数字基础及运营 5

第7章

从MES到MOM7.1MES的基本概念7.2MES系统的功能模块7.3MES系统规划与需求分析7.4制造运营管理MOM7.5从MES的现状与困境看低代码MOM的发展MES概念的提出MES与ERP对比MESA制造执行系统的定义7.1MES基本概念1、MES概念的提出3MES

——

Manufacturing

Execution

Systems 制造执行系统MES

是由

AMRResearch,

Inc.

在1990年创造出来的概念AMRResearch,

Inc.AMR——AdvancedMarket

Research，是一个独立的研究与行业分析咨询公司，成立于1986年，2009年被

Gartner

Research

以$64

million

收购，Gartner

Research是

Gartner

Group的一个部门（高德纳咨询公司——全球最具权威的IT研究与顾问咨询公司MES

不是由学术界

提出来的

。AMR制造执行系统的定义位于企业生产管理信息系统中的企业经营管理信息系统与过程监控/过程控制信息系统之间的管理信息系统称之为制造执行系统（MES）。企业经营管理类的信息系统（ERP）制造执行系统（MES）过程监控/过程控制类的信息系统（SCADA/HMI）六十年代起，计算机技术在制造过程中的应用演进——两条主线：对企业运营的支持——财务—》库存—》MRP—》MRPII—》ERP

对现场设备运行的支持——PLC/DCS/CNC/SCADA/HMI从信息系统的完整性角度来看，两大类系统之间存在一个空白。两大类系统之间存在着一个断层。两大类系统之间存在双向断流现象。企业运营管理类的信息系统（ERP）过程监控/过程控制类的信息系统（SCADA/HMI）从制造管理的内容的完整性企业生产运营计划管理现场制造过程管理现场设备管理从支持或服务的对象的完整性办公室人员（生产部、制作部、财务、采购、销售）生产现场人员（车间主任、段长、班长、操作工人）现场设备AMR定义的小结：

位于企业运营管理信息系统（ERP）与设备过程监控/过程控制信息系统之间的，服务于生产现场人员管理需求的管理信息系统，称之为制造执行系统（MES）。企业经营管理信息系统（ERP）制造执行系统（MES）过程监控/过程控制信息系统（SCADA/HMI/DCS）到了上世纪九十年代时候为什么叫执行系统？ManufacturingExecution

System企业的生产活动（制造活动），大致可以分为两类经营管理计划类生产执行类相对而言的划分MES——ManufacturingExecutionSystemMOM——ManufacturingOperations

ManagementAMR

制造过程管理三层模型AMR制造过程管理三层模型，更具内涵的表述MES——中枢地位一层比一层覆盖范围大一层比一层更复杂企业数据流中的MES2、MES与ERP对比MES覆盖面大得多，如果ERP用户数为1，MES用户数为7—10MES实现技术更复杂，涉及到了IT与OT，以及两者间的融合MES业务模式更复杂ERP有标准MRP、近乎标准财务、近乎标准仓储MES几乎没有标准作业模式，一厂、一车间、一设备、一人一样MES管理粒度更为精细ERP做什么、做多少ERP到车间MES如何做、做得好坏MES到设备、工位、人IT——Information

Technology 信息技术OT——Operational

Technology

操作技术，运营技术决策者认可度差距大，ERP看得到摸得着，MES看不见摸不着投入差距ERP舍得投、投入高，MES不舍得投、投入低ERP与瓶颈工序相关，MES与全部工序相关IT计算机专业人员软件，ERP，PDM，OA，……硬件，计算机、服务器、存储、条码打印机虚拟化、云计算、大数据、人工智能软件规模大，复杂性高，更新较快使用开方通用的网络，甚至直接使用互联网比较开放追求新技术什么是IT与OT?IT——Information

Technology 运信息技术OT——Operational

Technology

操作技术，运营技术OT工业控制、自动化专业设备部，与设备采购运行维护相关

以可靠性、稳定性为第一准则硬件控制用——PLC、SCADA、DCS、CNC、运动控制、机器人等传感器——按钮、开关、各种温度、压力、流量、液位变送器等执行器——继电器、电磁阀、电机、阀门、指示灯等还有现场总线和工业以太网，嵌入式系统（例如智能仪表）软件

PLC的编程、DCS组态、SCADA组态、机器人编程等制造过程的技术秘籍、加工工艺与数据，员工的知识和经验软件规模不大，复杂性低，更新缓慢或不更新使用专用的工业控制网络，封闭运行比较保守IT与OTMES需要IT专业人员OT专业人员更需要IT与OT技术的融合IT与OT概念的火爆，与最近工业互联网或工业物联网的热炒有关3、MESA协会的成立AMRMES定义——外延式。外延式的定义，易于理解，解决了什么东西是什么问题，但解决不了什么怎么做的问题。

