浅析制造业MES平台构建

王建祥

摘 要：21世纪是计算机信息化技术的时代，计算机信息技术已经渗透进入各個行业，包括航天、交通、通信、传媒等多个领域，MES系统平台作为计算机信息技术的重要组成部分之一，已经成为提升企业核心竞争力的主要手段之一。以机械制造行业为例，机械制造业作为工业发展中的重要支柱，已经发展了数百年，MES系统平台可以根据机械制造业的生产特点进行管理，满足离散型机械制造企业的柔性生产需求，但我国的MES系统平台起步较晚，现有的MES系统平台仍然存在较多问题，限制了我国加工制造企业的信息化发展。本文深入的分析了MES系统平台的功能与构建，并根据实际使用需求提出改进对策，为我国加工制造企业的MES系统平台发展提供参考。

关键词：MES平台；制造业；系统

改革开发以来，我国经济已经取得了巨大的成果，全球一体化经济给我国企业带来了巨大的发展机遇，但也给我国企业带来了巨大的挑战，制造业一直是我国经济的基础，直接为市场经济的发展提供了物质条件，制造企业作为典型的离散型企业，同样面对全球经济一体化的考验，目前，我国加工制造企业的信息化建设落后，严重制约了企业的生产效率。MES系统平台具备传统管理系统难以比较的优势，提高了制造企业的生产敏感度，同时优化了企业资源配置，最大限度提高企业核心竞争力。下面将详细阐述MES系统平台在加工制造企业中的作用，并以机械制造业为例，分析MES系统平台在加工制造企业中的构建。

1 MES系统平台简介

制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）是通过控制设备、物料、人员、工艺等资源调整工厂生产模式，从而提高企业的核心竞争力，MES系统平台的硬件基础包括现场专用设备、信息采集系统、控制系统等，另外，MES系统平台提供了多种功能服务，包括文档管理、设备管理、质量控制、生产调度等。MES系统平台可以实现与ERP系统的无缝链接，MES系统平台可以处理ERP系统传输过来的物料信息、产品信息、库存信息、制造信息等，同时从管理层次调度人员参与生产，之后将相关资源消耗情况反映给ERP系统。MES系统平台与ERP系统之间的区别在于MES系统平台趋向生产管理，ERP趋向物资管理，MES系统平台与ERP系统相互补充，尤其是MES系统平台底层的控制与感应设备，可以提高ERP系统的物资管理效率，实时掌控物资消耗情况。

MES系统平台可以分为三个层次，包括计划层、执行层以及控制层，根据MES系统平台各个部分的功能，可以将MES系统平台划分成为11个功能性模块。根据MES系统平台的集成能力可以将MES系统平台分为三个类型，包括单功能MES系统平台（Point MES）、集成化MES系统平台（Integrated MES）以及可集成化MES系统平台（Integratable MES），单功能MES系统平台只负责特定功能，集成化MES系统平台针对规范化产业，缺少灵活性，不能同时兼容多种制造行业，可集成化MES系统平台的自主能力较强，可以根据企业需求灵活调整，降低了二次开发成本，符合企业发展需求。

2制造业 MES系统目标分析

加工制造业具备离散型特征，离散型企业的概念是指企业生产的产品由多个零件装配组合而成，产品不是单一的生产加工，需要将产品的各个部分进行合理调配，实现各个环节之间的协同性，典型的离散型企业属于机械制造企业，离散型企业需要将产品分成多个部分进行加工，严重分散了企业的资源，不利用企业资源管理，容易导致资源的浪费。离散型企业的MES系统平台的设计重点体现在三个方面，一是生产过程管理功能，可以涵盖企业生产的全过程，二是可以与产品信息数据采集设备集成，三是可以与管理控制系统实时联系。根据现有的制造业MES系统平台进行分析，MES系统平台设计面临的主要问题包括六个方面：MES系统平台体系不完善、各个环节的标准化程度低、系统集成化程度低、通用性与兼容性不强、实时性较差以及智能化自动化程度不高。

