mes实施技术范文

第一篇：mes实施技术范文

MES技术方案

Optimize Manufacturing Improve Plant Uptime Reduce Time to Market Drive Regulatory Compliance

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XXXXXX公司

MES方案建议书

罗克韦尔自动化

上海，中国 2008-3-9

1.1. 项目背景

XX汽车公司是中国汽车行业的骨干企业，已陆续建成了XX(主要以中、重型商用车、零部件、汽车装备事业为主)、XX(以轻型商用车、乘用车为主)、XX(以乘用车为主)等主要生产基地。主营业务包括全系列商用车、乘用车、汽车零部件和汽车装备。

XX汽车公司自主品牌乘用车XX工厂坐落在XX经济技术开发区，作为XX自主品牌乘用车事业研发、生产的主要基地，总体规划含研发中心和生产工厂两大部分。生产工厂一次性规划，两期实施，主要包括冲压、焊装、涂装、总装四大工艺和发动机及大塑料件生产车间。其中，第一期建设将形成20万辆年生产能力。XX自主品牌乘用车系列产品将覆盖乘用车市场主要份额的B、C、D级车型，首款产品将于2009年初下线。

XX汽车需要快速响应市场变化，才能强占更多的细分市场份额，使企业能抢占市场先机。因此迫切希望在XX工厂构建完整的生产，物流和质量体系，能够快速投入新车型的生产，以满足市场多样化的需求，汽车企业就必须以OTD优化为导向，关注从订单到交付的整个过程中的制造，物流和质量相关业务领域(如下图所示)。其涉及到的业务流程、信息管理对于XX汽车自主品牌汽车的制造是至关重要的。

供应商交货指示零件需求库存管理仓库物流中心生产管理物流管理W1W2W3W4W5收料缓冲区供应商WE车身Repair PAINTWBS涂装RepairGAPBS总装VQ质检生产实绩信息系统车辆状态基础数据ERPMES整车识别防误差整车识别安装指示整车识别质量检验拉动序列件整车跟踪拉动JIT物料工位零件工位指示拉动按灯物料 根据业务发展目标，物流管理、生产控制和质量管理是一个循序渐进的发展过程，MES系统最终达到以下四方面管理要求：

(1)订单制造管理

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包括订单管理、车辆跟踪、路由控制、数据采集、PMC、车辆报交。AVI作为车辆识别功能，它不仅是订单制造管理的基础，更是整个集成制造系统的基础，物料，质量都需要根据车型来控制，所以其覆盖范围应为所有车间及关键点;装配管理主要是指各种辅助装配的单据的打印、钢打、铭牌、电气检测、加注、四轮定位、转毂试验等。AVI，路由控制及现场机运设备大都PLC，PMC以成熟的工业组态软件作为其基本工具，对PLC的数据采集和控制是它的强项，人机界面的设计变得相当容易。

(2)现场物料管理

由于XX汽车的物料管理和派送由第三方物流来负责，现场物料管理主要向第三方物流库发布物料拉动信息模块。送料方式主要有推式和拉式，推式是根据日生产计划分时分批主动送达现场;物料拉动主要有线旁向仓库拉动(KANBAN 、物料暗灯二者皆可能)，生产线直接向仓库拉动(KANBAN、物料暗灯、排序拉动三者皆可能)，由线边到厂内四个库的二次要料请求。

(3)制造质量管理

包含现场质量信息缺陷输入和查询管理、现场整车质量信息缺陷输入和查询管理audit、车辆测试系统及缺陷管理和跟踪系统、车辆流程卡管理系统、车辆电气检测、防错系统。质量数据是非常重要的数据，它包含车辆制造信息，可追溯件信息，缺陷信息及测试信息，基于它的数据报表，分析及应用很多。同时，未来 制造质量会和供应商质量、售后质量数据集成，基于这些数据统计分析，形成贯穿车辆整个生命周期的质量信息系统。

(4)系统管理

系统集成，就是数据的集成。针对系统的集成，就需要集成的管理工具，它主要包含：基础数据管理，PMC，事件控制中心，版本管理，报表中心及用户账户管理等。

基础数据管理：负责所有生产、物料、质量的基础数据维护，保证MES的基础数据统一性和唯一性。

事件控制中心，它是重要的系统运维工具，能帮助IT 支持人员获知系统运行情况，解决系统问题。

版本管理，它是系统更改的管理工具，保证系统版本的一致性，可追溯性。

历史数据查询和报表管理，数据源为集成制造系统的数据，它应能满足各相关业务部门的要求，Rockwell Confidential

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它是系统集成后的优势体现。同时历史数据会定时导入历史数据库，连同生产数据库 供查询和形成报表。

根据当前的业务需要，这一阶段的项目应覆盖以下功能需求，包括生产管理、物料管理、质量管理和系统管理四个子系统，整体目标是建立功能全面、集成和稳定的生产、物流、质量控制体系，以适应公司汽车产量快速增长和车型平台增加的需求。该系统能满足订单管理、车辆跟踪、路由控制、物料需求发布、线旁拉动、物料调度、KANBAN卡管理、现场质量缺陷、电气检查、质量追溯管理、整车质量缺陷、检测数据管理、流程卡管理、合格证管理、用户管理、基础数据管理、PMC、数据采集、报表管理、事件控制中心、版本管理、数据备份/迁移管理等模块。

1.2. 项目目标

本项目将通过全厂MES系统的建设，建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的生产执行系统，以适应公司产量快速增长和车型平台增加的需求，满足目前年产20万辆的生产目标，并能支持未来多种车型混线生产年产24万辆的业务运作。 系统实施的主要目标如下：

1、XX汽车的MES信息系统全方位的承建，以系统覆盖到冲压、车身、涂装、总装四大车间，能快速建立统一协调的工作平台。

2、全面实现与ERP系统的接口，实现车间与物流和质量系统的全面整合，全面提高企业的生产效率和管理水平，确保物料的及时供给和生产的及时响应。

3、将把国际著名的丰田汽车、通用汽车等企业在MES系统中的成熟的业务流程模式和软件平台资源在XX汽车项目中进行导入，保证XX汽车项目的稳定性和实用性。同时设计方案立足于先进技术，采用最新科技技术水平，使MES的建设达到和具备国际的先进水平和国内的领先地位

4、通过MES系统的实施，将大幅地降低生产零部件的库存，降低整车的库存，减少各部门的人员配置并提高企业生产效率。

5、完成企业级的MES系统的架构建设，为实现集成制造，物流和质量全生命周期管理打下坚实的基础。

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6、遵循ISA95和MESA国际标准，可以同时具有良好的开放性，可以和不同厂家的产品能够互操作和互连

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7、考虑SOA架构，将MES应用程序功能彼此分开，以便这些功能可以单独用作单个的应用Rockwell Confidential

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程序功能或"组件"。这些组件可以用于在企业内部创建各种其他的应用程序，并能迅速修改业务流程模型

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8、集成的系统必须降低系统维护的难度和要求，方便用户日后的应用、管理和维护。系统设计完成的同时，必须完成与之相关的可操作的管理维护规定，保证系统的稳定运行

