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mes的概念和作用

圖文 更新时间:2025-03-05 09:32:42

國内MES有兩種方式:一種是以節能降耗為目标的流程制造業MES,一種是以實現設計、制造、管理一體化的集成制造為目标的離散制造業MES。流程制造行業有:能源、化工、水泥等。離散型制造行業有:機械制造、電氣制造、钣金加工等。從生産類型上,可分為單品種大批量生産和多品種小批量生産。應用于流程型生産行業和離散型制造行業的MES系統信息功能模塊相似,但在工藝路線流程、加工設備、生産方式上有一定差異。企業需根據實際需求,選擇合适的MES系統建設方案。钣金行業和裝備制造行業适用離散型MES。

雖然MES在制造企業中的作用很大,MES系統的部署與實施是企業實現智能制造的必由之路。但是不同類型的企業對MES系統的應用需求也存在很大差異,重點體現在是流程型和離散型MES差異上。

流程型MES系統的應用程度較高。特别是石油石化行業原有自動化和信息化的程度較高,一般應用在于生産管控,mes系統的應用主要目的是使得最容易出現産品質量的配料、投料以及乳化加工過程得到管控和追溯。

随着生産工藝發展,石化行業MES系統應用較早,已經進入較為成熟的應用階段;冶金礦業由于産能過剩,行業增速放緩,MES系統增量需求疲軟;民生行業的制藥和食品飲料行業由于下遊需求旺盛,MES系統增量需求呈現快速增長态勢。

離散型MES系統目前應用程度較低,離散型制造業過往通過ERP或者MRP進行企業管理,由于以前制造業各項成本較低,能保證企業較高的毛利水平,企業很少關注上層與下層之間的中間層管理工作。

随着定制類産品的興起,從門店接單開始到産品交付給客戶,采用離散方式制造的産品往往由多個零件經過一系列并不連續的工序的加工最終裝配而成,其生産過程中的原材料-半成品-成品物理特征明确,容易搬運以及标識,如果産品單品價值較高,那麼産品的可追溯性以及流程控制的需求越來越強烈,因此離散行業MES需求也越來越旺盛。

具體差異如下:

一、行業的需求不同

流程生産行業,主要是通過對原材料進行混合、分離、粉碎、加熱等物理或化學方法,使原材料增值。通常,他們以批量或連續的方式進行生産。

離散工業主要是通過對原材料物理形狀的改變、組裝,成為産品,使其增值。在MES需求、應用環境等諸多方面,兩者都有較大的差異。钣金和裝備制造行業是離散生産行業。

1、産品BOM結構不同

流程企業的産品結構,則有較大的不同,它們往往不是很固定—上級物料和下級物料之間的數量關系,可能随溫度、壓力、濕度、季節、人員技術水平、工藝條件不同而不同。

離散制造企業的産品結構,可以用“樹”的概念進行描述——其最終産品一定是由固定個數的零件或部件組成,這些關系非常明确并且固定。

2、工藝流程不同

流程生産行業企業的特點是品種固定,批量大,生産設備投資高,而且按照産品進行布置。通常,流程生産行業企業設備是專用的,很難改作其他用途。MES系統規劃的時候,要考慮到不同行業生産設備布置的特點,做好配置。

面向訂單的離散制造業,其特點是多品種和小批量。因此,生産設備的布置不是按産品而是按照工藝進行布置的。例如,離散制造業往往要按車、磨、刨、銑等工藝過程來安排機床的位置。因為每個産品的工藝過程都可能不一樣,而且可以進行同一種加工工藝的機床有多台。因此,離散制造業需要對所加工的物料進行調度。并且中間品需要進行搬運。

3、自動化水平不同

流程生産行業企業,則大多采用大規模生産方式,生産工藝技術成熟,廣泛采用PCS(過程控制系統),控制生産工藝條件的自動化設備比較成熟。因此,流程生産行業企業生産過程多數是自動化的,生産車間的人員主要是管理、監視和設備檢修。

離散制造業企業由于是離散加工,産品的質量和生産率很大程度依賴于工人的技術水平。離散制造業企業自動化主要在單元級,例如數控機床、柔性制造系統。因此,離散制造業企業一般是人員密集型企業,自動化水平相對較低。

