西门子mes解决方案

西门子mes解决方案篇一：西门子MES介绍应用MES（生产执行系统），对工厂进行整体优化摘要：中国加入WTO以后, 中国的钢铁工业面临诸多挑战, 如更加灵活的生产, 更苛刻的质量要求以及具备竞争力的成本。

这些目标只有通过投资具有成本效益的生产线，使用最新的科技才能够达到。

目前，独立的生产线的自动化水平和优化程度已经很高，进行进一步改进的空间非常有限。

而ERP（企业资源策划）系统仅局限于总体生产计划的编制，并没有考虑设备的实际状态和生产线的工艺约束。

因而现代化的工厂需要通过使用最新技术，联合多个独立的生产线组成一个优化的生产链并连接基础自动化级,过程级与管理级。

根据MESA（制造执行系统协会）的定义，MES是对从下达订单到生产出最终成品的生产过程进行优化的信息系统。

本文详细描述了钢铁工业MES系统的不同功能模块和典型的系统结构。

通过分析一个具有成熟功能的实际案例，揭示了MES系统为工厂的所有者带来的效益。

正文MES系统是企业信息化建设的重要组成部分中国加入世界贸易组织后，中国的钢铁工业正在面临几个主要的挑战；它们是：更为灵活的生产钢铁工业的客户期望在定单执行、定单修改方面有更大的灵活性，同时缩短和保证交货时间。

产品质量方面的更高要求对于所有客户的复杂产品结构，卓越的产品质量是企业成功的关键因素。

同时，国际质量标准要求详细而完整的产品生产质量文档。

具有竞争力的成本定位具有竞争力的价位是能够在国际化的钢铁市场中生存的重要因素。

这必须通过以提高生产率，设备作业率为手段，提高产量和经济效益才能够达到。

所有这些目标，只有通过投资具有经济效益的生产线并使用最新科技才能够实现。

目前，独立的生产线的自动化程度和优化水平已经很高，进一步改进的空间非常有限。

另一方面，ERP （企业资源策划）系统局限于总体生产计划的编排，而没有考虑设备的实际运行状态和生产线的工艺约束。

因而现代化的工厂需要现代科技作为企业信息化建设的重要组成部分，联合多个独立的生产线构成生产链（水平集成），并连接生产层与管理层（垂直集成）。

完成这项特定任务的系统称为MES系统（制造执行系统）。

根据MESA（制造执行系统协会）的定义，MES是对从下达订单到生产出最终成品的生产过程进行优化的信息系统。

图（1）信息的水平集成与垂直集成图（2）MES系统在企业信息化建设的重要地位：用于冶金企业的MES功能作为企业信息建设的重要组成部分，MES系统包含多种不同的功能。

功能的取舍，取决于特定的工厂环境以及所期望的效益。

图（3）MES系统功能概貌备注：这是根据MESA模型建立的MES功能说明1至11。

MES功能1 －资源分配这项功能管理各种资源，包括机器、工具、劳动力技能、材料、气体设备，以及其它各项内容，如开始操作时必须提供的文件。

它提供详细的资源历史，保证设备的正确设置，并提供实时的设备状况。

这些资源的管理包括资源的保存和调度，以满足操作时间安排方面的目标。

MES功能2 －操作/详细排产这项功能根据与具体生产单位的优先级、属性、特征和/或配方，在操作中对生产顺序，如颜色排序的形态或其它特征进行优化，从而可以通过正确的顺序，使对设备的调整降低到最小。

系统限制和识别生产路径并考虑生产的重叠性与并行性，从而计算出精确的时间和设备负载并对生产调度进行调整。

MES 功能3：分配生产单元系统以任务，订单，炉次，批次以及生产指令对生产物流进行管理。

调度信息以生产序列的形式呈现并依据生产实绩进行实时调整。

MES有能力改变以下达的计划，重新生产，补救生产以及通过缓冲区管理来实时控制生产线负载。

MES功能4 －文件控制这项功能可以控制生产单位必须维护的记录/表格，包括工作指示、配方、图纸、标准操作程序、零件加工程序、批量产品记录、工程设计变动通知、班次间的通讯，以及编辑“按计划角度”和“按制造角度”的信息。

它对操作现场下达指示，包括向操作人员提供数据，或向设备控制装置提供配方。

它还将包括环境、健康和安全条例的控制和完整性，以及ISO信息，如纠正措施程序。

历史数据的存储。

MES功能5 －数据采集这项功能提供一个接口链接，用来获取中间产品和参数数据，填写在生产单位的表格和记录中。

这些数据既可以从工厂现场进行人工收集，也可以从设备中自动收集，并保证数据的及时更新。

MES功能6 －劳动力管理该功能提供工厂员工情况的实时报道。

包括记录员工的考勤情况及时间、资格跟踪，而且可以记录员工的非直接工作，如材料准备、工具间工作等。

这些都可以作为动态成本核算的依据。

该功能可以与资源分配软件（1）协同工作，以达到最佳的人力资源分配。

MES功能7 －质量管理系统从生产过程采集实时测量信息，并对其进行分析以确保严格的产品质量控制，同时鉴别潜在的质量问题。

系统可以提示问题纠正方案，包括相关现象，行为以及原因的诊断。

同时可以包括SPC/SQC以及对实验室信息管理系统（LIMS）中的离线质量检验和分析进行跟踪和管理等功能。

MES功能8 －生产管理对生产进行监控并自动纠正或提示操作员纠正生产中存在的问题以改善生产线的在调节性。

这些调节重点着眼于受监视和控制的设备，并逐次跟踪。

系统可以管理报警以确保工厂人员了解可能导致超差的生产变更。

该功能通过数据采集功能，提供MES与智能设备的接口。

篇二：MES基本知识介绍制造执行系统在90年代初提出的，旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划同车间作业现场控制，通过执行系统联系起来。