综上所述，为了保证XX汽车的MES系统项目的成功，罗克韦尔自动化(国际最具规模和著名的制造控制和信息系统公司)汽车工程中心全面负责东风汽车项目的实施，对项目实施、成功的上线作出强有力的保证。

1.3. 项目实施回报

XX汽车的MES主要包括生产管理系统、物料管理系统和质量管理系统三部分内容，整体目标是建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的支持质量，生产和物流的业务体系，以适应公司产量快速增长和车型平台增加的需求，并能同其他业务和系统整合(如ERP系统)。系统总体网络架构图如下所示：

MES系统网络架构示意图

整个系统实施范围包括：生产管理部分、物料管理部分、质量管理部分。

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1.4. 生产管理系统

MES系统的生产管理部分第一阶段控制的范围包括冲压车间、车身车间、WBS、涂装车间、PBS、总装车间和检测线，系统在车身车间将车辆与订单进行绑定，然后对车辆进行跟踪控制直到检测线下线为止。总体需求主要包括以下内容：

订单管理; 生产调度; 生产线信息广播; 自动化集成控制; 生产监控PMC; 数据采集;

车身实时跟踪监控画面图例

在ROCKWELL的设计方案中，各车间生产线上下线处，关键工位设有手动条码扫描枪(或自动扫描枪或RFID)的读写操作站。在关键位置设有触摸屏，它们将是组成读写操作站的一部分，Rockwell Confidential

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为现场的操作人员提供AVI系统人机交互操作的功能。通过这些触摸屏给现场的操作和维护人员提供了自动监视AVI系统运行情况和手工进行AVI系统操作的功能。通过触摸屏可实现条码显示，条码扫描报错，手动条码输入等功能。

读写站实例照片

由于在车间现场，设备环境复杂，很难保证网络数据传输时刻保持畅通，因此，在开发调试过程中，我们也特别将中断做特殊考虑，增加了保护措施，尽最大可能保证系统的正常运行，保持整个扫描交互流程的顺畅。主要措施与方法如下：

 PLC扫描设备将数据放置于PLC中控服务器上的数据库中。

 MES系统的接口程序轮询接口数据表，读取未处理纪录，送向MES系统相应逻辑处理模块。

 MES接口程序读取MES逻辑处理模块的返回结果，写入接口数据表中。  PLC接口程序轮询接口表数据，操作PLC设备动作。

总装车间监控主画面图例

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通讯状态监控画面图例

Equipment Report – XXX XXX XXX

车身识别系统将利用设在车间内的条码扫描设备和R&F读写头，并在涂装车间的车身吊具和滑撬上安装R&F载体来构成车体跟踪系统(AVI)。整个AVI系统将由一台上位计算机进行控制并通过其显示器对车体位置、状态进行监控。同时AVI监控计算机也将做为MES或ERP系统的一

部分，可实时接收和反馈生产数据

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AVI工作流程:

1.AVI信 2.AVI产前印工 3.在装码身RF LineControllerPartIDWorkInstruction系统计算机接收从ERP或MES系统传送来的当日生产任务息，经过确认后存入数据库。

系统计算机将根据当日任务，通过设在焊装车围工段的VIN码打印机出车身唯一识别码，并人将VIN码贴在车身上。

焊车间出口处设置一台扫描仪，将经过此处的信息传送到车身缓冲区TAG数据载体上，缓冲

RF TagRS232LineControllerPartIDWorkInstruction生间打由

RS232条车的区计Base的传送链系统将根据生产划和涂装车间的生产状况对车身重新进行分配和排序。

RF Antenna & Tags 4.在前处理工位后;底漆和面漆喷漆室前都将设置RF 读写头用来读写车身上的信息。 5.从总装到涂装的缓冲区也将采用同样的方法对车身重新进行分配与排序。

6.总装车间的一些关键工位也将设置一些条码扫描仪工作站，操作工可以通过

它来了解车体信息。

ControlLogix控制系统Rockwell Confidential

ControLogix 系统是一种高性能，易于使用的适合当今控制应用需要的控制平台,它的结构以独特的控制总线(ControlBus)底板作为整个通信系统的基础。控制总线(ControlBus)不采用传统的主-从通讯模式，而采用先进的生产者/消费者( Producer/Consumer)通讯模式，这种通讯模式同样应用于控制网(ControlNet), 设备网(DeviceNet)和现场总线(FieldBus)。插在该控制总线(ControlBus)底板上的所有模块，包括网络、I/O、CPU 模块都是智能的，从而有了如下特色：    网络之间的通讯不需要处理器干预。

机架中可以任意配置和排列任何数量的CPU、I/O或通讯模块。

任何模块可以带电插拔而不会影响系统中其他模块的工作，这就使得我们维修故障模块时，系统的其余部分能照常工作。

 处理器不再巡检I/O，大大减轻处理器负担。

1790 DeviceNet CompactBlock I/O模块

1790 CompactBlock LDX I/O 是一种紧凑型的I/O单元，用于监控远离处理器的I/O设备。每个单元块都具有I/O电路,内置电源和一个内置的设备网(DeviceNet) I/O 适配器。在我方得设计方案将采用这种I/O模块来采集现场拉线开关的信号其具有如下特点:         节省空间

易于组态和维护

通用的灌电流/拉电流输入

扩展能力---最大支持3个扩展数字量模块 网络连接能力---设备网一致性完全测试

高性能---支持轮询,周期性或状态改变的信息传送 I/O类型

DIN标准导轨或面板安装

 选择D型插头(方便拆除)或固定的螺钉端子块

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第二篇：MES技术简介及应用

制造执行系统 (manufacturing execution system，简称MES)是美国AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc.)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系统设置了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。

1 MSE的定义

美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)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管理信息系统”。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(Manufacturing Execution System Association，MESA)对MES所下的定义：“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，从而使其既能提高工厂及时交货能力，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讯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定义中强调了以下三点：

1)MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一的解决某个生产瓶颈; 2)MES必须提供实时收集生产过程中数据的功能，并作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。

2 MES的现状

MES的体系结构经历了从T-IVIES向I-MES发展的历程。传统的MES(T-MES)是从20世纪70年代的零星车间级应用发展起来的。T-MES又可以分为专用MES(Point MES)和集成MES(Integrated MES)两类。专用MES是一种自成一体的应用系统，它针对某个单一的生产问题(如在制品库存过大、产品质

量得不到保证、设备利用率低等)提供有限功能(如物料管理、质量管理、设备维护、作业调度等)，或适用某种特定的生产环境(如应用于半导体和MEMS车间的MES、应用于FMS系统的MES等)。专用MES具有实施快、投入少等优点，但通用性和可集成性差。集成MES系统起初是针对特定行业(如航空、装配、半导体、食品和卫生等)特定的规范化环境而设计的，目前已拓展到整个工业领域。在功能上它已实现了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成。集成化MES具有丰富的应用功能、统一的逻辑数据库、产品及过程模型等优点。但该类系统依赖特定的车间环境，柔性差，缺少通用性和广泛的集成能力，难以随业务过程变化而重新配置。