也就是说，AMR定义，当进行MES普及应用时，远远不能满足实际需求。我们还需回答，为什么MES？MES的作用？MES会取得哪些效益？具有什么功能？等等。在AMR

提出了MES的概念之后，一大批相关的厂商、解决方案供应商、咨询分析人士，聚集在AMR提出的MES的大旗之下，开始了MES方面的研究推广应用工作。MESA协会的成立MES需要更大的发展，

首先需要明确的内涵。MESA

——

在这方面做出了最大的贡献。1992年，AMR作为奠基者之一，与相关的MES厂商、解决方案供应商、咨询分析师、制造商厂商等，成立了一个非营利性非政府组织，行业协会。MESA——ManufacturingExecutionSystemsAssociationInternationalMESA——ManufacturingEnterpriseSolutionsAssociation

International

MESA的主要工作有，经验交流、教育培训、咨询服务、研究开发，是一个产学研交流的平台。MESA发布了MES白皮书1-7号20MESA

成为MES幕后的最大推手，也是最权威的推手。MESA最主要的工作成果反应在其发表的7个白皮书，现在关于MES方面的介绍，绝大多数来自于这些白皮书。TheBenefitsof

MES:A

Report fromthe

FieldMESFunctionalities&MRPtoMESDataFlow

PossibilitiesControlsDefinition&MES

to

Controls DataFlow

PossibilitiesMESSoftware Evaluation/

SelectionExecution-Driven

Manufacturing

Management forCompetitive

AdvantageMESExplained:

A

High Level

VisionJustifyingMES:ABusinessCase

MethodologyMESA的工作还在继续，到目前为止，在其网站上发布的白皮书近50个。应用MES的收益：来自现场报告MES的功能与MRP到MES可能的数据流控制定义与MES到控制层可能的数据MES软件评估与选择执行驱动的制造管理MES解读：高层次的视野判定MES价值：一种商业策划方法MESA制造执行系统的定义制造执行系统（MES），采集、处理、传递信息，该信息使得从订单发起到制成品之间的生产活动的优化成为可能。使用当前的精确的数据，MES指导、发起、响应以及报告工厂的发生的各种生产活动。在此基础上我们可以，对正在发生的变化环境条件做出快速的响应，将注意力放在消除不增值的活动上，使得工厂的运作与生产过程更为高效。MES改进了作业层面的资产的投资回报，提高了准时交付率，加快了库存周转，提高了毛利润，加快了现金流的周转。MES通过双向的沟通，向企业与供应链，提供了与生产活动相关的关键任务信息。MESA制造执行系统的定义制造执行系统（MES）要点小结：基础——采集、处理、传递信息范围——从订单发起到制成品之间活动，生产现场，车间手段——生产活动的优化手段——快速响应（处理），工厂的发生的各种生产活动目的——消除不增值的活动，工厂的生产过程更为高效终极目的——获取收益，TQCS问题思考ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyof

Science.23MES有两种独立的定义：

一个是AMR

Research的MES定义

另一个是MESA

International

MES定义：正确吗？MES的本质是什么？MES是学术界提出的概念？问题思考ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyof

Science.24

将AMR

Research的MES定义，与MESA

International的MES的表述结合到一起，可以得到一个完整的MES定义。

AMR

Research

MES定义与MESA

International

MES定义不是并列的，是对同一事物不同方面的表述。本质上，MES

就是一种信息系统。MES不是学术界提出来的7.2MES的典型功能MESA制造执行系统的功能模型1-制造资源的分配与状态2-作业/详细排产3-为生产单元分配任务4-文档控制5-数据采集/获取6-劳动力管理7-质量管理8-过程管理9-维护管理10-产品追踪和谱系11-性能分析MESA

功能模型——MESA白皮书No.2MESFunctionalities&MRPtoMESDataFlow

PossibilitiesNo.6MESExplained:AHighLevel

Vision由11个功能模块构成影响力非常大权威高MESA的功能模型产品生命周期管理劳力管理产品追溯

&

谱系数据收集获取维修管理过程管理文档控制资源分配

&

状态派工生产单元客户关系管理供应链管理自动化企业资源规划服务&维修高级计划

&排产产品数据管理/协作管理质量管理作业/详细排产性能分析MESA的功能模块详解1. ResourceAllocationand

Status1.

制造资源分配和状态2. Operations/Detail

Scheduling2、工序详细调度3.DispatchingProduction

Units3、生产单元分配4.Document

Control;4、文档控制5.ProductTrackingand

Genealogy5、产品跟踪和产品谱系6.Performance

Analysis6、性能分析7.Labor

Management7、人力资源管理8.Maintenance

Management8、维护管理9.Process

Management9、过程管理10.Quality

Management10、质量管理11.Data

Collection/Acquisition11、数据采集功能——1.