这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。

MES系统设臵了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。

MESMES即制造执行系统，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。

当工厂中有实时事件发生时，MES能对此及时作出反应、报告，并用当前准确的数据对它们进行约束和处理。

这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少企业内部那些没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作，同时提高了工厂及时交货的能力、改善了物料的流通性能，提高生产回报率。

MES还能通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关生产行为的关键任务信息。

MES概述MES是在40年代由美国先进制造研究机构AMR（AdvancedManufacturingResearch）通过对大量企业的调查提出的，认为制造业应该用三层模型（3rd-layer-model）表示信息化（如图1所示），将位于计划层和控制层的中间位臵的执行层叫做MES，MES处于企业计划系统（ERP/SCM）和过程控制系统（PCS）的中间位臵。

ERP作为业务管理系统，DCS/PLC作为控制系统，而MES则作为生产执行系统与上层ERP等业务系统和底层DCS等生产设备控制系统一起构成企业的神经系统，把业务计划的指令传达到生产现场，将生产现场的信息及时收集、上传和处理。

MES作为上、下两个层次之间双方信息的传递系统，是连结现场层和经营层，改善生产经营效益的前沿系统。

图1AMR1992年提出的三层模型MES是在公司的整个资源按其经营目标进行管理时，为公司提供实现执行目标的执行手段。

通过实时数据库连接基本信息系统的理论数据和工厂的实际数据，并提供业务计划系统与制造控制系统之间的通信功能，是应用于各种制造业的重要信息系统。

MESA协会白皮书（MESA ，1997）中提出MES在企业与供应链之间提供一个双向的生产信息流，说明了ERP、MES 与PCS的作业互动与信息流模式，如图2所示。

图中左边部分的ERP等系统（计划层）将实时的产品库存量、客户订单状况与材料需求等信息传送至MES，MES进行生产或安排库存以满足客户订单需求。

图中中间部分的MES系统（中间层）负责完成产品制造工作，产品的规格、型号参数等相关资料储存于此系统中，MES将此产品相关资料转化为作业程序提供给控制系统的作业人员或机器设备来使用。

图2工厂中的MES数据流图中右边部分的控制系统（底层），当作业程序、相关流程、文件及其它相关生产需求项目就绪，控制系统便运用所有工厂内相关资源（软、硬件及人员）负责完成生产制造过程以达成产品生产目标。

在此基础上，1998年，AMR公司发表REPAC（Ready，Execute，Process，Analyse，Coordinate）模型，即包括准备、实行、处理、分析、调整5个阶段组成的过程周期。

该模型将计划、技术方案，调度、执行和控制等对应的5个信息系统集成连接。

REPAC模型把MES三层模型的进行扩充，MES不只是工厂的单一信息系统，而是横向之间、纵向之间、系统之间集成的系统，成为企业经营系统闭环回路中的一部分。

应用功能模型随着MES的产生与发展，MES的功能模型也发生了相应变化，1993年，AMR在提出了三层结构的基础上，指出MES 应该包括车间管理、工艺管理、质量管理和过程管理等功能的集成模型。

1997年，MESA提出了包括11个功能的MES功能组件和集成模型。

该模型强调MES是一个与其他系统相连的信息网络中心，在功能上可以根据行业和企业的不同需要与其他系统集成，为实施基于组件技术的可集成的MES提供了标准化的功能结构、技术框架和信息结构。

其集成功能模型图如图3所示。

图3 MES应用功能集成模型其具体功能如下：1、资源分配及状态管理（Resource Allocation and Status）该功能管理机床、工具、人员物料、其它设备以及其它生产实体，满足生产计划的要求对其所作的预定和调度，用以保证生产的正常进行；提供资源使用情况的历史记录和实时状态信息，确保设备能够正确安装和运转。

2、工序详细调度（Operations/Detail Scheduling）该功能提供与指定生产单元相关的优先级（Priorities）、属性（Attributes）、特征（Chameterietioa）以及处方（Recipes）等，通过基于有限能力的调度，通过考虑生产中的交错、重叠和并行操作来准确计算出设备上下料和调整时间，实现良好的作业顺序，最大限度减少生产过程中的准备时间。

3、生产单元分配（Dispatching Production Units）该功能以作业、订单、批量、成批和工作单等形式管理生产单元间的工作流。

通过调整车间已制订的生产进度，对返修品和废品进行处理，用缓冲管理的方法控制任意位臵的在制品数量。

当车间有事件发生时，要提供一定顺序的调度信息并按此进行相关的实时操作。

4、过程管理（Process Management）该功能监控生产过程、自动纠正生产中的错误并向用户提供决策支持以提高生产效率。

通过连续跟踪生产操作流程，在被监视和被控制的机器上实现一些比较底层的操作；通过报警功能，使车间人员能够及时察觉到出现了超出允许误差的加工过程；通过数据采集接口，实现智能设备与制造执行系统之间的数据交换。