AMR在分析信息技术的发展和加陷应用前景的基础上，提出了可集成MES(Interpretable MES，I-MES)这一概念。可集成MES是将模块化、消息机制和组件技术应用到MES的系统开发中，是两类传统MES系统的结合。从表现形式上看，I-MES具有专用MES系统的特点，即I-MES中的部分功能可以作为可重用组件单独销售;同时，它又具有集成MES的特点，即能实现上下两层之间的集成。此外，I-MES还具有客户化、可重构、可扩展和互操作等特性，能方便地实现不同厂商之间的集成和原有系统的保护以及即插即用(P&P)等功能。目前，基于组件的I-MES是MES的主要发展方向。

3 主流技术

由于MES处于ERP和PCS之间，既要对ERP内部系统和ERP的外部网络收发信息，又要对PCS系统传递信息。因此，MES开发与实施涉及的关键技术包括了计算机操作系统、数据库技术、MES体系结构、开发应用技术等。此外，进行MES的开发和实施还需要考虑MES系统的可配置性。根据LogicaCMG咨询公司2005年对MES软件的调查报告，国际MES产品的主流技术情况如下：

a.支持平台方面，主要有Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Unix、Linux。

b.数据库方面，MES产品支持的数据库主要有Oracle、SQL Server、DB

2、Progress、Informix、Ingress、Sybase等。

c.应用技术方面，MES系统的开发主要采用DCOM、COM手，Active-X、XML，DotNET、J2EE，ODBC、OLE、OPC等技术。

d.系统架构方面，MES系统主要采用C/S、Web使能、瘦客户端、分布式结构、负荷平衡等体系结构。

e.系统可配置性方面，部分MES厂商的产品定位是使产品尽可能适合特定

的用户群，相反有些厂商则为用户提供柔性的可配置工具来迎合客户的需求，以赢得广大的市场。报告从业务逻辑、图形用户界面、报表等方面来分析MES产品的可配置性，并通过标准化(Standard)、组件(Cornponent)、库(Libraries)和客户化定制(Custom Made)4个指标来评价系统的可配置程度。图1描述了国际主流MES产品的平均可配置性。以图形用户界面的可配置性为例，IVIES产品在大于60%的程度上提供标准功能，在27%的程度上可通过组件来配置，8%由库来支持，只在4%的程度上可实现完全客户化定制。

图1 国际主流MES产品的平均可配置性

4 应用情况

MES在发达国家已实觋了产业化，其应用覆盖了离散与流程制造领域，并给企业带来了巨大的经济效益。MES分别在1993年和1996年以问卷方式对若干典型企业进行了两次有关MES应用情况的调查，这些典型企业覆盖了下列的7大行业：医疗产品、塑料与化合物、金属制造、电气/电子、汽车、玻璃纤维、通讯等。调查表明企业使用MES后，可有效地缩短制造周期，缩短生产提前期，减少在制品，减少或消除数据输入时间，减少或消除作业转换中的文书工作，改进产品质量/减少次品，消除损失的文书工作。国内在“十五”期间，流程工业领域MES成为技术研究的突破口，重点面向钢铁和石化2个典型流程制造行业。目前，MES已在钢铁、石化等行业得到成功应用并开发完成了若干自主产权的MES系统，如：上海宝信MES、中国石化MES(S-MES V1.0)等。根据中国电子信息产业发展研究院的1份报告，到2003年底，共有110套MES应用于国内的钢铁企业。“十五”期间还对离散制造MES进行了探索性研究，并取得初步成效(如西飞MES等)，国内市场上也出现一些针对离散制造业的MES产品，如：ICON—MES、OrBit-MES、天为MES等。“十一五”期间，随着我国制造业信息化建设的深入开展，MES有望在我国获得更广泛和深入的应用。以下为MES在国内企业的应用实例：

案例1：

应用需求：

海尔集团内各个产品事业部信息化起步较早，大部分事业部都已成功实施了国际上主流的ERP管理软件SAP。伴随企业的发展，在SAP成功的实施应用之后，如何提高企业执行能力，就成为企业急需解决的问题。

海尔集团随着信息化的不断推进，需要在前期信息化建设的基础上，实现从订单、评审、采购、配送、制造、销售、售后服务的信息整体互动，在这过程中集团的各相关部门参与工作。如商流、海外推、资金流、研发推、定单推、制造事业部等。最终的目标是建立集团的信息化统

一、完整平台，实现信息流、物流、资金流的通畅。在前期物流、资金流已经改造、整合的基础上，希望通过信息化，从信息的角度实现企业管理水平的再次提升。

在集团信息化的思路与方向下，需要产品事业部和集团的SAP信息系统统一接口，从而能够监控每一批定单的生产进度，每一批定单的投入、每一批定单的产出，以及每一个产品的主关件信息、生产信息、质量信息，不但建立订单的生命周期管理，而且对于每一个产品个体实现整个生命周期的管理。同时通过信息化的手段，企业建立公开、透明、精确的人力考核平台，实现自动计酬。

各个事业部车间生产现场的直通率，节拍，履约率等衡量生产的效率的指标数据，无法第一时间获取，通过人工统计计算增加了很多人为的操作因素，而且不能及时的反映实际的生产情况。

通过制造执行系统的实施，全面对生产线的工人实现自动计酬，真正意义上做到了多劳多得的工资计算要求，从而充分调动了员工的生产积极性。

解决之道：

满足以上需求要选择适应家电行业特点的、性能卓越的产品。海尔集团做了多方考证，在对当时市场上主要产品作了评估之后，决定选择比邻软件R2E——资源执行效率系统。

●生产计划管理：对于SAP下达的生产计划，对生产现场进行计划排产及作业调度。

●质量管理：订单质量跟踪、质量数据分析利用、检验数据管理、在制品维修管理、售后质量反馈。

●电子跟单管理：定单的生产信息数据共享，一票到底。 ●生产管理：作业计划管理、订单执行监控、生产数据统计。

● 产品数据管理：产品档案管理，可对采集到的产品数据进行综合管理和查询，包括装配档案、检验档案、维修档案等。

●系统接口：ERP系统接口。与ERP系统建立接口，导入物料BOM、生产订单、等相关数据;回馈ERP产品下线完工数据。

●自动计酬平台：通过自动计酬平台收集各类工资因素，进行汇总统计，实现工人、管理人员的自动计酬。

在实施过程中也遇到了一些问题，主要是R2E系统与SAP系统集成，如何做到两系统实时同步，如何确保两系统之间数据准确等等。在项目整个实施过程中，海尔集团领导亲自下一线指导工作，协助SAP系统数据较对，确保了项目的顺利进展。

系统特点：

1.开放式平台。R2E采用先进的面向对象设计模式高效封装业务逻辑，您可以基于R2E开放平台快速定制企业特殊应用需求。

2.系统集成。R2E采用符合工业标准的XML消息和协议能够非常方便地与现有的ERP系统集成。R2E也可以通过企业应用集成解决方案(EAI)实现企业所有信息系统的集成。R2E与SAP、ORACLE、SSA BPCS等领先的ERP系统实现可靠集成。

