MES系统未来的发展及应用

MES 系统未来的发展及应用

杨乐

南京技师学院 江苏 南京 210033

摘要：MES作为智能工厂的重要组成，是智能制造的核心。本文从MES系统技术简介着手，分析了MES系统的未来发展趋势，并对MES系统的具体应用展开探讨。

关键词：MES系统；智能制造；发展趋势

MES系统是智能制造的“最后一公里”工程，与企业的生产计划排程、设备协作、资源调度和管理、生产流程等有着密切关联，若企业无法及时获取信息，并在更深层次上对信息进行加工判断，则不利于智能化改造。为此，本文拟就MES系统未来的发展及应用展开分析。

一、MES系统技术简介

国际制造执行系统协会对MES的定义为：提供从订单投入到产品完成的生产活动所需信息。MES能够运用准确、及时的信息，对工厂活动予以指导、响应、记录，提高运作效率，降低非增值活动^[1]。同时，MES不仅能够优化设备投资回报率，还能够提高现金流绩效、促进库存周转以及及时交货，在企业和供应链间提供生产活动基础信息。总的来说，MES的开发、设计及实施，均是以企业生产为核心，从而为企业带来效益的价值增值过程。

二、MES系统的未来发展趋势

1.模型驱动

目前，MES系统与Digi-tal Twin（数字化映射）、工业大数据、CPS系统以及物联网应用等技术存在交叉，自身也在不断发展，为了充分发挥MES系统的效用，不仅需要构建适合企业发展的MES软件平台，以满足企业个性化需求，更要专业的服务伙伴，促进MES系统落地，构建适应发展需求的智能化转型发展战略。

在数据驱动的时代背景下，MES核心功能可对企业生产经营过程予以全息建模，其他功能，如计划执行情况统计、设备监控、质量管理、过程监控等，只是生产工厂模型在MES中的基本应用，而其核心应是全息建模，促进数据驱动的智能化发展。人儿，全能的工厂全息模型搭建费用极高，通常用于某项自动化信息的全部信息，但是MES的未来发展趋势仍是全息建模，从而支持无人工厂的运行，比如只有达到厘米级别的地图数据，方可实现自动汽车驾驶^[2]。

2.模型驱动MES系统特点

基于全息建模，可实现企业层面的管理控制、车间执行、过程控制及底层设备等无缝一体化信息系统，继而实现生产工程的少人化或无人化。例如自动化生产的设备，包括更换装置、交换装置、检具、柔性自动装夹具、储存装置、自动寻址装置、机器人以及数控机床等，实现在线监控设备，提升设备智能化水平。比如运用连线组网技术，连线设备，构建自动化生产有机整体，如FA、FML及FMS等数据共享，实现MES系统与设备之间实时控制。

自动化控制和管理技术的应用，包括生产系统仿真技术、生产规则和动态调度控制技术以及分布式数据控制技术等，实现管理智能化。

3.及时精准采集数据

对于我国大部分的企业而言，MES系统建设，仍是以及时精准采集数据为核心任务，规范企业生产过程，作为MES有效运行的基础。MES系统的计划执行、设备监控、质量管理以及过程监控等，均需要基于数据实现，可以说，数据采集的广度与深度，将直接决定各模块功能的实现效果，促进维护管理智能化及运行下欧共，降低设备故障，优化生产过程

当然，依据经营目标实现数据共享也极为必要，只有数据共享，才能最大程度上发挥其价值，将数据转化为逻辑处理步骤，并作为生产过程使用的信息，具体操作思路如下：获取→效验→分类→排序→分析→总结→计算→储存→重新获取→复制→传播→使用，在当下的云计算、物联网技术、区块链技术等推动下，及时精准采集数据将会明显提升，也会作为未来MES系统的发展主流。

三、MES系统的应用

1.设备管理

在MES系统中，可以实现设备信息的自动采集，如生产合格率、产值及稼动率等，通过PLC技术，完成设备互联，由工作人员远程控制生产设备。

2.产品追踪

MES系统可追溯和记录产品返修、销售配发、物料供应及产品生产，对不合格产品进行快速定位，任何出厂产品，均能够标记序列号，并在系统中录入二维码及条形码，待录入完毕后，只要通过扫码编能够获取产品相关信息，而且，利用查询窗口，通过输入发货日期、产品编号、生产日期以及产品序列号等，即可获取产品详细信息，便于了解产品的走向，并对不合格产品予以及时召回。

3.质量管理

利用产品追踪，确保了产品生产质量，MES系统采用SPC、QC等予以质量分析，成本分析及效益分析，定量质量标准。质量管理主要有两个方面，一方面是质量档案，通过MES系统录入产品质量问题，便于在完成各道工序后对不合格产品原因进行记录，并构建产品质量档案^[3]。另一方面是维修管理，对不合格产品及时召回，并进行维修，在MES系统中录入，并构建维修产品档案。

4.信息采集

MES可对自动化生产车间的底层操作控制面板、员工状态、库存物料、工序流程以及设备运行状态等信息予以采集，新物料上线后，可在线扫描物料条码、设备条码等，并对相关信息予以记录。

5.WIP管理

在供应链中，主要有不合格品、成品、半成品及原料等环节，其中，半成本的管理环节即WIP，可用于指导物料、设备及人员的协调，并根据工作状态，对生产现场予以可视化管理。当然，管理者还可以通过生产任务单号、单元以及生产线别，了解各工序、仓库的产品信息。对于供应商而言，可以实时获取生产线消耗原料数量、库存数量，并对其予以动态填补，实现拉动式JIT管理，对于客户而言，可能够实时查询生产进度。

结论：综上所述，在21世纪的今天，企业若想赢得用户和市场，则必须要以先进的技术为基础，我国制造业领域的传统生产现场管理仅仅是“黑箱作业”，已不满足多样化的竞争需要，无法及时找出产品的问题所在，MES系统则刚好可弥补该空白，通过负责调度执行、生产管理，提供统一平台上集成生产调度、文档管理、质量控制等功能，并利用大数据、区块链技术等先进技术，促进我国智能制造产业的发展。

参考文献：

[1]张道弘.基于MES系统实现智慧工厂的解决方案[J].建材世界,2019,204(05):132-135.

[2]丛力群,毕英杰.打造数字化协同制造企业——MES未来发展的新方向[J].自动化仪表,2010.

[3]卢光明.当前我国制造执行系统(MES)存在的问题及发展趋势分析[J].电子世界,2018,000(004):115-120.