1. 什么是MES？

MES（Manufacturing Execution System，制造執行系統），起源于上世紀90年代，是面向車(chē)間層的信息管理系統，它位于上層計劃管理系統與底層工業(yè)控制系統之間，為操作人員和管理人員提供生產(chǎn)計劃的執行、跟蹤以及所有生產(chǎn)相關(guān)資源（人、設備、物料、工藝、客戶(hù)需求等）的當前狀態(tài) 。

當前，在工業(yè)4.0的時(shí)代背景下，隨著(zhù)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數據和云計算等新一代信息通信技術(shù)的發(fā)展與廣泛應用，MES被賦予了新的內涵。工業(yè)4.0時(shí)代的MES，是企業(yè)為了應對市場(chǎng)變化、滿(mǎn)足客戶(hù)個(gè)性化需求，實(shí)時(shí)響應和調整生產(chǎn)過(guò)程、快速分析和協(xié)同決策的制造執行與運營(yíng)管理系統，它可與企業(yè)的其它管理系統無(wú)縫銜接，實(shí)現從市場(chǎng)需求、工藝及流程設計，到產(chǎn)品生產(chǎn)、交付的全過(guò)程閉環(huán)管理；實(shí)現從生產(chǎn)計劃到生產(chǎn)執行過(guò)程中，對人員、設備、物料、質(zhì)量、資源和能源的管控。

2. 為什么需要MES？

隨著(zhù)市場(chǎng)環(huán)境的變化和現代生產(chǎn)管理理念的不斷更新，一個(gè)制造型企業(yè)能否良性運營(yíng)，關(guān)鍵是使“計劃”與“生產(chǎn)”密切配合，企業(yè)和車(chē)間管理人員可以在最短的時(shí)間內掌握生產(chǎn)現場(chǎng)的變化，作出準確的判斷和快速的應對措施，保證生產(chǎn)計劃得到合理而快速修正。雖然ERP和現場(chǎng)自動(dòng)化系統已經(jīng)發(fā)展到了非常成熟的程度，但由于其服務(wù)對象是企業(yè)管理的上層，對車(chē)間層的管理流程不提供直接和詳細的支持。而現場(chǎng)自動(dòng)化系統的功能主要在于現場(chǎng)設備和工藝參數的監控，它雖可以向管理人員提供現場(chǎng)檢測和統計數據，但無(wú)法給出針對車(chē)間的整體管理信息。

所以，ERP系統和現場(chǎng)自動(dòng)化系統之間出現了管理信息方面的“斷層”，對于用戶(hù)車(chē)間層面的調度和管理要求，它們往往顯得束手無(wú)策或功能薄弱。比如面對以下車(chē)間管理的典型問(wèn)題，它們就難以給出完善的解決手段：

1、生產(chǎn)線(xiàn)和加工設備有多少時(shí)間在生產(chǎn)，多少時(shí)間在停轉和空轉？影響設備生產(chǎn)潛能的最主要原因是：設備故障？調度失誤？材料供應不及時(shí)？工人培訓不夠？還是工藝指標不合理？

2、能否對產(chǎn)品的質(zhì)量檢測數據自動(dòng)進(jìn)行統計和分析，精確區分產(chǎn)品質(zhì)量的隨機波動(dòng)與異常波動(dòng)，將質(zhì)量隱患消滅于萌芽之中？

3、傳統人工報表費時(shí)費力誤差大，能否自動(dòng)統計每個(gè)過(guò)程的生產(chǎn)數量、合格率和缺陷代碼？

而MES的定位，是處于計劃層和現場(chǎng)自動(dòng)化系統之間的執行層，主要負責車(chē)間生產(chǎn)管理和調度執行。一個(gè)設計良好的MES系統可以在統一平臺上集成諸如生產(chǎn)調度、產(chǎn)品跟蹤、質(zhì)量控制、設備故障分析等管理功能，使用統一的數據庫和通過(guò)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接可以同時(shí)為生產(chǎn)部門(mén)、質(zhì)檢部門(mén)、工藝部門(mén)、物流部門(mén)等提供車(chē)間管理信息服務(wù)。系統通過(guò)強調制造過(guò)程的整體優(yōu)化來(lái)幫助企業(yè)實(shí)施完整的閉環(huán)生產(chǎn)，協(xié)助企業(yè)建立一體化和實(shí)時(shí)化的信息體系。

3. 我們的ForceCon-MES能做什么？

實(shí)現企業(yè)內部各種生產(chǎn)資源的統一協(xié)調，制定合理、有效的生產(chǎn)計劃。

實(shí)現對生產(chǎn)過(guò)程、裝置及設備運行情況、產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)成本的實(shí)時(shí)監控。

實(shí)現各部門(mén)在生產(chǎn)管理方面的業(yè)務(wù)協(xié)同，加快計劃的下達、物料的供應、生產(chǎn)異常情況的反饋與處理。

通過(guò)規范化的管理流程，落實(shí)并跟蹤生產(chǎn)計劃的執行情況，減少損失和消耗。

實(shí)現物料數據的完整性、一致性、準確性管理，有效監控物料平衡，并降低生產(chǎn)成本。

實(shí)現從原材料進(jìn)廠(chǎng)、到生產(chǎn)過(guò)程中的半成品，到最終產(chǎn)品出廠(chǎng)的全過(guò)程的質(zhì)量檢驗，嚴格控制產(chǎn)品批次及質(zhì)量管理。