3.自动识别技术。R2E支持多种码制条形码标签，提供灵活编码规则自定义功能，快速准确采集数据。R2E可以和主流的条码打印设备(Zebra，Datamax等)直接集成，灵活高效打印条码标签。

4.高性能数据采集。R2E采用支持无线实时采集、批量采集等各种采集方

式的终端采集设备，方便、快捷的完成数据收集;或者采用符合工业标准的485通信协议组建的现场数据采集网络，实时控制采集终端。帮助您减少现场设备投资和设备维护成本。

应用效益：

■通过严格的系统管理和业务流程的优化，规范了业务操作流程，使集团规范化发展。

■人力资源价值的优化，系统的运转不再依靠手工统计汇总，方便快捷、准确及时，为管理、经营决策提供了动态、实时的信息支持。

■系统的实施可以大大加强企业的集中管理，为企业整体资源的优化提供了可能，提高企业的核心竞争力。

■系统的实现可以使企业的管理组织向扁平化发展。

■系统与管理的结合可以实现管理的规范和业务标准，可以协助企业进行业务拓展，实现分支机构快速复制。

■系统的实施可以大大降低定单损失。

■系统的实施可以优化生产制造流程，提高生产效率。

■系统的实施建立产品档案的跟踪，可以大大提升企业的质量水平。

5 目前存在的问题

近年来我国ⅧS的研究和产业都有了一定的发展，但总体来说，与西方发达国家相比，我国无论是在MES技术深度与应用广度上都存在较大差距，主要体现在以下几个方面：

a.MES体系还不完整。基本功能不完善，缺乏过程管理与优化等面向典型行业的核心模块。针对离散制造业尚无完整、系统的MES解决方案和成熟的软件产品。

b.缺乏MES技术标准。MES的设计、开发、实施、维护缺乏技术标准，影响了MES产品的技术性能，加大了系统开发和应用的成本，与国外同类MES产品竞争没有优势。

c.集成性还没有完全解决。由于缺乏统一的工厂数据模型，MES各功能子系统之间以及MES与企业其他相关信息系统之间缺乏必要的集成，导致MES作为企业制造协同的引擎功能远未得到充分发挥。

d.通用性和可配置性较差。现有系统通常针对特定需求，很难应对企业业务流程的变更或重组。由于缺乏基于工厂数据模型的数据集成技术，系统的可配

置性、可重构性、可扩展性较差，严重制约MES系统的推广应用。

e.实时性不强。MES作为面向制造车间的实时信息系统，实时性是实现MES功能的基础。现有系统缺乏准确、及时、完整的数据采集与信息反馈机制，在底层数据的实时采集、多源信息融合、复杂信息处理及快速决策等方面非常薄弱。

f.智能化程度不高。MES中所涉及的信息及决策过程非常复杂，由于缺乏智能机制，现有MES大多只提供了一个替代经验管理方式的系统平台，通常需要大量的人工干预，难以保证生产过程的高效和优化。

6 MES技术的发展趋势及展望

MES系统正朝着下一代MES(Next-Generation IVIES)的方向发展。下一代MES的主要特点是：建立在ISA95标准上、易于配置、易于变更、易于使用、无客户化代码、良好的可集成性以及提供门户(Portal)功能等等，其主要目标是以MES为引擎实现全球范围内的生产协同。目前，国际上MES技术的主要发展趋势体现在以下几个方面：

1.MES新型体系结构的发展; 2.更强的集成化功; 3.更强的实时性和智能; 4.支持网络化协同制; 5.MES标准化(ISA-95)。

MES软件弥合了企业计划层和生产车间过程控制系统之间的间隙，为企业提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业降低成本，按期交货，提高产品及服务质量，使企业能在全球化的竞争中立于不败之地。鉴于MES的重要性，我国将其列为“十一五”期间信息化方面重点发展的方向之一，将集中国内MES及相关领域的优势力量，力争在MES核心关键技术上取得突破，提高MES研发水平及其在重大行业中的应用能力，解决长期制约我国制造业信息化发展的瓶颈问题。具体发展思路如下：

a.综合利用成熟理论和技术，形成可适应、可重构、可集成的MES框架体系，为提高MES软件系统的跨行业通用性、适应性和协同能力提供支持。

b.基于已有的研究基础与成果，在制造系统性能分析和优化、制造过程监控与管理、智能化生产计划调度以及信息和过程可视化等MES关键技术上取得突破，开发出符合我国离散制造业和流程工业特点及需求的MES软件系统、相关工具和构件库。

c.围绕MES在航空航天、汽车、机车、石化、冶金等典型行业中的应用特点，形成适合其行业特点的典型MES应用模式，并提出相应的解决方案和技术标准。通过MES在上述行业的应用，最终形成支撑整个离散和流程制造业的MES技术体系、方法和系统，为未来MES系统的大规模推广奠定基础。

第三篇：MES总结

本周新闻

1、根据《绿色制造科技发展“十二五”专项规划》，推出“绿色制造，科技发展”专题，旨在推动绿色制造的理念的宣传。

行业动态“信息化带动工业化、以工业化促进信息化”的战略目标。

MES是国家科技部“十一五”制造业信息化科技工程的重点领域，也是纺织行业“十一五”重点攻关的关键技术。 新技术、新应用

面向流程行业MES系统的虚拟化

虚拟架构既满足了MES系统对整体安全可靠运行的要求，同时也照顾到了系统实施的经济性和便利性，使得后期计算能力和存储能力的扩展在不中断服务的情况下可以经济地实现。

存储虚拟化：在传统的IT环境中，计算资源和存储资源都是运行在同一服务器上的，服务器访问自身的存储设备，在服务器升级、数据共享和数据安全等方面都存在较大问题。存储虚拟化按照一定的虚拟存储体系结构将不同的物理存储设备(如RAID、JBOD、磁带库等)通过不同的接口协议(如SCSI、iSCSI、iFCP等)整合成一个虚拟的存储池，为用户提供统一的数据服务，实现存储资源的共享。存储虚拟化把原本分散在各个单独服务器的存储资源集中起来，提供统一的存储服务。这样一方面满足了部分应用对大存储容量的需求;另一方面存储资源集中起来后也利于日常的管理和维护，同时也便于对数据进行统一的备份、恢复和容灾管理，提高业务系统的数据安全性，从而降低故障恢复时间，提升服务的可靠性和连续性。 系统虚拟化：系统虚拟化也常被称为服务器虚拟化，是把服务器拥有的各类资源抽象出来，以逻辑服务器的方式为用户提供服务。在用户面前的不是一个物理上的服务器，而是在同一物理服务器的操作系统之上运行着的虚拟服务层中的一个操作系统实例。通过系统虚拟化，可以在原本一台物理服务器上安装多个操作系统。管理员可以根据业务大小，分配一定数量的CPU、内存和存储容量。这样既提高了系统资源的利用率，同时也可以实现各个逻辑系统文件式的备份和恢复，降低新业务系统安装配置操作系统的时问，加快新业务系统的调试过程，满足信息化建设快速发展的需求。

