广州精弘益企业管理咨询有限公司
智能智造
1 MES介绍
1.1 MES定义。MES是英文Manufacturing Execution System的简写，中文简称制造执行系统。MES系统主要应用领域在生产方面，国际国内有很多机构对MES进行了定义，但目前来说比较受大家认同的是MESA(国际制造执行系统协会)对制造执行系统作出的定义：“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供直链中提供有关产品行为的关键任务信息。
1.2
MES的功能模型。MES可以优化整个生产过程，而生产过程是由各种资源共同作用实现的，MES对生产过程的优化是通过对各种资源的优化实现的。MESA(国际制造执行系统协会)根据许多企业的实际隋况，归纳出主要的MES功能模块，具体包括：供需详细调度、资源分配与管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集等模块。在实际的产品应用中，可能包括其中的—个或者多个功能模块。
2 MES应用环境分析
2.1MES的系统定位。
在该模型中，MES在企业信息系统中起着中间层的作用。在MES下层，是底层设备控制系统，包括DCS、PLC、NC／CNC和SCADA或者这几种类型的组合。在MES的上层，则是从全局的角度对经营和生产进行全面计划，以财务管理为核心，实现资金流、物流和信息流的有机协调运作的ERP(企业资源计划)系统。我们可以从以下几点来理解MES的定奁巩1)MES在整个企业信息集成系统中承上启下，是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁。2)MES采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息，目的在于优化管理活动。它强调是当前视角，即精确的实时数据。3)从对实时的要求而言，如果说控制层要求的实时的时间系数为1，那么，MES的时间系数为10，ERP的时间系数为100。
2.2 MES开发的技术复杂性
MES是位于计划层和控制层之间的系统，在技术上必须可以和计划层的应用系统如ERP等进行集成，同时还要能集成控制层数据，而这两个层面的系统复杂多样，很难有统一的技术方案去实现。这也是为什么MES目前为止不能像ERP一样迅速推广应用的原因之一。尤其是在与控制层的集成中，不同类型的生产有不同的设备，而不同的设备很可能就需要不同的数据采集方案，这中间涉及到制造技术与信息技术、自动化技术、现代管理技术和系统科学技术有机融合的问题，大大增加了MES开发的复杂性。
3 MES实施面临的挑战
通过以上的应用环境分析，我们大致可以总结出MES实施面临的主要挑战是：1)如何定义MES的业务范围，尤其是在与其他系统在业务上有交叉的领域。2)如何推动MES在涵盖生产、质量、物流、计划、设备等多个领域的环境下实施?如何得到各个部门相关人员的配合?我们知道仅仅从IT的角度去推动MES项目的实施是非常困难的。3)如何在技术上保证与ERP及底层控制系统之间的无缝集成?真正实现MES的中间桥梁作用，实现车间透明化管理?
4 MES实施案例中的应对措施
4.1实施背景。笔者参与了某汽车零部件制造工厂的MES项目实施全过程，该公司属于离散性生产模式，车间现代化水平较高，采用了比如拧紧机，Atlas力矩扳手，性能测试机等多种现代化设备辅助生产。应用MTO模型应对市场需求，并且已经实施了ERP系统来管理销售，采购，仓库物流及财务数据，ERP的运行在很大程度上改善了公司的管理水平，提高了库存周转，但是延误交期，质量问题居高不下，车间物流管理不是很顺畅等问题始终存在，公司希望通过MES的实施来推动这些问题的解决。
4.2实施风险分析。正如前面分析的MES项目实施面临的挑战一样，在该公司的实施中也面临着类似的问题。该公司已经实施了ERP系统，且ERP系统覆盖了部分的生产相关的内容，便于生产成本的采集，那么MES在这一部分如何定义边界?如何与ERP进行交互，实现业务的J顷畅运作?各种生产设备是否有数据接口供数据采集?是否可以将这些数据无缝集成到MES系统?