4、生産計劃管理不同

流程企業,主要是大批量生産。隻有滿負荷生産,企業才能将成本降下來,在市場上具有競争力。因此,在流程生産行業企業的生産計劃中,年度計劃更具有重要性,它決定了企業的物料需求。

主要從事單件、小批量生産的離散制造業企業,由于産品的工藝過程經常變更,它們需要具有良好的計劃能力。對于按訂單組織生産的企業,由于很難預測訂單在什麼時候到來。因此,對采購和生産車間的計劃就需要很好的生産計劃系統,特别需要計算機來參與計劃系統的工作。隻要應用得當,在生産計劃系統方面投資所産生的效益在離散制造業可以相當高。

5、設備不同

流程生産行業的産品比較固定,而且一旦生産就有可能是十幾年不變;機械制造等行業的産品,壽命相對要小得多。體現在設備上,流程企業的設備是一條固定的生産線,設備投資比較大、工藝流程固定。其生産能力有一定的限制,生産線上的設備維護特别重要,不能發生故障。

離散加工業則不是這樣,可以單台設備停下來檢修,并不會影響整個系統生産。比如钣金行業裡的激光設備,開平機,折彎機,沖床等設備機床,都是可以單獨檢修,不影響整體生産。

二、MES的應用特點

流程生産行業企業與離散制造業企業之間的上述差異,導緻MES在面向離散制造業和流程業的應用有所區别。

1、對ERP的要求不同

MES處于企業的計劃執行層,從ERP層接受計劃指令,并向ERP反饋信息。因此,無論流程生産行業還是離散制造行業,MES都要與ERP建立緊密的信息集成。

流程生産行業和離散行業的ERP的不同要求,主要表現在:

兩者對于生産模型的要求不同——流程生産行業中體現了以配方為核心的生産模型,而離散行業中體現了以産品BOM為核心的生産模型。

生産計劃方式方面,流程企業根據市場的需求進行生産的觀念已經逐步加深,市場需求量大的産品,是“以産促銷”——通過大批量生産,降低成本,提高競争力。離散企業一方面可以根據訂單進行生産,另一方面也可以根據市場預測作為生産計劃制訂的依據。離散企業的ERP系統向MES下達作業計劃指令主要以“工作令”的方式,而流程企業的作業計劃下達主要以指令計劃形式方式。

成本核算方式方面,離散企業的計算産品成本是按照産品BOM所描述的加工裝配過程,從低層向高層逐層累積得出的。流程企業的成本核算方式一般采用平行結轉法,在其成本組成中,生産成本中占比例最大的是原材料。

2、作業計劃調度不同

流程企業的産品,是以流水生産線方式組織、連續的生産方式,隻存在連續的工藝流程,不存在與離散企業對應的嚴格的工藝路線。因此,在作業計劃調度方面,不需要也無法精确到工序級别,而是以整個流水生産線為單元進行調度。從作業計劃的作用和實現上,比離散企業相對簡單。

離散企業的生産作業計劃調度,需要根據優先級、工作中心能力、設備能力、均衡生産等方面對工序級、設備級的作業計劃進行調度。這種調度,是基于有限能力的調度并通過考慮生産中的交錯、重疊和并行操作來準确地計算工序的開工時間、完工時間、準備時間、排隊時間以及移動時間。通過良好的作業順序,可以明顯地提高生産效率。

3、數據采集不同

MES的數據采集功能,可以實現對生産現場各種數據的收集、整理工作,是進行物料跟蹤、生産計劃、産品曆史記錄維護以及其它生産管理的基礎。

流程生産行業的自動化程度較高,計算機技術的應用已深入各個領域。這些自動化設備,能自動準确記錄各種生産現場信息。對于MES而言,重點在于系統構建的時候與這些自動化設備做好數據接口。

離散企業的數據采集,以手工上報為主,并可以結合條形碼采集等半自動信息采集技術進行工時、設備、物料、質量等信息的采集。這種數據采集方式,時間間隔較大,容易受到人為因素的影響,要特别注意保障數據的準确性。不過現在随着設備自動化程度變高,離散型企業裡的設備具備了IOT邊緣計算能力,比如柏楚激光機床對外提供IOT邊緣計算,配合MES系統完成任務指令下發,完成設備報工和機床稼動率等計算。

4、作業指令下達不同

流程生産行業的MES中,不僅要下達作業指令以及PDI數據,而且要将作業指令轉化為各個機組及設備的操作指令和各種基礎自動化設備的控制參數,并下達給相應的PCS系統。