网络虚拟化：IT网络环境中，并存着服务网络、科研网络、办公网络、生产网络等多个网络，这些网络常存在于同一个物理网络环境中，这就需要在保持网络的高可用性、易管理性、安全性和可扩展性的前提下，尽可能实现网络服务和安全策略的集中。通过VLAN、VPN、MPLS VPN等网络虚拟化技术，可以满足对网络的访问控制、路径隔离、集中管理等要求，确保合法的用户和设备访问各自合理的网络服务，并集中实施网络访问策略，降低网络管理成本。

MES系统技术特点分析

1、纵向集成技术：MES系统首先要解决的就是集成问题，从技术上来看，MES系统与ERP、与控制系统的集成是借助于中间件这一现代集成技术来完成的。

2、横向集成技术：在整个生产全过程中，对生产全过程中的各个环节进行连结，实现了企业的横向集成，确保MES系统的综合分析控制的作用能够更好、更充分的发挥。

3、模型驱动技术：产品的标准化，就决定了对生产的工艺流程、设备维护、生产标准和质量控制都要进行模型化，从模型驱动各个环节和各种信息与实际的生产调度工作流程之间的大统一。

4、实时处理技术：对生产实时信息的即时处理是现代化生产的必然要求，MES系统在实时处理上优越性还是比较强的，反馈时间控制在1分钟之内。

5、优化排产技术：在实际应用中，将ERP形成的月生产计划分解到班组、机台、工序几个部分。

准时生产JIT、精益生产和敏捷制造比较

1、准时生产JIT

准时生产方式JIT通过看板管理，成功制止了过量生产产量，从而消除了制作过量以及由此产生的各种浪费。由于严格控制了生产的产量，不仅减少了库存，降低了成本，适应了需求市场的变化，而且使产生次品的原因和产品质量之中的许多问题暴露了出来，通过改进就提高了产品的质量。

2、精益生产

从原理上来看，精益生产是对准时生产JIT的进一步的提炼和发展，其内容增加了很多，包括市场预测、产品研发、生产制造等一些全过程的管理。它不仅适应了适时适量生产的需要，而且适应了生产经营的一体化、制造管理一体化的发展趋势，有利于促使企业按照资源组织的内涵发展。

3、敏捷制造

敏捷制造以先进的制造技术和灵活的动态组织的方式为基础，依靠素质良好的员工和企业的动态联盟网络。他的根本目的是将柔性的生产技术、高素质的生产劳动者和灵活的高效管理集成起来，通过整体化的敏捷作业活动等方式，使得企业在竞争中盈利，在竞争中发展。其中的技术、作业和管理的有效结合，形成了主导企业活动的三大主流 离散制造企业

离散制造企业的产品结构，可以用“树”的概念进行描述——其最终产品一定是由固定个数的零件或部件组成，这些关系非常明确并且固定。流程企业的产品结构，则有较大的不同，它们往往不是很固定—上级物料和下级物料之间的数量关系，可能随温度、压力、湿度、季节、人员技术水平、工艺条件不同而不同。

面向订单的离散制造业，其特点是多品种和小批量。因此，生产设备的布置不是按产品而是按照工艺进行布置的。例如，离散制造业往往要按车、磨、刨、铣等工艺过程来安排机床的位置。因为每个产品的工艺过程都可能不一样，而且可以进行同一种加工工艺的机床有多台。因此，离散制造业需要对所加工的物料进行调度。并且中间品需要进行搬运。 离散制造业企业由于是离散加工，产品的质量和生产率很大程度依赖于工人的技术水平。离散制造业企业自动化主要在单元级，例如数控机床、柔性制造系统。因此，离散制造业企业一般是人员密集型企业，自动化水平相对较低。 生产计划管理

主要从事单件、小批量生产的离散制造业企业，由于产品的工艺过程经常变更，它们需要具有良好的计划能力。对于按订单组织生产的企业，由于很难预测订单在什么时候到来。因此，对采购和生产车间的计划就需要很好的生产计划系统，特别需要计算机来参与计划系统的工作。只要应用得当，在生产计划系统方面投资所产生的效益在离散制造业可以相当高。 高级计划排产计划

高级计划排产计划是一个计划排程软件包，能高效的帮助制造企业控制生产计划。它能产生现在与将来的，通过各种规则及需求约束自动产生的，可视的详细计划。生产计划能对延迟定单进行控制及行动。管理控制能力及各种约束。其约束包括资源工时，物料，加工顺序及自定义约束条件。它能管理整个资源。

更重要的是它能快速响应意外的结果。它考虑所有生产过程中因素，包括班次，工时，工具，材料的可用性，可知/未可知的设备维护，当前负荷能力。总之，它能产生更精确，更实际的计划。

离散制造业生产管理的难点

目前，大多数制造业企业的生产管理人员在制订生产作业计划的时候普遍存在“不周全、不彻底、不合理”的情况。在计划执行过程中突发问题不断出现，企业的管理者成了“消防队员”，四处救火、疲于奔命。由于不能合理地安排生产作业计划，不但企业各类资源的使用效率不能充份发挥，而且还会产生进度和质量的矛盾。企业要么“抓了进度、丢了质量”，要么“保了质量、误了工期”。最终结果是在大多数时间里管理者面对的通常都是客户和员工的抱怨。为什么会这样呢?郑总认为主要原因在于企业的生产管理人员很难及时、准确的得到下面这些信息：

1)目前车间在产订单有哪些?进度如何?哪些工序未按计划开始?哪些工序未按计划完工?合格和不合格品数分别多少?

2)各产线、设备、班组目前有哪些任务，在什么时间开工和完工?需要准备的工装刀具、技术资料是否完备?需要准备的物料有哪些，应该什么时间配送到位?

3)过去几小时之内，车间哪个工序出现的不合格品最多?不合格品率有多高?是什么原因造成的?是否采取了措施?月度同比不合格品率是上升了还是下降了?

4)各产线、设备有多少时间在生产，多少时间在检修和空闲?利用率是多少?各设备的维保计划是否合理，是否与考虑了与集中生产时间存在的冲突? 5)如何追溯产品的生产过程信息?如：是谁在什么时间、在哪台设备、用什么材料做的，当时的工艺参数是怎样的?谁做的检查，质检项点内容有哪些，检查结果如何?

6)导致生产误工和质量问题的根本原因是什么?是物料供给、工艺还是设备或工装的问题?是否采取的有效的方法和手段进行改进或解决?