制造资源的分配与状态1. 制造资源的分配与状态制造资源的分配与状态管理功能，负责管理像机器、工具、工作技能、物料、其他设备，以及诸如文档等其他的生产要素，这些要素在一个作业过程开始时是必须有效的。本管理功能，提供了详细的资源历史，确保设备恰当地准备好工作，并提供资源的实时状态。资源的管理包括了预留与调配，以满足作业计划的目标。功能——1.

制造资源的分配与状态人机料法环目的——确保资源使用过程中，所需即所得在MES之前——人工巡查保证，生产准备会不包括资源本身利用率相对而言，最重要的资源——物料，设备设备细分设备状态与使用工装状态与使用夹具状态与使用量具状态与使用……….功能——1.

制造资源的分配与状态物料物料分类与数量 在制品

供应品

成百上千种

成千上万种物料的管理控制水平，反映了现场管理水平物料不能缺，但也不能过多

物料冰山在制品与供应品的现场物料成本，制成品的成本，1：1在规定时间，按规定顺序，规定种类与数量，送到规定工位。物料领取，物料配送（混流），物料现场堆积是错误的来源之一线旁库管理（与ERP不同，数量）齐套性检查31功能——2.作业/详细排产2.

作业/详细排产作业/详细排产管理功能，基于优先级、属性、特征，以及与特定生产单元相关的配方等约束条件，提供了操作级别的生产顺序，比如颜色形状序列，或者是当适当地安排好计划后能实现最小化装配时间目的的其他的特征序列。作业/详细排程是一种有限能力排程，能够识别出替代、交叉或并行的作业，进而可以计算出详细准确的作业时间，或者设备负荷，并依据排班情况进行调整。功能——2.作业/详细排产作业/详细排产有限能力排产 （MRP产品结构，无限产能）到工序、工步、设备、工段、班次、人员基于工艺优化目标——周期、设备利用率、成本必须要有手工录入市场上由许多独立产品 集成是个难点监控作业计划的执行情况

最好可视化方式展示功能——3.为生产单元分配任务3.

为生产单元分配任务为生产单元分配任务管理功能，以作业、订单、批量、份额和工单等形式，管理着生产单元的接续（价值流）。

派工信息被表示成序列，生产活动需要按该序列来进行，并且，当车间现场发生各种事件时，生产活动也会实时发生变化。本管理功能，有能力改变规定的车间现场作业计划。返工与修复过程也归属于本功能，同样归属于本功能的还有，在任何控制点处，设置缓冲区管理，来控制在制品数量的能力。功能——3.为生产单元分配任务为生产单元分配任务派工=

调度

=

生产指挥处理异常状况发生

如无异常

无MES要对已安排好的作业顺序，做出调整系统重排，辅助调整，仿真，人工调整调整结果下实时下发给所有工位及辅助部门难度高 调度涉及到动态重排经验告诉我们，或许调度比作业排产更重要几乎不存在通用的解决方案异常处理要比正常处理，工作量差一个数量级………功能——4.文档控制4.

文档控制文档控制管理功能，负责控制那些生产单元顺利工作所必需的各种记录或表单，包括工作指令、配方、图纸、标准操作过程、零部件加工程序、批次记录、工程变更通知、班次间的交接记录，并提供对标识为“已计划”

和

“已完工”的信息，进行修改时的控制能力。该管理功能，向下对操作员发送指令（工步），同时也向操作员提供数据，或者向设备控制器发送配方。本功能也包括了对环保、健康、安全法规，以及诸如《纠正措施控制程序》这样ISO信息的监管与完整性保证。功能——5.

数据采集/获取5.

数据采集/获取本管理功能，提供了一个连接接口，来获得一个作业内部的生产参数数据，这些数据存在于，依附特定生产单元的表单与记录中。这些数据可以从车间现场手工收集到，或者以接近分钟级别的时间间隔自动从设备中自动采集到。功能——5.

数据采集/获取数据采集/获取严格意义上，不是一个实体管理功能附属功能，实现其他功能的手段，OT人员不能为了采集而采集，而是为了解决问题而采集将数据采集作为单独一个阶段，价值不大采集需要成本，有时相当大成本没有提供接口，设备改造有硬件接口，无协议没有提供接口的原因，认识问题，更多是成本问题，安全功能——6.劳动力管理6.

劳动力管理提供分钟级别的最新的人员状态。包括工作时间和出勤报告、技能或职业认证跟踪记录。并追踪间接制造活动的能力，诸如物料准备或者工具间工作，作为基于活动的成本核算的基础。该功能可以与资源分配功能交互，来决定最佳的分配方案。功能——7.质量管理7.

