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制造执行系统MES概述

1制造执行系统定义

1.1MES的定义及内涵

制造执行系统（MES）作为生产形态变革的产物，其起源为工厂的

内部需求。为了更好地理解MES的产生背景，我们先回顾一下计算机辅

助生产管理系统的演化历史。

20世纪80年代MRPII在美国生产与库存管理协会（APICS）大力宣

传和组织推动下得到了迅速的普及和广泛应用，但也暴露出一些不足，

如MRPII不够重视预测需求和销售管理，不能很好地利用车间里的大量

实时事件与数据等。很多企业认识到需要其他系统来解决MRPII在某些

管理上薄弱的问题。为了满足销售、预测的需求，产生了分销资源计划

（DistributionResourcePlanning，DPR）。同样，为了强化车间的执行

功能，MES也就应运而生了。

制造执行系统这一概念是在20世纪90年代出现的，目的在于试图通

过实时数据采集和分析来提供最佳的车间控制和可视化。它的核心优势

在于它是工厂和管理之间的接口，MES强调通过信息集成来实现生产层

和业务层之间的信息传递以及优化整个企业的生产流程。信息的实时传

递使得管理具有必威体育精装版的信息，从而可进行更全面的决定。

美国先进制造研究机构（AdvancedManufacturingResearch）将

MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车

间层的信息管理系统”，它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪

以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态。制造执行

系统协会（ManufacturingExecutionSystemAssociation，MESA）对

MES所下的定义是：“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，从而既能提高工厂的及时交货能力，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信在

企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。”

MESA在MES定义中强调了以下3点：

1）MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一地解决某个生

产瓶颈。

2）MES必须提供实时收集生产过程中数据的功能，并做出相应的

分析和处理。

3）MES需要与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信

息流来实现企业信息全集成。

MES是用来帮助企业从接到订单、进行生产、流程控制一直到产品

完成，主动收集及监控制造过程中所产生的生产资料，以确保产品质量

的应用程序。

通过关联式资料库、图形化使用界面、开放式架构等信息技术，

MES能将企业生产所需的核心业务，如订单、供应商、物料管理、生

产、设备保养、质量等流程整合在一起，将工厂生产线上实时的生产数

据，以Web或其他通知方式准确地传送给使用者查看，当生产活动发生

紧急事件时，还能提供现场紧急状态的信息，并以最快速度通知使用

者。企业引入MES的目的在于致力于降低没有附加价值的活动对工厂运

营的影响，进而改善企业流程，提高生产效益。

MES是一个环境也是一个架构，它将实时信息和其他信息系统（如

生产流程规划系统等）结合，使得企业、工厂或流程控制系统之间的鸿

沟得以填平。在IC、LCD、PCB及电子零部件等高科技产业中，由于制

造现场流程复杂、分批、外包、插单等异常生产状况发生得极为频繁，

使得传统上的以账务、会计为出发点的ERP系统中的制造相关模块难以

胜任，于是从工厂操作层考虑的专用型MES应运而生。企业使用MES可

以降低生产周期时间，减少在制品、增强准时交货能力、改善产品质

量，进而降低生产成本、增加总生产盈利，是高科技及高度竞争产业的

生存利器。

随着信息化技术的不断进步，MES也在不断发展，传统的

MES（TraditionalMES，T-MES）大致可分为两大类：

1）专用的MES（PointMES）。它主要是针对某个特定的领域问题

而开发的系统，如车间维护、生产监控、有限能力调度或是SCADA

等。

2）集成的MES（IntegratedMES）。该类系统起初是针对一个特定

的、规范的环境而设计的，目前已拓展到许多领域，如航空、装配、半

导体、食品和医疗等行业，在功能上它已实现了与上层事