在没有MES系统的情况下，对于这些问题的处理企业并没有好的办法。多数情况只能增加生产管理人员去解决，企业的大量生产信息很多都在调度人员的脑袋里面，调度人员不但忙于应付还很难完全协调处理好。 通过“五步走”，为离散制造业车间现场带来规范的管理模式，完成车间的信息化建设。

第一步：规范原始资料。通过与上层计划系统及CAPP或PDM系统的集成，及时更新生产数据，指导生产现场作业。管理车间各种资源，实现车间资源的规范性管理，同时提供生产排程的重要依据。

第二步：提高计划的可执行性。根据产品数据和车间资源数据，对车间生产计划进行分解，在计划执行前进行有效的能力分析，及时发现瓶颈。在计划执行中，根据生产作业情况，再次对正在执行或后续计划进行调整，获得最优的产能。

第三步：加强生产现场控制。根据生产计划的指导和现场设备的操控，实现对生产现场的有力监控。通过数据采集手段，获得计划的执行状态。使计划调度人员在办公室就能够掌握当前的计划执行情况。

第四步：实现车间内部的科学管理。天为MES能够覆盖95%的车间管理业务，实现车间内部的信息流、财务流、控制流的协同，进一步改善生产车间的管理手段。

第五步：打通企业的三级信息流。天为MES的实施，填补了上层计划系统和底层控制系统的信息断层，实现了企业三级信息流的通畅。 MES实施案例中的应对措施

4.1 实施背景。笔者参与了某汽车零部件制造工厂的MES项目实施全过程，该公司属于离散性生产模式，车间现代化水平较高，采用了比如拧紧机，Atlas力矩扳手，性能测试机等多种现代化设备辅助生产。应用MTO模型应对市场需求，并且已经实施了ERP系统来管理销售，采购，仓库物流及财务数据，ERP的运行在很大程度上改善了公司的管理水平，提高了库存周转，但是延误交期，质量问题居高不下，车间物流管理不是很顺畅等问题始终存在，公司希望通过MES的实施来推动这些问题的解决。 4.2 实施风险分析。正如前面分析的MES项目实施面临的挑战一样，在该公司的实施中也面临着类似的问题。该公司已经实施了ERP系统，且ERP系统覆盖了部分的生产相关的内容，便于生产成本的采集，那么MES在这一部分如何定义边界?如何与ERP进行交互，实现业务的J顷畅运作?各种生产设备是否有数据接口供数据采集?是否可以将这些数据无缝集成到MES系统? 尤其重要的是，公司是否有实施MES的环境，所谓的环境包括人员对MES项目的理解和支持程度，是否有足够的资源来支持MES项目的实施，这些对MES项目的成败有关键影响。对于这些项目实施可能会碰到的挑战或者风险，在项目启动之初都直该有清醒的认识，并采取对应的措施予以应对。

4.3 项目实施的风险防范措施 1)项目目标定位。项目目标定位主要解决的是做什么的问题。实施MES之初应该明白我们上MES项目的目标是什么，在整个工厂的价值链中处于什么位置。虽然从大的方面来说，MES是用来帮助优化生产，但实际是每个工厂面临的问题都不大—样，期望解决的问题的侧重点也有所不同。2)项目实施环境分析。项目实施环境分析解决的是能不能做的问题。首先我们要有清晰的项目目标;其次，要进行全工厂范围内的MES意识培训，尤其是项目实施涉及到的各个部门或人员，让他们对MES项目有大致的了解，明白项目的实施对各自的影响及未来能带来的利益。再次能否得到足够的人力支持，比如是否有合格的项目经理来推动项目，是否有经验丰富的顾问为项目保驾护航。然后，项目是否得到高层认可，是否有足够的资金支持。最后要分析工厂的软硬件环境，比如工厂的硬件基础设施是否可以满足MES项目的实施，如果不能则最好是先对工厂的基础设施进行适当的改造。3)项目的具体实施安排。关于具体实施安排回答的是怎么做的问题。作为—个比较复杂的IT应用系统项目，一般我们会选择某种项目实施方法论来对项目进行管理，通过这种系统化的方法，达到进度、质量和成本的平衡。考虑到MES项目的特殊性，我们还要特别关注有没有人员对各种设备的接口有所了解，同时是否有专门的团队管理工厂的IT基础设施，这一点经常被忽略，没有好的IT基础设施，MES的实施会成为无水之源。如果有可能，最好是邀请MES顾问的加入，可以大大降低项目实施的风险。

电子工票实现功能

通过该系统可以实现如下功能：1，完善工价定价体系。根据生产的情况，及时采集样本，智能分析工序工时的合理性，为完善工序定价系统提供实时数据。2，生产即时监控。随时监控每个订单的生产进度。更可以按照颜色尺码详细的了解不同订单的完工情况，透明化生产进度，为计划及调度提供有力支持。3，效能完全掌控，提高效率。可以按照不同的工厂、班组、工段、机台、人员等进行多方位查询分析，让经营者了解工厂实际生产信息，统一目标标准，以提高效率。4，建立有效绩效考评体系，持续改进。帮助企业的管理者建立有效的考评机制，让管理人员随时了解员工与企业标准的差异，建立员工、班组、车间对比考评机制，提高生产、管理的积极性，持续改进。5，完善计划调度支持，解决半成品积压问题。可以随时提供不同工位的在线数量、在线时间，并帮助企业的管理者提前发现影响生产进度环节，为平衡生产提供帮助。 采用RFID射频识别技术后，借助于RFID据终端采集技术，将每个菲票的信息存在于RFID电子标签中，工人根据自己的工序，通过采集终端将产品的数量、加工内容(工序)等信息直接发送到电脑，完成计菲工作。这种方式有以下优点： 1)实时性高

采用RFID技术后，决策者通过中间件系统可以及时的知道车间的生产进度，有利于决策层对生产计划做出准确的预判和改进。 2)安全稳定

相对于条码计菲，本系统的安全和稳定性大大增强，工人在进行一道工序前只需将物料卡放置于车位读卡器上，就可以完成数据的采集。 3)上通下达，信息共享

生产信息完全透明化，工人可以通过RFID查询机查询到当天的生产情况，管理人员也可以及时的知道当天生产进度。 4)分析流水，解决阻滞

系统自动记录每个工人在哪些时段在做哪些工单，耗时多久，经过分析后决策者可以合理的安排工人的生产，科学、及时的解决生产瓶颈。 5)节约成本

一个RFID的读头可以进行几万次的刷卡记录，而一张RFID卡片的成本在二十元左右。相比条码方式，如果以一个3000人的车间来计算，一年可以节约工票耗材成本36万。 6)提高管理

提高生产力和生产线透明度，节省薪资，责任到个人，减少瑕疵品，优化生产管理流程，减少在制品在生产线上的积存。

第四篇：MES的看板管理

MES看板只为精益生产

2006-04-19 来源: 媒体合作 责编: 月松 作者: 黄锦忠 编者按：

目前中国制造业最重要的管理理论恐怕就要算"精益生产"了，无论是实施过程还是系统规划的最初阶段，这个理论都应该得到体现。 "精益生产"的概念源于上个世纪

六、七十年代的日本汽车制造业。正是这种概念的提出，使日本汽车业在与美国汽车业的竞争中占得了先机，它也因此成为了制造业的管理圣经，被制造业的管理者们所信奉。

目前中国制造业最重要的管理理论恐怕就要算"精益生产"了，无论是实施过程还是系统规划的最初阶段，这个理论都应该得到体现。

"精益生产"的概念源于上个世纪

六、七十年代的日本汽车制造业。正是这种概念的提出，使日本汽车业在与美国汽车业的竞争中占得了先机，它也因此成为了制造业的管理圣经，被制造业的管理者们所信奉。"精益生产"强调全员参与、团队合作，以消除生产过程中的一切浪费为出发点，追求零切换浪费、零库存、零缺陷;推行柔性化生产，通过看板管理等方式，进行生产现场的物流、生产节拍控制，实现车间物流平衡;推行全面质量管理，每一个人都参与每个生产环节的质量检测、控制。 MES"分解"生产计划