质量管理本功能，提供了对从制造过程中收集到的测量值的进行实时分析能力，以确保合适的产品质量控制，并识发现需要关注问题。该功能，可以给出改正问题而应该采取的行动措施，包括建立现象、措施和结果之间的关联来确定问题发生的原因。可以包括对各种离线检测作业进的行SPC/SQC跟踪和管理，也可以包括实验室信息管理系统（LIMS）的分析工作。功能——7.质量管理质量管理进行实时分析能力产品质量控制质量计划质量检测标准建立现象、措施和结果之间的关联来确定问题发生的原因各种离线检测作业进的行SPC/SQC包括实验室信息管理系统（LIMS）……….功能——8.过程管理8.

过程管理本功能监控生产过程，进而，或者自动进行改正，或者向操作员提供决策支持，来改正改善正在进行的过程中的制造活动。这些活动可以是作业内部的，可以特殊地聚焦于被监控的机器或设备上；也可以是操作之间的，目的是追踪一个作业到另一个作业的过程。也包括了报警管理，以确保车间人员清醒知道，生产过程中那些超出了可接受容忍范围的变化。本功能提供了智能设备与MES之间的接口，很可能是通过数据采集/获取功能来实现

。功能——8.过程管理8.

过程管理班长、段长、线长、车间主任、高管生产过程监控可视化方式展示每个工位的任务、状态、开完工时间超时报警要服务于各层管理人员：生产过程透明化尽可能大范围展示为生产指挥调度提供基础功能——9.维护管理维护管理本功能，追踪并指挥维护设备和工具的各种活动，确保这些设备和工具在制造时的有效性，确保周期性或预防性的维护计划编制，也要对当下发生的问题做出相应（报警）。本模块维护了过去发生的事件或问题的历史，有助于诊断出现的问题。设备维护（计划、运维记录）设备巡检

（计划、巡检记录）备品备件（选）设备台账（选）设备OEE……..功能——10.产品追踪和谱系10

.产品追踪和谱系本功能，提供了产品在任意时刻的位置的可见性和产品配置情况的可见性。状态信息可以包括，谁正在加工产品，由供应商提供的部件和材料的批次、序列号，当前的生产条件，还包括与该产品相关的任何报警，返工，或其他的异常。这个在线追踪功能，也创建了一个历史记录。该记录使得，每一件最终产品的使用零部件情况，具有有了可追溯性。功能——10.产品追踪和谱系10

.产品追踪和谱系产品状态——销售人员，服务能力客户信任能力获取新订单的潜力谱系——售后服务召回范围确定人员的责任确定功能——11.

性能分析11. 性能分析性能分析功能，提供了分钟级别的实际完成了的制造作业结果的报告，并提供了该结果与过去的历史以及预期的对比。比对的性能指标，包含了诸如，资源利用率，资源的可用性，产品单位周期时间，与计划的一致性，与标准的符合性等度量指标。可以包括SPC/SQC。依据那些可以度量作业参数的不同功能，所收集到的信息，绘制分析图表。这些结果，做为此刻的性能评估结论，以报告的形式呈现或联机呈现。功能——11.

性能分析性能分析绩效分析生产统计制造过程改进的量化指标，支持精益生产的利器项目成功与否的评价指标给各级管理人员提供不同的指标横向对标功能可以进行配置，以满足不同目标497.3MES系统规划与需求分析需求分析方法基础数据分析流程梳理与分析生产工艺建模与分析数据采集分析现状评估与MES集成系统需求与架构设计制定实施方案MES需求分析方法1、基础数据梳理车间布局设备数据生产时间组织数据工艺数据物料数据作业指导书质量数据基础数据收集范围基础数据标准化是MES系统应用的重要工作之一，建立规范统一的基础数据，是保证企业MES系统正常运行的前提条件。根据ISA95标准体系结构人员类主要包括：（人员类属性、人员、人员属性、人员资质）。生产组织（人）－人员类数据MES系统中主要对人员的资质、考勤、绩效进行管理，与之相关的人员基础属性，如工号、姓名、资质等都属于本次梳理范围内。（1）人生产组织（人）－人员类数据人员类数据收集整理包括（人员编号、人员岗位、岗位要求、人员编制等信息）。如下图示例：用户代码用户名称部门或车间岗位相关证书或技能所属班组所属班制生产组织（人）－生产时间生产时间是指企业劳动资源以及劳动对象在生产工作过程中的劳动序列与时间长度。人员信息是生产主体，生产人员的工作安排同生产班制以及生产时间计划紧密相关。生产时间类主要包括：生产班制、生产班次。班制名称描述单班单班双班早中班三班早中夜班多班四班三运转或其他类型班次名称所属班制班次序列起始时间结束时间跨天所属车间工作日早班三班制17:0016:00双休日中班三班制216:000:30是节假日晚班三班制30:307:00人员类数据的逻辑关系人员李冬冬班组备料班班制双班制工段（线别）班次白班（7-18点）实现正反追溯，如查询9点时的工作人员班组能力2900物料XX工艺A设备类数据（机）设备模型参照国际标准进行梳理，自上而下包括工厂、车间、设备，以及与设备相关的所有数据。（2）机设备类数据（机）工厂布局工厂代码工厂名称描述车间分布车间名称隶属工厂描述设备类数据（机）设备资源设备是生产线上的最小单元，是MES系统运行的关键，所以本次设备资源数据的梳理也相对比较关键，对与设备相关的多个数据进行了梳理，包括设备清单、设备能力、维修、备品备件等。设备类数据（机）设备类数据包括设备清单、设备能力、维修、备品备件等。设备代码设备名称设备组代码设备组核心资源设备型号供应商地址编码与名称是否改装隶属车间所需证书或技能标准工序设备型号名称人工工时（小时/台班）准备时间