在離散行業的MES中,将作業計劃調度結果下達給操作人員的方式一般采用派工單、施工單等書面方式進行通知,或采用電子看闆方式讓操作人員及時掌握相關工序的生産任務。作業計劃的内容,包括該工序的開工、完工時間、生産數據等方面。比如,柏楚MES提供作業指導書的功能,在下發派工單的同時,會對每個工序下發作業指導書,告訴工人如何生産,滿足離散生産的特點。

5、報工處理不同

流程生産行業的生産完工上報,廣泛采用報工處理。一般在工藝流程的最後設置完工上報點,而對前面工序流程實行報工處理,如人工工時報工、設備工時報工、物料報工,從而對在制品和成本進行跟蹤。

離散制造中的完工上報,一般對每道工序都要進行上報,或在關鍵工序設置報工點,對前面工序進行報工處理。在報工中,離散制造企業一定要處理異常生産報工的處理,生産管理的核心是管理異常情況。以柏楚MES為例,提供異常單管理功能,專門解決生産過程中的異常報工問題。

6、設備管理不同

在流程生産行業的流水線生産中,生産線上的設備維護特别重要,每台設備都是關鍵設備,不能發生故障,一台設備的故障會導緻整個工藝流程的終止。

離散行業的生産設備的布置,不是按産品而是按照工藝進行布置的。可以進行同一種加工工藝的機床一般有多台。單台設備的故障不會對整個産品的工藝過程産生嚴重的影響,一般需要重點管理關鍵、瓶頸設備。但是離散行業裡的設備需要進行設備保養管理,進行設備保養提醒和保養操作,還需要對加工中的設備做到設備運行狀态監控。以柏楚MES為例,MES中控系統在自動化産線裡,如果有設備發生故障停機,需要随時自動通知MES系統,做好生産任務的重新分配,保證生産不延期。

7、庫房物料管理不同

流程生産行業中,對連續生産方式,一般不設中間半成品庫房,配方原料的庫位一般設置在工序旁邊。配方領料不是根據工序分别領料,而是根據生産計劃一次領料放在工序庫位中。

離散行業中,一般對半成品庫也設有相應的庫房,各工序根據生産作業計劃以及配套清單分别進行領料。離散行業裡的庫存管理難點在于外協采購和備料管理,不能因為外協采購延期影響生産計劃和訂單按期交付。所以MES需要提供采購周期和進度的管控,保證訂單按期交付。

8、質量管理不同

離散行業中,對單件小批生産,一般需要檢驗每個零件、每道工序的加工質量;對批量生産,一般采用首檢、抽檢、SPC分析相結合。流程生産行業中,一般采用對生産批号産品進行各工序上的抽樣檢驗。

三、總結

由上述可知,流程型行業制造生産計劃制定相對比較簡單,常以日産量的方式下達計劃,而且計劃相對比較穩定,生産設備能力固定,生産過程工藝固定,工作中心的安排符合工藝路線,通過各個工作中心的時間接近相同;物料從一個工作點到另外一個工作點使用機器傳動,個别制品在庫存中;整個生産過程主要專注于物料的數量、質量和工藝參數的控制。而離散型行業生産過程中很少發生物質改變,隻是物料的形狀和組合發生改變,即最終産品是由各種物料裝配而成,并且産品與所需物料之間有确定的數量比例。但無論哪種類型企業,其信息化方面的建設都需要MES制造執行系統。

四、柏楚MES系統介紹

柏楚智聯工廠MES是離散型MES,是面向訂單驅動型工廠,為實現工廠的生産過程的管理、協同和優化,促進車間生産的自動化、 透明化,為有效提升企業交付能力的一款生産管理協同軟件。

mes的概念和作用(MES有哪些類型)1

mes的概念和作用(MES有哪些類型)2

柏楚MES系統采用全新的理念設計,基于SAAS結構可實現輕松部署,對基礎數據依賴少,對企業初始管理水平要求低,系統操作簡單、易行,支持用戶行業化自定義,支持個性化的系統集成方案設計。柏楚MES針對大型客戶也提供本地部署解決方案。柏楚MES解決方案倡導企業遵循精益生産模式,透過系統的數據分析達到精益化持續管理改善的目的,它幫助企業管理者輕松、科學地掌管生産動态。

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