尤其重要的是，公司是否有实施MES的环境，所谓的环境包括人员对MES项目的理解和支持程度，是否有足够的资源来支持MES项目的实施，这些对MES项目的成败有关键影响。对于这些项目实施可能会碰到的挑战或者风险，在项目启动之初都直该有清醒的认识，并采取对应的措施予以应对。
4.3项目实施的风险防范措施
1)项目目标定位。项目目标定位主要解决的是做什么的问题。实施MES之初应该明白我们上MES项目的目标是什么，在整个工厂的价值链中处于什么位置。虽然从大的方面来说，MES是用来帮助优化生产，但实际是每个工厂面临的问题都不大—样，期望解决的问题的侧重点也有所不同。2)项目实施环境分析。项目实施环境分析解决的是能不能做的问题。首先我们要有清晰的项目目标；其次，要进行全工厂范围内的MES意识培训，尤其是项目实施涉及到的各个部门或人员，让他们对MES项目有大致的了解，明白项目的实施对各自的影响及未来能带来的利益。再次能否得到足够的人力支持，比如是否有合格的项目经理来推动项目，是否有经验丰富的顾问为项目保驾护航。然后，项目是否得到高层认可，是否有足够的资金支持。最后要分析工厂的软硬件环境，比如工厂的硬件基础设施是否可以满足MES项目的实施，如果不能则最好是先对工厂的基础设施进行适当的改造。3)项目的具体实施安排。关于具体实施安排回答的是怎么做的问题。
作为—个比较复杂的IT应用系统项目，一般我们会选择某种项目实施方法论来对项目进行管理，通过这种系统化的方法，达到进度、质量和成本的平衡。考虑到MES项目的特殊性，我们还要特别关注有没有人员对各种设备的接口有所了解，同时是否有专门的团队管理工厂的IT基础设施，这一点经常被忽略，没有好的IT基础设施，MES的实施会成为无水之源。如果有可能，最好是邀请MES顾问的加入，可以大大降低项目实施的风险。
5 结论
MES项目实施的环境是复杂的，但是目前制造业的发展，要求不断通过各种手段压缩交货周期，保障产品质量，降低产品成本，在这种压力下，越来越多的企业选择了实施MES项目。在项目实施之初，充分考虑项目实施可能会碰到的风险，并采取各种手段尽量降低项目风险，可以在很大程度上提高MES项目实施的成功率。
1.1 MES定义。MES是英文Manufacturing Execution System的简写，中文简称制造执行系统。MES系统主要应用领域在生产方面，国际国内有很多机构对MES进行了定义，但目前来说比较受大家认同的是MESA(国际制造执行系统协会)对制造执行系统作出的定义：“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供直链中提供有关产品行为的关键任务信息。
1.2
MES的功能模型。MES可以优化整个生产过程，而生产过程是由各种资源共同作用实现的，MES对生产过程的优化是通过对各种资源的优化实现的。MESA(国际制造执行系统协会)根据许多企业的实际隋况，归纳出主要的MES功能模块，具体包括：供需详细调度、资源分配与管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集等模块。在实际的产品应用中，可能包括其中的—个或者多个功能模块。
2 MES应用环境分析
2.1MES的系统定位。
在该模型中，MES在企业信息系统中起着中间层的作用。在MES下层，是底层设备控制系统，包括DCS、PLC、NC／CNC和SCADA或者这几种类型的组合。在MES的上层，则是从全局的角度对经营和生产进行全面计划，以财务管理为核心，实现资金流、物流和信息流的有机协调运作的ERP(企业资源计划)系统。我们可以从以下几点来理解MES的定奁巩1)MES在整个企业信息集成系统中承上启下，是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁。2)MES采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息，目的在于优化管理活动。它强调是当前视角，即精确的实时数据。3)从对实时的要求而言，如果说控制层要求的实时的时间系数为1，那么，MES的时间系数为10，ERP的时间系数为100。
2.2 MES开发的技术复杂性
MES是位于计划层和控制层之间的系统，在技术上必须可以和计划层的应用系统如ERP等进行集成，同时还要能集成控制层数据，而这两个层面的系统复杂多样，很难有统一的技术方案去实现。这也是为什么MES目前为止不能像ERP一样迅速推广应用的原因之一。尤其是在与控制层的集成中，不同类型的生产有不同的设备，而不同的设备很可能就需要不同的数据采集方案，这中间涉及到制造技术与信息技术、自动化技术、现代管理技术和系统科学技术有机融合的问题，大大增加了MES开发的复杂性。
3 MES实施面临的挑战
通过以上的应用环境分析，我们大致可以总结出MES实施面临的主要挑战是：1)如何定义MES的业务范围，尤其是在与其他系统在业务上有交叉的领域。2)如何推动MES在涵盖生产、质量、物流、计划、设备等多个领域的环境下实施?如何得到各个部门相关人员的配合?我们知道仅仅从IT的角度去推动MES项目的实施是非常困难的。3)如何在技术上保证与ERP及底层控制系统之间的无缝集成?真正实现MES的中间桥梁作用，实现车间透明化管理?