(小时/台班)加工工时

(小时/台班)定额产量

(万大张/台班)每班台时正常生产辅助时间班制产量台班定员BC物料代码物料名称规格图号物料组基本计量单位辅助计量单位设备类数据的逻辑关系工厂总装车间A工段（产线）1线检测设备AOI设备能力定额产量2000设备维修故障代码01备品备件轴承设备控制类系统设备自控系统物料类数据（料）物料是生产加工和业务处理的直接对象，是MES系统最重要和最关键的数据。MES系统中主要对物料的加工进行管理，所以需要对生产中涉及到的所有物料都是MES系统管理的对象。（3）料物料是对企业实物客观的描述和反映，在生产领域流转的一切材料(不论其来自生产资料还是生活资料)、原材料、零部件、半成品、成品以及生产过程中必然产生的废料以及各种低质易耗辅料和生产过程中的工装模具都包含在其中。同时在实际生产组织活动中也全部围绕物料展开，物料的各类属性（采购、自制、批次管理）和参数（安全库存、采购批量、最小库存、采购提前期、计量单位、辅助计量单位、保质期管理）直接关系到未来生产和业务处理方式。

一般数据 物料号描述计量单位技术数据Plant-层特殊数据MRP

数据采购数据

库存数据 库存数量ClientPlantStorage

Location物料类数据（料）物料主数据物料编码物料名称物料组物料种类防伪类物料基本计量单位辅助计量单位采购提前期最小库存安全库存最小订购批量默认仓库是否采用批次管理保质期物料控制方式模具代码模具名称自制/外购标准使用时间是否批次管理最小库存安全库存物料类数据（料）物料主数据物料类数据梳理主要包括：物料主数据、工装模具、废品类物料等。过程类数据（法）过程类数据核心包括工步、工序、工艺路线，加工方法、质量类数据。MES系统主要依据过程类数据对生产过程进行管理，所以与人员、设备、物料等数据都有关联关系。（4）法工艺类数据逻辑关系工艺路线总装工序安装门窗板工步取门面作业指导书质检要求产品数据EM044KID-

P00A设备数据总装1线重点为建立工序BOM过程类数据（法）质量数据质量管理是MES的重要组成部分，同时质量管理是企业管理和生产管理的核心。在MES中质量管理需要实时分析从生产现场收集到的数据，及时控制关键工序的加工质量，进行质量预测、监控和在线调试，消除质量缺陷和隐患。过程类数据（法）质量数据质量管理基础数据按照ISA95体系标准进行梳理，主要包括:（质量数据、检验规则、检验项目、常规检验结果、以及相关质量计划和质量检查资源）。物料编码物料名称检验规则代码检验方式是否周期检验备注检验规则代码检验规则名称手工或机检（含仪器名称）