根據生產(chǎn)計劃制定有效的設備檢維修計劃，做好設備日常維護與保養，提高設備的生產(chǎn)能力和綜合效率。

提高生產(chǎn)數據傳遞的及時(shí)性、準確性，并且通過(guò)對大量生產(chǎn)相關(guān)數據的統計、分析，為生產(chǎn)過(guò)程改進(jìn)提供數據支撐。

4. ForceCon-MES功能模塊簡(jiǎn)介（以化工行業(yè)舉例）

5. 我們的技術(shù)方案（以化工行業(yè)舉例）

5.1. 系統部署架構

MES系統的部署架構如下圖所示：

整個(gè)生產(chǎn)企業(yè)的信息系統劃分為三層，過(guò)程控制層、生產(chǎn)執行層、企業(yè)管理層，其中MES作為生產(chǎn)執行層的核心系統，在整個(gè)企業(yè)信息集成系統中承上啟下，是企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)與管理活動(dòng)信息溝通的橋梁。

5.2. 系統功能架構

MES系統功能架構如下圖所示：

整個(gè)MES系統的設計，遵守流程行業(yè)生產(chǎn)及安全管理業(yè)務(wù)標準與規范、遵守中國電子行業(yè)MES標準與規范、遵守信息化建設與信息安全及信息集成接口的標準與規范。

5.3. 系統集成方案

MES系統支持與第三方系統的集成，集成方案如下圖所示：

MES與實(shí)時(shí)數據庫接口，實(shí)時(shí)數據庫為MES系統提供生產(chǎn)裝置的溫度、壓力、液位等工藝運行參數，關(guān)鍵設備的運行數據，物料投用量及水、電、氣等公用工程的用量，生產(chǎn)安全監測數據、環(huán)境在線(xiàn)監測數據等；MES在獲取生產(chǎn)相關(guān)的實(shí)時(shí)數據之后，可以通過(guò)工藝流程圖、物料流向及平衡圖、能流圖、報警監控圖等進(jìn)行展現；MES還可以通過(guò)餅圖、柱狀圖、儀表盤(pán)、趨勢圖等，對生產(chǎn)核心數據進(jìn)行統計、分析及展現。

MES與ERP接口，MES與ERP系統實(shí)現信息的雙向交互，ERP根據客戶(hù)的訂單信息下達生產(chǎn)任務(wù)到MES系統；MES系統根據生產(chǎn)任務(wù)制定生產(chǎn)計劃，并確定物料需求計劃，上傳給ERP系統，根據庫存情況執行物料的采購。

MES與EMS接口，MES與EMS系統實(shí)現信息的雙向交互，MES根據生產(chǎn)計劃下達能源需求計劃給EMS系統；EMS系統把生產(chǎn)能耗數據、設備能耗數據、生產(chǎn)能耗分析等信息上傳到MES系統，為生產(chǎn)調度部門(mén)優(yōu)化生產(chǎn)工藝、節能降耗提供決策依據。

MES與LIMS接口，MES與LIMS系統實(shí)現信息的雙向交互，MES系統根據生產(chǎn)原輔料及生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量控制的要求和最終產(chǎn)品的檢驗要求，給LIMS系統下達檢驗任務(wù)與計劃；LIMS系統則把原輔料、過(guò)程品、產(chǎn)品的檢驗結果及生產(chǎn)環(huán)境的檢測結果上傳到MES系統，為生產(chǎn)管理部門(mén)控制產(chǎn)品質(zhì)量、安全環(huán)保部門(mén)控制生產(chǎn)排放提供數據支撐。

MES與SCM接口，MES與SCM系統實(shí)現信息的雙向交互，SCM為MES系統提供原輔料的發(fā)貨狀態(tài)及物流信息；MES則根據訂單的生產(chǎn)進(jìn)展情況，為SCM提供生產(chǎn)狀態(tài)。

MES與CRM接口，MES與CRM系統實(shí)現信息的雙向交互，CRM系統為MES系統提供客戶(hù)及其對產(chǎn)品的需求信息，以及對產(chǎn)品的質(zhì)量反饋；MES系統則針對客戶(hù)的需求及問(wèn)題進(jìn)行分析并反饋。

5.4. 信息安全方案

MES系統安全防護方案如下圖所示：

工業(yè)隔離網(wǎng)關(guān)PSL，在關(guān)鍵的生產(chǎn)裝置及控制設備前端，部署工業(yè)隔離網(wǎng)關(guān)PSL，確?？刂凭W(wǎng)絡(luò )內部不同區域的安全性，以及控制網(wǎng)絡(luò )接入信息網(wǎng)絡(luò )的安全性。

工業(yè)采集網(wǎng)關(guān)ICG，在智能儀表前端部署工業(yè)采集網(wǎng)關(guān)ICG，針對不同種類(lèi)的數據通訊協(xié)議進(jìn)行采集及轉發(fā)，同時(shí)具備工業(yè)防火墻的安全防護功能。

工業(yè)防火墻ISG，在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )與企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò )之間部署工業(yè)防火墻ISG，主要針對來(lái)自網(wǎng)絡(luò )的病毒傳播、黑客攻擊等不安全行為進(jìn)行過(guò)濾及防護，避免對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )的影響，確保生產(chǎn)活動(dòng)安全、穩定的運行。

安全管理平臺，部署在生產(chǎn)執行層，全面監控控制及安全設備的運行狀態(tài)，當出現運行指標異?；虬l(fā)現攻擊行為或違規訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，能夠及時(shí)進(jìn)行多種方式的報警，幫助管理員迅速定位故障點(diǎn)，發(fā)現高危安全事件，及時(shí)采取有效措施，保障生產(chǎn)活動(dòng)連續、正常運行。

6. 我們的優(yōu)勢