4 MES实施案例中的应对措施
4.1实施背景。笔者参与了某汽车零部件制造工厂的MES项目实施全过程，该公司属于离散性生产模式，车间现代化水平较高，采用了比如拧紧机，Atlas力矩扳手，性能测试机等多种现代化设备辅助生产。应用MTO模型应对市场需求，并且已经实施了ERP系统来管理销售，采购，仓库物流及财务数据，ERP的运行在很大程度上改善了公司的管理水平，提高了库存周转，但是延误交期，质量问题居高不下，车间物流管理不是很顺畅等问题始终存在，公司希望通过MES的实施来推动这些问题的解决。
4.2实施风险分析。正如前面分析的MES项目实施面临的挑战一样，在该公司的实施中也面临着类似的问题。该公司已经实施了ERP系统，且ERP系统覆盖了部分的生产相关的内容，便于生产成本的采集，那么MES在这一部分如何定义边界?如何与ERP进行交互，实现业务的J顷畅运作?各种生产设备是否有数据接口供数据采集?是否可以将这些数据无缝集成到MES系统?
尤其重要的是，公司是否有实施MES的环境，所谓的环境包括人员对MES项目的理解和支持程度，是否有足够的资源来支持MES项目的实施，这些对MES项目的成败有关键影响。对于这些项目实施可能会碰到的挑战或者风险，在项目启动之初都直该有清醒的认识，并采取对应的措施予以应对。
4.3项目实施的风险防范措施
1)项目目标定位。项目目标定位主要解决的是做什么的问题。实施MES之初应该明白我们上MES项目的目标是什么，在整个工厂的价值链中处于什么位置。虽然从大的方面来说，MES是用来帮助优化生产，但实际是每个工厂面临的问题都不大—样，期望解决的问题的侧重点也有所不同。2)项目实施环境分析。项目实施环境分析解决的是能不能做的问题。首先我们要有清晰的项目目标；其次，要进行全工厂范围内的MES意识培训，尤其是项目实施涉及到的各个部门或人员，让他们对MES项目有大致的了解，明白项目的实施对各自的影响及未来能带来的利益。再次能否得到足够的人力支持，比如是否有合格的项目经理来推动项目，是否有经验丰富的顾问为项目保驾护航。然后，项目是否得到高层认可，是否有足够的资金支持。最后要分析工厂的软硬件环境，比如工厂的硬件基础设施是否可以满足MES项目的实施，如果不能则最好是先对工厂的基础设施进行适当的改造。3)项目的具体实施安排。关于具体实施安排回答的是怎么做的问题。
作为—个比较复杂的IT应用系统项目，一般我们会选择某种项目实施方法论来对项目进行管理，通过这种系统化的方法，达到进度、质量和成本的平衡。考虑到MES项目的特殊性，我们还要特别关注有没有人员对各种设备的接口有所了解，同时是否有专门的团队管理工厂的IT基础设施，这一点经常被忽略，没有好的IT基础设施，MES的实施会成为无水之源。如果有可能，最好是邀请MES顾问的加入，可以大大降低项目实施的风险。
5 结论
MES项目实施的环境是复杂的，但是目前制造业的发展，要求不断通过各种手段压缩交货周期，保障产品质量，降低产品成本，在这种压力下，越来越多的企业选择了实施MES项目。在项目实施之初，充分考虑项目实施可能会碰到的风险，并采取各种手段尽量降低项目风险，可以在很大程度上提高MES项目实施的成功率。