检验规则方案检验项目代码检验项目名称抽样标准是

否

机检检验规则备注结果代码结果名称备注质量类数据逻辑关系物料A工序车检验项目表面检验规则全检检验工具手检检验结果合格/返修/不合格返修原因插错物料返修位置Q点返修方案更换/1小时返修人王五返修类别人为错误《基础数据调研与分析报告》框架基础数据收集的意义与价值；基础数据的模型与范围；基础数据管理存在问题；改进建议与计划。--输出：《基础数据调研与分析报告》业务流程梳理的目标实现业务流程的可视化，规范化，监控化发现业务运行中存在的问题，对流程进行优化全面、真实地梳理MES系统业务需求确认未来MES系统的业务运行流程在公司中培养了业务流程管理的理念与方法2、业务流程梳理与优化大部分企业流程管理中存在的问题：缺乏完整的流程管理体系；错误的问题重复发生；完成工作的周期很长；组织决定流程，而非流程决定组织；每一个人对流程的理解不同；各种各样的制度，如同“百衲衣”；缺乏标准的岗位说明书；职权利不匹配；MES业务流程梳理的范围因一个企业的业务流程数量众多，同时业务流程的梳理与优化是一个持续、长期、永无止境的工作，所以流程梳理与优化的重点是未来MES系统将要覆盖的流程，包含生产管理流程、质量管理流程、设备管理流程等。实施MES的主要流程变化减少生产计划的层级；物料配送更加精确；产品追溯流程更精细；质检与设备维护更加完善与规范；车间人员大量岗位调整与缩减；--输出：《生产流程梳理与优化分析报告》《生产流程梳理与优化分析报告》框架流程梳理的价值与意义；MES流程梳理与建模；流程优化分析及建议；流程变革的推进与实施；工艺是生产过程的基础，生产过程中的所有活动都围绕工艺要求展开。工艺是未来MES系统运行的基础，MES系统将围绕工艺管理要求而建立。工艺要求决定了生产过程，也决定了产品的加工过程和加工环节。工艺要求决定了生产现场数据采集的结构与分布。工艺流程贯穿了生产制造的生产计划、车间调度、过程控制与质量控制环节。工艺是生产现场标准化作业的基础。3、工艺建模与分析工艺建模的重要性建立完整的生产工艺分级模型，提供可视化的展现工具清晰描述各制造部详细生产工序、工步直至具体操作的流程特点准确说明对生产工艺条件、质量控制要求以及各工序的输入、输出，为制造过程数据采集提供来源依据了解生产过程中所需的基础数据(人、设备、物料等资源）了解未来工艺趋势，为MES实施后的工艺变化做好相应准备工艺建模的目标IDEF0用活动框代表活动式功能，进入或从活动出来的尖头依次代表输入、控制、输出和支持

。表达系统的活动（用盒子来表示）和数据流（用箭头表示）以及它们之间的联系。用模型可以表示将来的系统功能或需求，也能够表示目前的系统功能和需求。用图形语言表示IDEF0模型，模型由图形、文字说明、词汇表及相互的交叉引用表组成。它把方盒作为活动，用箭头表示数据及接口。工艺建模方法工艺建模分析主要集中在工艺、工序、工步、工艺路线的识别。定义范围资料的收集了解工艺建模的相关背景，包括相关人员、事物及制度。建模需要与专家和实际操作者广泛讨论。对收集到的信息分类加工整理。根据IDEF0的绘制原则与符号设计原则绘制流程图。资料绘图针对每个阶层撰写辅助说明文字，并与父阶层共同构成完整模型。展示模型建构者把初步的IDEF0图形和相关文件再次和相关人员进行讨论，确认最终结果。确认工艺建模步骤工艺建模与分析工艺建模的重点推进工艺标准化（每道工序的名称、时间、替代、作业指导书、资质等）；为每个产品建立工艺模型（尤其是特殊工艺的建立）；分析每道工艺所对应的控制要求与设备；分析每道工艺产生的数据，为数据采集做好准备；《生产工艺特点分析报告》生产工艺总体介绍；详细工序与工步分析；各产品详细工艺分析；未来生产工艺分析。--输出：《生产工艺建模与分析报告》结束时间等设备工艺人员质量采集数据设备名称及状态、生产任务单生产人员首检信息工装及模具数据、DNC类数据等加工产品使用物料换班信息等合格品数量次品数量工位返修数量等开始时间根据生产工艺特点分析，能对实现和影响产品工艺的信息进行实时采集和分析。4、数据采集基础梳理数据采集梳理与分析数据采集的数据类型带有时标的生产过程数据；带有时标的报警、消息、生产事件信息；重要检测数据(如果各种检测指标和重量数据)；(4)计量数据(如数量、重量)；(5)批次信息(如批次号码，批次执行状态等).采什么（采集来源）工艺控制参数质量结果物料消耗与物资状态设备状态人员与工时绩效水电气消耗怎么采与在哪采控制系统获取(DCS、PLC、QCS、CCD)条码扫描人工录入刷卡获取系统自带（参数、日期类）内部获取（系统关联带出）采集设备（设备）工控电脑

智能仪表

读卡器

条码枪、设备接问、系统接问、条码打印机数量及分布数据采集分析的目标数据采集分析的步骤分析每道工步的数据采集需求分析外部采集数据的方式对数据采集点进行规划分析数据采集预生与改进环节库存数据质量数据工序名称生产领料工分解生一数含水量产检含水量测结果手工录入型号 统名称问类型据 的数据工步名称 需采集的核心数据 需从外部来源的数据分解生产计划 月度生产计划 月度生产计划机台排班计划设备维修计划步名称 需从外部来源的数 采集方式 备注据计划 月度生产计划 与SCM系统接问获取车号 从电子芯片中获取测 设备名称 检

