准确理解制造执行系统（MES）（三）

----实施MES是企业提高经济效益的最佳切入点

同济大学中德学院  沈斌 教授

德国工业4.0实施战略报告（2015）给出的定义：工业4.0 这个术语表示第四次工业革命，是产品生命周期中价值链整体升级和重组的阶段。在工业4.0 的背景下，产品周期将以日益个性化的客户需求为导向，整个周期包括从创意到根据订单研发和生产，再到产品交付最终客户，还包括相关服务。

根据工业4.0提出的纵向集成就是在企业内部，在产品全生命周期中，全面实施数字化。

30多年来，我国在企业数字化/信息化上也开展了大量的研究和实施，但大多数企业未能获得预期的经济效益，究其原因种种，我认为主要是：

• 企业数字化/信息化规划方案与企业经营模式和业务流程不一致。也就是先进的数字化/信息化系统与企业实际业务流程不完全融合，或者数字化/信息化系统的详细程度（系统课粒度）不够精确和全面，有些还需要人工的干预，造成系统的数据和信息不一致，甚至矛盾。

• 认识上的错误：

• 只是将纸面数据/信息转换为电子数据，如用EXEL表。而实际操作还是人工在处理。这种只是改变了数据/信息的载体，没有改变操作方法和手段，肯定不会得到计算机数据/信息处理、分析的优点。

• 担忧失去工作岗位。也就是实施了数字化/信息化系统，简化了业务流程，有些岗位甚至取消。而这些岗位原来往往是有经验丰富的人员完成的，这些人年龄也偏大，转岗去学习操作数字化/信息化系统还不如年轻人上手快。

• 生产计划与实际生产过程脱节，或失控。计划再好，但跟不上实际生产过程的变化，如果不能及时修正计划，必然造成了计划与实际执行两张皮。其结果是实际生产过程不是按照原来优化的计划来生产，生产是处于失控状态。

• 企业最增值的部门（车间或单元）没有实现数字化信息化系统，如MES系统。车间或单元是基本的生产单位，日久年长不断地为企业产生增值，而现在许多企业还是靠手工在计划和调度，没有最佳地发挥设备和人员等潜力，甚至降低了其作用。

   

  车间或单元的生产中，为了完成一个生产任务，涉及到众多的资源，如设备、工具、人员、原材料、工艺等的合理调配，缺一就不能正常生产。在过去大批量、单品种或少品种生产情况下，每天甚至更长时间内，生产一个产品或同样的生产任务，可以一次性地调配好上述资源。而在多品种、小批量生产中，每天都会生产多个产品或不同的生产任务，上述资源频繁地调配（计划），人工处理已经是无能为力实现优化的配置。

  因此，个性化多品种、小批量生产中，在车间或单元（我们同济大学也提出过叫独立制造岛）或生产线的生产单位中，实施MES系统，是解决上述问题的最佳选择。

  MES系统小而精。小指它针对一个车间或单元或生产线的一个生产单位；精是指它统一考虑了这个生产单位中所有的资源，并精确地为每个班次的作出优化的资源配置，并根据反馈的实际生产状况，迅速作出滚动计划（修正计划），使得计划与实际生产保持同步（也称之为虚实同步），让实际生产按优化的计划和合理可行的资源配置下进行。

   

      MES系统涉及许多功能，如德国VDI5600标准(VDI:Verrein Deutsche Ingenieure e.V.德国工程师协会，共有145000工程师会员，是欧洲最大的专业协会)定义了九大功能模块：

        1）作业计划与控制

        2）人力资源管理

        3）生产资源管理

        4）质量管理

        5）性能分析

        6）现场数据采集

        7）物料管理

        8）信息管理

        9）能源管理

    我认为其核心主要是：

• 车间或制造单元的作业计划的优化，有的把这部分加以扩展，称之为APS（Advanced Planning System，高级生产计划），它是基于有限资源的计划。

• 智能的实时生产调度，根据反馈的的实际生产状况数据和信息，制定滚动计划，并实时地指挥生产。

• 实际生产状况的感知，有的把它称之为SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，即数据采集与监视控制系统）。

   

  对于以上功能模块，将另文分析。

   

  2019年8月9日