MES的前世今生

前面的文章大體介紹了TOC下的低結(jié)存，計(jì)劃統(tǒng)一性原則，列隊(duì)生產(chǎn)，日結(jié)日清，品質(zhì)問(wèn)題碎片化等，有很多朋友問(wèn)是否基石公司不再做數(shù)字化，而做流程梳理，非也！

其實(shí)所有不同的制造業(yè)生產(chǎn)方式都有底層的制造業(yè)理論，TOC是適合流程行業(yè)和離散制造業(yè)在工作方法上統(tǒng)一思想、集中目標(biāo)、關(guān)注重點(diǎn)，而數(shù)字化幫助流程行業(yè)和離散制造業(yè)暴露所有問(wèn)題，讓大家更容易集中目標(biāo)、關(guān)注重點(diǎn)。說(shuō)到數(shù)字化，很多人就自然而然想到MES系統(tǒng)，那我們就從MES開(kāi)始聊聊。

30年前，MES系統(tǒng)就被美國(guó)人提出，當(dāng)然這和流程行業(yè)及離散制造業(yè)的汽車(chē)、半導(dǎo)體、航天航空的發(fā)展一直是伴生狀態(tài)。

MES的出現(xiàn)也是制造業(yè)的必然過(guò)程，是通向數(shù)字化和智能制造的重要橋梁。

百度百科中對(duì)MES的定義是：在1990年美國(guó)先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR（Advanced Manufacturing Research）提出來(lái)MES架構(gòu)，將MES定義為“位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)”，它為操作人員/管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶(hù)需求等)的當(dāng)前狀態(tài)。

制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)(Manufacturing Execution System Association，MESA)對(duì)MES所下的定義：“MES能通過(guò)信息傳遞對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。

當(dāng)工廠發(fā)生實(shí)時(shí)事件時(shí)，MES能對(duì)此及時(shí)做出反應(yīng)、報(bào)告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理。

這種對(duì)狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒(méi)有附加值的活動(dòng)，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程，從而使其既能提高工廠及時(shí)交貨能力，改善物料的流通性能，又能提高生產(chǎn)回報(bào)率。

MES還通過(guò)雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。

隨后國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISA（Instrument Society of America），定義了企業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與工廠車(chē)間級(jí)控制系統(tǒng)相集成時(shí)所使用的術(shù)語(yǔ)和模型，用于描述和標(biāo)準(zhǔn)化這類(lèi)軟件系統(tǒng)，記錄在ISA-95國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)企業(yè)層次的劃分、制造運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程的一般活動(dòng)、MES功能模型等，都進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。

隨后國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISA（Instrument Society of America），定義了企業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與工廠車(chē)間級(jí)控制系統(tǒng)相集成時(shí)所使用的術(shù)語(yǔ)和模型，用于描述和標(biāo)準(zhǔn)化這類(lèi)軟件系統(tǒng)，記錄在ISA-95國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)企業(yè)層次的劃分、制造運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程的一般活動(dòng)、MES功能模型等，都進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。

MESA在MES定義中強(qiáng)調(diào)了以下三點(diǎn)：

（1）MES是對(duì)整個(gè)車(chē)間制造過(guò)程的優(yōu)化，而不是單一的解決某個(gè)生產(chǎn)瓶頸；

（2）MES必須提供實(shí)時(shí)收集生產(chǎn)過(guò)程中數(shù)據(jù)的功能，并作出相應(yīng)的分析和處理。

（3）MES需要與計(jì)劃層和控制層進(jìn)行信息交互，通過(guò)企業(yè)的連續(xù)信息流來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息全集成。

但是，我們連載第三篇聊過(guò)，TOC理論是作用點(diǎn)理論，而全廠全工序的優(yōu)化，對(duì)于企業(yè)整體效益沒(méi)有太大幫助。

因此實(shí)際上MES無(wú)法從根本上達(dá)到制造過(guò)程優(yōu)化的效果，IT人員寫(xiě)的MES系統(tǒng)更達(dá)不到這個(gè)效果。

如何在MES中加入TOC的方法，來(lái)提升企業(yè)整體效益，我們后續(xù)詳談。

MES定義的其他兩點(diǎn)，都是主張需要實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，打通計(jì)劃層、控制層信息流，這一點(diǎn)與我們現(xiàn)在談?wù)摰臄?shù)字化、大數(shù)據(jù)以及智能制造有密切的關(guān)系，數(shù)字化才是目前智能制造發(fā)展的必經(jīng)之路。