设备 控制系 设备接 需要采集的数 设备能提供控制系统名称 设备接问类型 需要采集的数 设备能提据备注供的数据备注在线检测系统采集进纸数量；采集主机转速；采集设备状态；采集三仓数量；采集图像质量信息；采集印码质量信息；采集废品信息；--输出：《MES数据采集分析报告》《MES数据采集分析报告》框架车间数据采集需求分析;车间数据采集方式分析；生产车间数据采集点分步与规划；数据采集预算；系统边界确定需求确定后，需要就系统的边界进行界定，如果界限划分不清晰，即便是从业务角度分析出来的需求，也将面临新的挑战，如通过哪一个系统的实施来落地的问题，所以本项目要划清MES与其他系统之间的关系。首先要解决的是MES可能会与哪些系统会发生关系。其次，分清楚各种系统所擅长的功能。再次，对于系统之间的关系进行切割。最后，划清系统边界后，考虑清楚系统间集成的方式。5、MES系统边界与集成制定月研提纲访谈分析报告讨论报告确认结果对现有系统将从功能调研、系统应用效果两方面进行分析，并对后续应用方向以及同MES集成、数据交换上做全面评估和论证。使其后续能很好支撑业务需要。系统边界确定中现有系统评估系统边界确定的步骤现有系统分析与评估1MES系统定位与边界划分2现有系统的应用建议3系统接问设计4--输出：《系统现状评估与MES集成报告》《系统现状评估与MES集成报告》框架车间现有系统应用现状分析;MES系统的定位与边界；现有系统未来应用建议；MES与其它系统的集成关系分析。系统需求分析与功能设计对生产管理流程进行分析对工艺管理需求进行分析对业务管理需求进行分析因为MES系统的个性化较强，所以在需求梳理的过程中，需结合行业和公司的特点，对这些特点进行详细分析，以保证未来的MES系统能够满足公司个性化的要求。6、系统需求分析与框架设计系统框架与功能设计需求宽泛，缺乏针对性。用IT语言描述需求，不便于决策。注重功能罗列，缺乏平台关注。好高骛远，不切实际。与现有系统的集成方案考虑不细。各供应商特色功能罗列。MES需求六大常见误区系统详细功能设计上料防错指定工单和设备机台后，系统能自动获取设备机台上相关联的设备编号和物料编号；系统能够将当前工单BOM与获得的物料编号进行对比，若不匹配则给出明确的警示信息；能够将待上料的物料编码读入系统，将其与从设备机台上获得的物料编号对比，若不一致给出明确的警示信息；将上料过程中操作异常的记录红色显示，以方便统计操作员的绩效；支持组装的上料防错。建立浆料与产品代码的对应关系，支持浆料使用时防错检查。--输出：《MES需求分析架设计报告》《MES需求分析架构设计报告》框架MES系统需求汇总与分析;MES系统总体规划与框架设计。MES系统详细功能设计。在实施路线上，需依据公司目前生产管理的瓶颈、存在的问题、公司的核心管理特色、模块对业务的重要性、模块的投资收益比、同类型企业的建设情况等，规划出详细的实施路线，包括哪些模块先应用，模块之间的先后关系等。同时需学习和借鉴其他企业经验和公司现状，规划出详细的风险规避措施。7、实施方案制定基础数据工艺建模流程管理团队配置 管理基础 应用环境自动化基础风险防范MES应用基础评估项目实施原则以业务为主导，IT部门为辅助管理提升为基础，数据准确是关键标准化、规范化是MES运行的必要条件高层领导充分参与，“一把手”工程以应用为原则，而非“一步到位”《MES实施方案报告》框架MES实施原则与总体要求;MES实施步骤及内容;MES实施各阶段的详细功能要求及目标。MES系统投资预算分析。--输出：《MES实施方案报告》MES功能应用的前提要求整改措施工艺基础信息完善1、梳理目前厂内各车间内工艺规程中的工序名称，并形成企业级资源库，工艺编制直接月用标准工序；2、完善维护多工艺路线作业方式的工艺卡；3、细化工艺卡内容，完善设备、工装刀具、工时等信息4、建立生产通用工艺模板，提升工艺卡编制效率和内容一致性。质量标准基础信息建立建立各产品各工序质检项目和指标标准。物料基础数据梳理参考集团总总物料管理规则，制定并调布总总级物料编码规则和分类规则，对所有物料编码进行规范，清理不符合规则物料编码，处理一物多码问题。生产计划统筹协月增加生产计划统筹职能，对各产品型号三间的生产计划调达进行统筹协月，依据经验进行粗能力平衡，执行（如检查生产资源冲突）。设备控制系统联网通过传感器、IO接问等方式对DNC网络三外的设备进行整改，使设备运行状态等信息能及时采集。MES实施前整改样例MES产品调源MES产品代表总总1自动化领域厂商在自动化设备基础上调展起来的GEFanuc、Siemens