计划，是多数与ERP相关的信息系统的主要内容，比如销售预测、物料需求计划、采购计划等等。作为ERP的下层信息系统，MES的计划应来自上层ERP系统中的生产订单，并将其转为MES系统中的"生产任务单"，以在车间执行。MES要能够收集和统计生产任务的计划及执行情况数据，包括任务计划量、计划日期及执行完成量、完成日期。这就要求MES要回答"生产任务有多少量，安排在什么时候进行，计划什么时候完成?"，以及"生产任务安排在什么地方，由谁来执行?"，甚至是"生产任务最终在什么时候完成，完成情况怎么样，出现了何种异常?"等诸多问题。

看板管理乃 MES"核心" 作为"精益生产"的主要内容，看板管理可以对生产现场进行即时控制。看板是MES的一个基本功能，能在MES的"看板"中体现的数据包括线体生产情况(各线体及各工位)、质量预警、物料需求等。

MES看板包括四个部分：生产任务看板、各生产单位生产情况看板、质量看板和物料看板。其中生产任务看板包括生产任务号、班组、线体等元素。通过该看板，我们可以及时了解生产任务的投入、产出等情况;该看板也为生产的前期准备提供了信息，比如当天需要生产哪些产品，应该准备哪些物料、工艺文件、生产夹具等。 各生产单位生产情况看板，主要完成对生产节奏的控制。看板上体现各生产单位的投入和产出、不良率和直通率等质量情况等信息。通过这个看板，管理者可以对生产有问题，产出比较慢的生产单位进行加强，同时控制其上一个生产单位的产出，以免造成堆积，减小过分加工浪费、不平衡浪费、搬运浪费。

质量看板主要是体现各生产单位、各产品的生产质量信息。MES系统需及时、充分体现各生产单位、各产品的生产质量信息，以便生产人员进行了解和控制。对生产现场质量的及时了解控制，可以减小不良浪费，是实现全程质量管理(TQM)的一个重要环节。

物料看板则要求在"精益生产"的思想中，强调及时供应、物流平衡。如果车间现场物料管理不善，可能引起搬运浪费问题。在MES的物料看板中恰恰能体现各生产工位的物料耗用和需求情况，通过MES的物料看板，物料管理人员可以及时备料、送料，避免物料在产线的堆积和供应不及，减小搬运浪费。 MES 要让管理更精细

"精"，是"精益生产"对质量的要求。更进一步，这个精则体现在全程质量管理(TQM)的思想上，对于制造系统，则更注重生产这一过程。MES通过对产品生产过程中的质量信息收集，完成了产品生产周期内的质量跟踪，进而可以对生产的关键质量环节进行监控。除了对单个产品的生产质量信息收集外，MES还包括质量预警、质量分析、质量报告、原材料质量等质量管理功能。

有句大实话这样说："质量是生产出来的"，质量预警正是为实现这一思想应运而生的。对于制造业企业来说，加强对现场生产过程的质量控制是一项重要任务，为此MES就提供了"质量预警功能"。MES因此能够对现场的生产质量进行实时地收集、分析，当某项质量指标超出允许范围时，MES就会给出警告，提醒相关人员进行处理，避免"制造浪费"的进一步扩大。 质量分析使得MES可以完成重要不良项分析、产品生产质量趋势分析、生产单位的制造质量趋势分析等，这样的分析对车间下一步的生产安排具有重大的指导意义。

质量报告是生产部门绩效考核的一个关键指标。平时车间使用的一些纸质质量报表，如良品/不良品率、直通率，都可以通过MES得到，而MES可以更进一步做到更多维度、更细致。 原材料质量是指产品在使用某原材料后MES可以对其生产质量情况进行跟踪，以解决诸如某原材料是否会引起质量问题?会引起多大的质量问题?引起质量问题的某原材料被用于哪些产品上?等问题。 构造产品生命链

产品管理关注产品整个的生命周期，而MES也很关注生产生命这一过程。MES的产品架构会有别于PDM中的设计架构、ERP中的物料需求架构，不需要复杂的BOM层次，它以生产过程为主要思路，可以以生产段作为一个层次，每一层次又包含着所经过的生产过程、所使用的材料。在产品生产时，作为MES的基础模块，数据采集模块又完成了对产品生产信息的详细记录，构造了产品生产生命周期的一条完整信息链。从而在这条信息链上，可以正向查询产品的制造信息、物料信息、质量信息等等，又可以通过物料、质量、制造等具体信息反向追溯具体的产品。

第五篇：宇通客车MES系统介绍

彭慧

中国科学院沈阳自动化研究所

一、 项目背景

宇通客车是亚洲最大的客车生产企业，年产客车近3万辆，产值近百亿。 通过多年的努力，宇通客车信息化工作取得了长足的进展，到目前为止，企业成功的实施了SAP R/3系统，为企业管理能力的提升，提供了强有力的技术保障。

在成功实施了SAP之后，宇通人并没有满足，结合自己的实际需求，开始了MES的实施工作。为使企业早日成为数字化企业，进一步提高企业的核心竞争力，开始了新的征程。

在全面了解MES的理念、技术的前提下，在综合考察了汽车行业实施MES取得的成功经验及失败教训的基础上，结合企业自身的实际需求及客车制造行业本身的特点，确定先从客车生产过程追踪入手，开始宇通客车MES的实施工作，在实现全公司范围客车总装生产过程追踪的基础上，以生产工艺过程最为复杂的涂装生产为对象，开发宇通车间级的生产作业排产系统，在此基础上建立宇通客车生产指挥系统。经过慎重考察比较，最终选择了中国科学院沈阳自动化研究所作为其MES实施伙伴。

中国科学院沈阳自动化研究所是国立的科研机构，致力为企业提供先进制造领域的关键技术、整体解决方案。沈阳自动化研究所自九十年代中期开始了MES方面的研究、开发、及工程应用工作。在汽车、冶金、烟朝等行业取得了十余项成功的应用案例，具有丰富的MES实施经验，是国内领先的MES全套解决方案供应商。

二、 项目需求

在宇通客车确定了实施MES的战略目标后，如何确定具体的实施策略，就成为宇通客车与MES解决方案供应商面对的首要问题。

虽然同属汽车行业，但客车生产与轿车生产存在极大的不同。客车生产是一个人工密集、资金密集、技术密集的行业。客车生产以手工制造为主，自动化程度较低。客车生产定制化程度高，属于多品种小批量的生产方式。客车生产工艺复杂，特别是涂装生产。客车生产周期长，一般从焊装开始到试交入库，需要一周左右的时长。

在焊装阶段一般采用流水线的生产组织方式;但到了涂装阶段，一般则采用抽屉式的生产组织方式，车动人亦动;之后在总装阶段，采用流水线的生产组织方式;而之后的铺椅、试交阶段，则采用以生产工位为核心的组织方式，同样车动人亦动。总体而言，客车生产，由于生产方式及生产工艺的特殊性，生产组织形式完全不同于轿车生产，是以流水线生产为辅，以工位生产为主的生产模式。