3 MES系统平台构建

3.1 需求分析

制造业中的车间信息化是MES系统平台构建的难点，因为车间制造中的很多因素是不可控的，导致车间生产随机性较强，企业管理层无法实时掌控车间的生产与制造信息，直接影响了企业的整体规划。目前，我国大多数企业为离散型制造业，如航天、汽车、设备、电子、电器等制造业，与单流程化生产制造业相比，离散加工制造业的的管理难度更大。离散型加工制造企业的 MES系统平台设计需求主要体现在以下几点：实时性，企业管理层可以通过 MES系统平台实时掌握车间的生产情况，管理层可以根据生产情况实时调度企业资源，保证生产加工，同时制造车间可以实时接收上层计划，实行制造技术资料共享，为企业提供良好的信息共享平台；集成化， MES系统平台可以将企业已有的资源进行有效整合，包括人员、设备、物料、技术等，通过与ERP系统集成，实现企业内部资源与信息的集成；无纸化，企业信息交流中需要依托大量的文档进行交流，但很多文档仍然以纸质形式进行交流，导致交流难度较大，一方面纸质文档不方便管理，很多纸质文档容易丢失，且容易造成信息泄露，另一方面导致企业大量资源泄露， MES系统平台可以帮助企业交流无纸化，包括生产任务单、制造图纸、加工工艺单等等。

3.2 框架构建

根据MES系统平台的现状与难点，本次设计的MES系统平台采用了面向对象的J2EE技术，该技术基于组件进行设计，具有较强的灵活性、兼容性以及通用性等，可以满足制造业的MES系统平台的设计需求。最早提出MES系统平台框架是在1997年，现有的MES系统平台框架主要包括十一个模块，企业可以根据自身需求灵活选择模块，目前，我国很多政府与企业都在推进MES系统平台的构建。本文设计的MES系统平台兼容了集成技术、对象技术、即插即用技术等，且所有MES系统平台的接口均已实现标准化。根据我国企业的信息化需求，MES系统平台主要包括八个模块，分别是工程订单管理模块、客诉处理模块、质量管理模块、接口管理模块、供应商管理模块、退货授权管理模块、产线管理模块以及生产操作管理模块等。MES系统平台的框架如图1所示。

图1 MES系统平台的框架图

工程订单管理模块，该模块主要负责企业订单的在线管理，可以为企业提供各种订单管理操作，包括新建、维护、编辑、测试、应用等；客诉处理模块，客诉处理模块主要负责处理客户的投诉文档，提供新建、编辑、删除等基本功能，同时可以通过接口与客户共享；质量管理模块，质量管理模块是 MES系统平台的核心，帮助管理层与车间掌控产品质量，同时可以对已有信息进行分析，提出改进措施。接口管理模块，接口模块为 MES系统平台提供了多种标准化接口，方便 MES系统平台与其他信息系统进行交互，如ERP系统等；供应商管理模块，该模块可以为企业管理层提供供应商信息管理，提供企业运营效率，方便企业为供应商提供优质服务，供应商管理模块管理内容包括供应商订单、报表等；退货授权管理模块，该模块主要为企业提供内部追溯机制，帮助企业追踪定位责任，实现企业标准化管理；产线管理模块，产线管理模块主要负责加工生产车间信息管理，为管理层提供决策依据，同时监控生产过程；生产操作管理模块，生产操作管理模块包括了企业加工生产的各种数据，帮助企业最大限度提高产量，该模块的管理内容包括订单生产以及库存管理等。

4 结语

MES系统平台已经成为现代企业发展的核心竞争力，它不但可以将企业的资源进行整合，还可以对这些资源进行优化配置，同时对设备、人员、工艺、生产流程等进行联合调控，提高了企业的生产效率，减少了企业的资源浪费。除此之外，MES系统平台可以提高企业的信息化程度，有利于企业的智能化管理，MES系统平台对离散特征的加工制造企业的作用极大，将离散型企业的分散多种资源合理利用，降低了企业的运营成本。但我国加工制造企业的MES系统平台发展缓慢，很多公司仍然采用半自动化管理模式，严重制约了我国企业的快速发展，本文结合机械设计行业的设计案例，详细阐述了加工制造企业的MES系统平台构建，希望本文的研究有利于我国加工制造企业的信息化建设。

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