、Rockwell、

Honeywell、优倍浙江中控、上海慧明、中科久辉等2专业SCADA、HMI厂商在自动控制软件的基础上调展起来的AdAstr

、Wonderware

、施耐德电气等3自动维别、质量管理、组态系统、测控等专业MES领域的厂商与MES领域进行渗透的Camstar

Systems、联欣、灵蛙等4PLM厂商从PLM延伸调展而来UGS（

现为西门子PLM）、PTC、艾克斯特、CAXA等5ERP厂商从ERP延伸调展而来SAP、Oracle、希门等6其它领域从其它领域延伸调展而来Apriso等、MES厂商分类管理先行，业务驱动，IT支撑MES项目实施最佳实践MOM概念的提出MOM功能模型7.4MOM概念及功能模型由于绝大多数MES只关注生产执行的核心作用,对维护运行、质量运行和库存运行的重视程度有限,通常将其弱化为处理能力十分有限的功能模块,有时甚至缺少这部分功能,并且未提高到与生产运营相类似的复杂程度来描述,难以充分满足现代制造企业对其制造运营区域的业务管理需求,进而直接影响对企业的运营管理效果。1、MOM概念的提出针对这些问题，美国仪器、系统和自动化协会(Instrumentation,System,andAutomationSociety,ISA)于2000年开始发布ISA-SP95标准，首次确立了制造运营管理(ManufacturingOperationsManagement,MOM)的概念，针对更广义的制造运营管理划定边界，作为该领域的通用研究对象和内容，并构建通用活动模型应用于生产、维护、质量和库存4类主要运营区域，详细定义了各类运营系统的功能及各功能模块之间的相互关系。从制造执行到制造运营管理MOM（Manufacturing

Operations

Management）的提出，提供了一个更广义的边界范围和更明确的统一框架。美国国家标准与技术研究院在发布的《智能制造系统现行标准体系》报告中定义了智能制造系统模型，其中用MOM取代了MES，让业界对于制造运营管控的认知升级。2016ISA-SP95标准多层活动功能的层次国家标准对智能工厂和数字化车间的定义2、制造运作管理MOM的构成生产运作管理——production

operations

management维护运作管理——maintenance

operations

management质量运作管理——quality

operations

management库存运作管理——and

inventory

operations

managementISA-SP95标准3、功能数据流模型MOM相关支持性的活动，没有包括进标准中，常常包含在企业范围安全管理——Management

of

security信息管理——Management

of

information配置管理——Management

of

configurations文档管理——Management

of

documents法规依从性管理——Management

of

regulatory

compliance突发事件与偏差管理——Management

of

incidents

and

deviations锐制MOM制造运营管理系统RUSVOManufacturingOperationManagement

System浙江锐制软件技术有限公司01锐制MOM产品总览02锐制MOM系统介绍以平台化的工厂建模方式，在软件上灵活构建从集团到工厂、车间、产线、设备的工厂运转体系；

并以此进行包含工艺路线和工艺参数的工艺BOM管理0102以RFID/标识码、现场物流、生产防错、异常处理、动作管控、数据采集及监控SCADA、SPC及产品溯源、质量管理、设备运维等系统功能，满足生产工厂工位级别对人、机、料、法、环、测等方面的制造执行管理和现场控制采用工业大数据平台进行现场监控、数据仿真、工业智能和大数据分析，从而实现工厂管理的全方位数字化03锐制软件对MOM系统的定义锐制MOM是以MES制造执行系统为基础，加入APS高级排程、PMC计划物控、WMS电子仓储、DBI大数据分析等相关系统，涵盖计划、物流、生产、质量、设备五大制造领域，集制造执行与工厂运营于一体，对工厂实行全方位数字化管理的软件系统锐制MOM系统运行关系图锐制MOM系统数据层级图1/2/3.

锐制CPS高可用信息物理系统/DCS数据采集控制系统

/

DTS上位系统数据接口4.锐制平台化数字工厂建模/工艺EBOM/制造PBOM5.锐制APS高级计划与排程6/7.锐制数字化供应链：PMC计划物控

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WMS电子仓储/

WIP及智能物流8.锐制MES工位级制造执行

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SCADA现场数据采集与展示9.锐制QMS