正是由于客车生产组织方式的特殊性，为客车生产管理增加了极大的复杂性，使得客车生产MES，同轿车生产相比有了很大的不同。为客车生产过程追踪，生产作业计划的编制，生产指挥调度等MES管理功能的实现，带来了极大的挑战。

在实际生产管理中，经常出现：人找不到车，车找不到人;有车无盘，有盘无车;有位无车，有车无位;有车无料，有料无车等现象。现场生产管理的混乱，使得客车生产指挥调度无准确的依据，生产效率不高，交货期延长，物料供给不及时，出现错漏装现象…… ，等等。

通过我们对宇通客车MES深入仔细的分析，我们认为，客车生产过程追踪，是宇通MES的基础，是全面实施宇通MES的关键所在，也是生产管理人员最急迫得需求。

在解决客车生产过程追踪的基础上，如为客车生产提供一个精确的，细道作业工序、生产班组及设备的生产作业计划，使得客车生产过程变得更为有序，成为宇通客车面临的又一个亟待解决的问题。

三、 解决方案

1、 总体思路 1.1 生产过程追踪

由于客车生产是一种开放式的、非流水线的生产方式，且生产工位与生产工艺阶段不存在严格的一一对应关系，因而若实施客车生产过程追踪，必须首先实现客车生产中的车辆位置追踪;在位置追踪的基础上，实现生产工艺阶段的追踪;以及在此基础上实现生产质量追踪，生产人员追踪，物料追溯等MES功能。

所以，客车生产追踪的核心是车辆位置追踪。

为了实现车辆位置追踪，我们依据宇通的生产现状，以及宇通MES的总体规划，将宇通客车占地约百万平米的生产场地，划分为四百个左右的位置区域，覆盖了宇通客车的焊装、涂装、承装、铺椅、试交、入库等绝大部分生产过程。区域可分为两大类，一类是工作区域，用于客车生产;另一类是辅助区域，用于车辆暂存及异常处理。

其中，将焊装生产车间划分为8个生产区域(每条线2个)，5个辅助区域(每条线各一个，设置了一个公用辅区)。8各生产区域设置了8个信息采集点，每条线头尾各一个。5个辅助区域，各设置一个信息采集点。

考虑到下一阶段的生产指挥调度的需求及涂装得抽屉式生产方式特点，涂装生产车间生产场地划分为近235个生产区域，每个区域设置一个信息采集点。

承装生产车间的生产场地则划分为31个生产区域，其中，与涂装得交接区及生产准备区17个，装配生产区8个，辅助工作区6个。每个区域设置一个信息采集点。

考虑到下一阶段的生产指挥调度的需求及铺椅试交开放式的生产方式特点，铺椅试交工作场地，则划分为40个工作区，54个辅助工作区。每个区域设置一个信息采集点。

在车辆位置追踪的基础上，我们定义了车辆每个工艺阶段的标准操作，如开工、完工，异常等等。

上图为试交工段区域划分及采集点配置示意图 1.2 客车生产作业计划的排产

以涂装生产为例，涂装生产大致需要三十个左右的工序，每个工序，依据生产能力配备的不同，配备一到四个班组，每天生产80-140辆客车，每一辆车依据其工艺要求，车型的不同，及使用的生产设备不同，其工时皆不尽相同。同时还用遵循各种生产作业规则及约束。

通常的生产排产方式有基于某种数学模型的数学规划法、启发式规则法、系统仿真法、人工智能方法 。考虑到宇通生产过程复杂性，流程的多变性，计算的复杂性，及系统的灵活性，以及排产的实时性等因素，我们确定采用基于基于规则的排产方法。为了缩短生产周期，我们采用了依据交货时间倒排的生产模式。

2、 系统功能 2.1 与SAP集成

接受SAP给出的车辆生产作业计划，并将车辆生产作业完工情况回报给SAP。 2.2 车辆位置及作业进度数据采集

 焊装车辆位置及作业进度数据采集  涂装车辆位置及作业进度数据采集  承装流水线位置及作业进度数据采集

 铺椅位置及作业进度数据采集  检车位置及作业进度数据采集  淋雨位置及作业进度数据采集  路试位置及作业进度数据采集  生产处维修组位置及作业进度数据采集  底盘维修组位置及作业进度数据采集

 打阻尼胶位置及作业进度数据采集  复检交车位置及作业进度数据采集  交车入库位置及作业进度数据采集 2.3条码数据打印

 车工号条码标签打印  位置条码标签打印  工艺条码标签打印  班组条码打印  人员条码打印 2.4 PDA通讯服务 2.5 生产作业过程追踪 2.6 车辆追踪结果显示

 厂级车辆追踪结果查询显示  车间级车辆追踪结果查询显示 2.7 生产统计  厂级生产统计  车间级生产统计 2.7 涂装生产排产

3、 实现技术方案 3.1 数据采集方案

在综合比较了条码、RFID等追踪技术优缺点、实施可行性、实用性的前提下，确定采用条码追踪技术。

考虑到客车生产的开放式特点，数据采集设备选定了Motorola MC70无线手持PDA。为了降低投入，提高设备利用率，采用多个采集点复用设备的方案，最终配置了近百台数据采集终端。

条码标签采用普通的纸质介质。 3.2 无线通讯方案

考虑到PDA与AP通讯的不可靠性，采用了微软消息队列的通讯机制。同时也保证了追踪结果的一致性。 3.3 追踪与结果显示方案

追踪与追踪结果的查询显示，是本方案的技术核心。如何近可能实时准确记录下车辆的位置及生产状况，并实时将结果反馈给现场管理人员，是我们重点要考虑的问题。特别地要考虑到数十个客户端并发访问的问题。

本部分实现工作，我们采用了Ge Funac 用于车辆追踪的商品化平台软件——Cimplicity 及其Tracker组件。

Cimplicity是一个广泛用于汽车行业的生产监控SCADA软件平台，其内置的实时数据库，确保了在大量并发访问条件下客户端的实时性。

Tracker是一个专门用于离散制造业产品生产过程追踪的平台软件。利用该软件可以建立起企业的生产过程追踪模型，确保了追踪过程的可靠性及可扩展性。Tracker同时提供了丰富的基于组件的、面向对象的API接口，用于应用工程的定制化开发工作。

3.4 追踪系统总体结构

系统的总体结构如下图所示：

3.5 涂装作业排产实现

系统基于.NET平台开发，80辆车，经过涂装30道工序，每个工序1-4个工位，排产一编所需时间，大约为5分钟左右。

四、 实施结果

系统经过三个月左右的开发，追踪系统2008年11月顺利上线运行。

通过近400个工作区及辅助区的划分，MES系统可以实时准确地追踪到每一辆车的位置，实时展示出每一辆客车的生产状态。为生产管理人员的生产指挥工作提供了有力支撑;亦为物料配送人员的配送工作提供了准确的依据;同时亦为生产过程的持续改进，提供了数量化的客观标准。

排产系统经过五个月作用的开发，目前已进入试运行阶段。

上图为公司级生产追踪结果显示画面