清：MES 在功能上与其他信息系统在功能上有一些重叠，如何界定不同系统之间的边界？MES 又该如何与下、上层系统之间集成？

4 重点含糊：MES 有 11 个标准模块，哪些模块是关键，实施先后如何？

5 个性淹没：生产模式的个性决定了，MES 需求呈现很强的行业特点。如何在不失先进性的同时有效把握自身的个性化需求？

6 选型难定：面对众多不同的 MES 解决方案，企业如何拨开迷雾，进行科学选型？

7 准备不足：MES 是需要大量的基础数据来支撑的，而且很多数据是需要从前期的信息系统中获得，由于准备不足，随着 MES 实施的深入，相关问题集中爆发。

8 评估缺失：缺乏合理的、科学的 MES 应用评估体系，价值难以凸显，持续深化应用乏力。

 

一套MES系统应该具有：可配置性、可扩展性、可靠性、实时性和可视性等基础要求，具体要求如下：

1 可配置性：系统自带流程建模工具（配置性工具），可以在系统内根据企业的生产特点，灵活设置生产工作流程，并根据不同权限进行流程驱动，与系统消息机制绑定，驱动预警管理机制（如备料的预警、缺料的预警、单据审批超期限的预警等），按照用户指定的通知方式发送预警信息，如短信、邮件等。

2 可扩展性：系统应具有良好的开放性和可扩展性，便于企业未来的发展需要进行功能扩展。同时可提供可柔性组合定制的用户界面、业务模块，以及简易的二次开发功能满足企业的个性化应用。

3 可靠性：系统必须具有完善的授权体系、成熟可靠的数据备份方法。在安全方面，系统必须具有统一的权限管理中心，能够对每一个角色、每一个字段、每一个动作、每一类型的业务、每一个模块等设置不同的权限。

4 实时性：系统应具备良好的实时环境和实时响应的功能。系统要利用实时数据实现生产过程、产品质量的在线监控，提高快速反应能力，促进生产管理由被动指挥型向以预防为主、在线控制的主动实时指挥型管理体系发展。

5 可视性：系统应具备以数据采集为基础的生产、消耗、质量、设备等信息统计分析并提供可视化的图示方式

 

MES 深化应用五级成熟度模型

1、 初始级

初步实现生产现场的闭环管理，建立了围绕以生产任务单为核心的信息化管理，包括生产计划的下达、生产过程控制、完工等都已经纳入信息系统管理，但管理还仅限于物料、设备等关键性资源。如：

应用了数据采集工具，能够及时反馈生产计划的完工情况。

应用了质量管理系统，能够对生产过程中的质量进行实时把控。

应用了部分车间生产作业管理，能够清晰地知道生产任务的详细进度。

实现了对关键件的追溯管理。

2、 规范级

生产车间的各项核心资源都覆盖了信息化管理，如设备、技术文件、工装、人员等，生产人员能够清晰地把控车间各项核心资源的使用情况、空闲情况等，使车间作业中的各项要素能够得以有效的配合与管理。如：

实现了对设备、人员、工装、能源等多项资源的自动化数据采集。

与设备集成，实现了对设备实时状态的管理，如停机、维修等可实时地反馈到系统中。

初步应用了生产排程系统，能够得出初步优化的生产计划并指导生产。

根据不同的行业特点实现了生产作业过程的管理，如电子行业的上料防错等。

建立了完善的生产追溯管理体系。

建立了覆盖生产过程的文档管理体系。

3、 精细级

生产车间的主要资源已经都纳入了信息化系统管理之中，实现了集成化的管理，以及主要资源的精细化管理，并能根据现有资源情况，初步进行优化。如：能根据现有的资源情况，优化得出排产到分钟的生产计划，并建立了与其他资源的集成关系，如得出排产计划的同时，下达工装计划、设备作业计划等。

在生产准备阶段，实现了对技术文件、物料、设备、工艺工装、人员、能源等与生产任务单的集成化管理。

设备等方面管理更加深入，对设备维修的管理，包括维修计划、维修任务、维修成本等都纳入了系统管理。

建立了生产现场多方面的预警管理与电子看板管理体系。

4、 优化级

在精细级基础上，实现对各项资源的优化利用，系统能够有效指导现场生产作业，如：

在设备上，实现了设备与能力计划部分集成，如能力计划运算时考虑设备的维修计划，得出最优化的生产计划。

在人员上，能够根据车间员工的资质、生产能力等因素，自动化进行生产排班。

在能源上，能够对能源进行优化，降低能源成本。

5. 智能级

建立了覆盖底层设备、过程控制、车间执行、管理控制等无缝一体化的信息系统，实现了从生产计划的下达、排产、生产加工、完工反馈等过程的无人化或少人化。如：应用了适用于自动化生产的设备，包括数控机床、机器人、自动寻址装置、存储装置、柔性自动装夹具、检具、交换装置及更换装置、接口等。

应用了联线技术，可以根据工艺设计，将各种设备联线，形成一个自动化生产的有机整体，包括 FCS、FMS、FML、FA等，实现了与设备、与MES 系统的实时通讯与控制。

应用了自动化控制和管理技术，包括分布式数字控制技术、生产规则和动态调度控制技术、生产系统仿真技术等。

 

MES选型注意事项

1 明确需求和边界

1.1 需求涉及到11个模块的哪些部分，以及具体要实现的目标，一定要文字描述出来

1.2 MES通常会跟ERP等系统进行集成，事先要考虑好哪些基础资料和单据在ERP中做，哪些在MES里做，以及哪些需要同步

1.3 4 离散型制造企业设备功能冗余度大，往往拥有大量的机床和数控设备。这些机床和数控设备种类多、品牌杂、新老并存。设备的协议与接口种类差别很大，通讯接口之间兼容性差，因此数据采集难度大，选型时需要重点注意MES是否有方案支持所有必须的设备数据采集

2 成立MES项目组 MES选型和实施过程中，会涉及到很多的细节明确，工作协调和需求变更等事宜需要有一个项目组进行统筹协调

3 招聘专业的MES管理员

MES定制化程度高，周期长，风险大，一定要有自己的MES管理员进行全程跟踪和承接知识转移，以便于提高项目的可控性和后续的持续优化

5 选择有行业成功案例的厂商，并且进行现场参观，了解项目周期，应用了哪些模块功能，实现了哪些需求，碰到了哪些难点是如何解决的等等

6 因为不同行业不同公司工艺和生产流程的不同，MES定制化程度很高，周期通常在1年以上，所以前期要做好各项准备。

7 不要因为厂商答应申请政府补贴，就降低对 MES选型评估的要求

8 MES产品选型大的框架上，可以按照功能占60%，易用性和柔性分别占20%进行评分，这样可以兼顾短期的需求满足，易用性和软件对未来变化的适应性。其中功能评估的重点在于功能是否满足现有需求，易用性的重点在于操作是否简单方便、符合操作习惯，柔性的评估重点在于对当业务流程和管理模式发生变化时，系统是否可以快速调整适应变化，以及是否容易根据个性化要求进行配置和二次开发、与第三方软件的集成等。

 

参考资料与推荐书籍：《MES选型与实施指南》