言歸正傳，先說(shuō)說(shuō)流程連續(xù)行業(yè)的MES。流程連續(xù)行業(yè)主要包括：能源發(fā)電、水處理、石化、化工日化、金屬冶煉、食品飲料、醫(yī)藥、水泥玻璃造紙的前制程等。
因?yàn)榱鞒绦袠I(yè)產(chǎn)品相對(duì)單一，批量大，不容易停線，所以計(jì)劃相對(duì)單一，大部分是MTS的生產(chǎn)方式，計(jì)劃的單一性對(duì)MES來(lái)說(shuō)是容易實(shí)現(xiàn)。

而且像電力行業(yè)，由電網(wǎng)的AGC統(tǒng)一調(diào)度不同的發(fā)電企業(yè)，生產(chǎn)計(jì)劃并非真正的“生產(chǎn)”計(jì)劃，而是設(shè)備維保計(jì)劃。

在工藝方面，因?yàn)榱鞒绦袠I(yè)在設(shè)計(jì)之初他已經(jīng)確定了工藝和產(chǎn)品，所以流程行業(yè)帶有EPC工程總包性質(zhì)，不存在大的工藝變更問(wèn)題，主要是產(chǎn)品細(xì)分中存在配方相關(guān)的工藝參數(shù)改變和控制參數(shù)的調(diào)整，一般會(huì)有專(zhuān)門(mén)的批次控制系統(tǒng)（Batch Control System）來(lái)進(jìn)行管理。

生產(chǎn)過(guò)程中，流程行業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度都很高，通常采用DCS系統(tǒng)或多個(gè)PLC+SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成，主要的生產(chǎn)流程中所有設(shè)備都統(tǒng)一在一套PCS系統(tǒng)中監(jiān)視與控制，設(shè)備大部分使用周期長(zhǎng)，折舊年限也長(zhǎng)，設(shè)備穩(wěn)定高。

DCS系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)，定時(shí)就能自動(dòng)打印生產(chǎn)報(bào)表，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口上傳MES、ERP，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)接。

流程行業(yè)的特性決定了MES的行業(yè)化，規(guī)?；褂?，應(yīng)用和發(fā)展都比較好，他的行業(yè)特性使得MES和計(jì)劃之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性不高，生產(chǎn)連續(xù)，計(jì)劃排產(chǎn)可以不需要強(qiáng)實(shí)時(shí)，可以做周和月計(jì)劃，而且流程行業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)，像化工生產(chǎn)，原料投入反應(yīng)釜，定時(shí)生產(chǎn)后，必須出爐，裝罐，基本不可能存在在制品結(jié)存，因此，自然而然的達(dá)到了低結(jié)存，計(jì)劃統(tǒng)一性原則，列隊(duì)生產(chǎn)，日結(jié)日清（生產(chǎn)周期長(zhǎng)的，就周結(jié)周清、月結(jié)月清）。

加上流程行業(yè)都是財(cái)大氣粗的公司，對(duì)生產(chǎn)自動(dòng)化（DCS、PLC，SCADA）等投入很高，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備及各種生產(chǎn)系統(tǒng)在做EPC設(shè)計(jì)或者招投標(biāo)時(shí)，對(duì)接口協(xié)議都有明確的規(guī)范，所以流程行業(yè)的MES對(duì)設(shè)備及運(yùn)行數(shù)據(jù)的對(duì)接及上傳相對(duì)容易。

在流程行業(yè)從ERP到MES再到DCS或者SCADA他們的分工其實(shí)很明確，特別流程行業(yè)的ERP其實(shí)不需要管理太多物料資源計(jì)劃（MRP）的內(nèi)容，ERP的功能更趨向于平面信息化，MES也更偏向MIS類(lèi)的管理系統(tǒng)，與ERP的信息化更多的是補(bǔ)充，同樣在DCS系統(tǒng)或者SCADA上面也是調(diào)用數(shù)據(jù)，最多在MES定位上做些工藝配方的管理，與PLM、PDM一類(lèi)的產(chǎn)品研發(fā)系統(tǒng)對(duì)接。

下一篇，我們著重聊聊離散行業(yè)，特別是離散長(zhǎng)流程行業(yè)的MES。