制造执行系统MES选型与实施指南第二版简版.pdf

1、制造执行系统（MES）选型与实施指南（第二版）简版简版制造执行系统（MES）选型实施指南（第二版）1目录目录绪论.81.MES 的定义与发展.121.1MES 的发展历程.121.2MES的定义.131.3 中国“智”造浪潮下的新契机.151.4MES 技术与发展趋势.162.企业对 MES 系统的功能需求182.1MES 系统特点分析182.2MES 系统需要具备的基本性能.182.3MES系统涉及的基础数据.192.4ME 系统需要实现的核心功能.202.5MES 系统数据采集业务需求.232.6MES系统与其他系统的集成分析.263.典型行业 MES 需求要点303.1各行业MES需求差

2、异综述.303.2 电子行业需求要点分析.343.2.1 电子行业生产管理特点343.2.2 电子行业合规性.363.2.3 电子行业典型加工工艺路线图以某电子中间产品制造企业为例.363.2.4 电子行业 MES 需求分析.383.2.5 电子行业 MES 应用案例.403.2.6 总结.423.3 食品饮料行业需求要点分析.433.3.1 食品饮料行业生产管理特点.433.3.2 食品饮料行业合规性.453.3.3食品饮料行业典型加工工艺路线以某乳品企业为例453.3.4 食品饮料行业 MES需求分析.473.3.5 食品饮料行业 MES 应用案例.503.3.6 小结.513.4 钢铁行

3、业需求要点分析.523.4.1 钢铁行业生产管理特点.523.4.2 钢铁行业合规性.533.4.3 钢铁行业典型加工工艺路线图以某钢铁厂为例.543.4.4 钢铁行业 MES 需求分析.553.4.5 钢铁行业 MES 应用案例.583.4.6 小结.593.5 石化行业需求要点分析.603.5.1 石化行业生产管理特点.603.5.2 石化行业合规性.6123.5.3 石化行业典型加工工艺路线以某大型石化公司为例.623.5.4 石化行业 MES 需求分析.643.5.5 石化行业 MES 应用案例.663.5.6 小结.683.6 汽车行业需求要点分析.683.6.1 汽车行业生产管理特

4、点.683.6.2 汽车行业合规性.703.6.3 汽车行业典型加工工艺路线以某乘用车企业为例.713.6.4 汽车行业 MES 需求分析.723.6.5 汽车行业 MES 应用案例.743.6.6 小结.763.7 机械装备行业需求要点分析.763.7.1 机械装备行业生产管理特点.763.7.2机械装备行业合规性.783.7.3 机械装备行业典型加工工艺路线以某工程机械制造企业为例.793.7.4机械装备行业MES需求分析.803.7.5 机械装备行业应用案例.823.7.6 小结.853.8 服装行业需求要点分析.853.8.1 服装行业生产管理特点.853.8.2 服装行业合规性.87

5、3.8.3 服装行业典型加工工艺路线图以某牛仔裤企业为例.883.8.4 服装行业 MES 需求分析.893.8.5 服装行业 MES 应用案例.913.8.6 小结.933.9医药行业需求要点分析.933.9.1 医药行业生产管理特点.933.9.2 医药行业合规性.953.9.3 医药行业典型加工工艺路线图以某医药制造企业为例.963.9.4 医药行业 MES 需求分析.973.9.5 医药行业 MES 应用案例.993.9.6 总结.1024.MES 市场发展综述.1034.1MES 厂商分类.1034.2 中国 MES 市场厂商分析.1054.3 中国 MES 市场主流厂商技术特点分析

6、1184.4 中国 MES 市场存在的问题.1245.MES 应用实施分析.1255.1 概述.1255.2MES 系统的需求分析方法.126制造执行系统（MES）选型实施指南（第二版）35.2.1MES 需求分析误区分析.1265.2.2MES 需求分析范例.1275.2.3MES 实施阶段划分.1305.3MES 选型要点分析.1315.3.1MES 选型流程.1315.3.2MES 招标文件要点分析.1325.3.3MES 技术评标要点分析.1345.3.4MES 合同签署要点分析.1375.4MES 系统实施难点及要点分析.1405.4.1 系统实施难点.1405.4.2 详细需求分析

7、.1415.4.3 需求变更管理.1435.4.4 二次开发管理.1435.4.5上线前策划.1445.4.6 项目验收.1456.MES 应用成熟度分析.1477.MES 典型案例分析.1497.1MES 助推江铃汽车生产精益化进程.1497.2FTPC MES系统助力宝沃汽车重塑经典.1527.3 李尔上海：找寻制程管控最优解.156附录 1MES 相关名词解释.161附录 2MES 主流厂商、产品与解决方案介绍.162附 2.1 罗克韦尔 MES 解决方案介绍.162附 2.2 元工国际MES 解决方案介绍.165附 2.3 易往信息 MES 解决方案介绍.169附 2.4 爱捷仕 ME

8、S 解决方案介绍.173附 2.5 赛意信息科技 MES 解决方案介绍.177附 2.6 虎蜥 MES 解决方案介绍.178附 2.7 兰光创新 MES 解决方案介绍.179附 2.8 鑫海智桥 MES 解决方案介绍.180附 2.9 佰思杰 MES 解决方案介绍.181附 2.10 华宏信达 MES 解决方案介绍.182附 2.11 汉思 MES 解决方案介绍.183附 2.12 大连华铁海兴 MES 解决方案介绍.184附 2.13 MPDV MES解决方案介绍.185附 2.14 东尚信息 MES 解决方案介绍.186图目录图目录图 1 MES 功能模型.20图 2 离散制造企业数据采集

9、应用方案.254图 3 MES 与各系统之间的关系.26图 4 PCBA 工艺流程图.37图 5 三防工艺流程图.38图 6 某乳品企业工艺流程.46图 7 钢铁生产典型工艺流程.55图 8 典型油由原油炼制工艺流程.63图 9 某化肥产品典型工艺.64图 10 总装车间工艺流程.71图 11 工程机械产业链.77图 12 某工程机械制造企业工艺路线图.80图 13 软件系统及应用的总体结构.83图 14制衣阶段的工艺流程图.89图 15 片剂生产工艺流程框图及环境区域划分.97图 16ERP、MES、SCADA 系统关系图.100图 17 某电子企业 MES 整体框图.127图 18 与 M

10、ES 相关联的系统分析.129图 19 其他系统与 MES 在计划领域的边界划分范例.130图 20 MES 的实施阶段.131图 21 MES 典型的招标流程.132图 22 MES 深化应用五级成熟度模型.147图 23 EW-MES 功能架构150图 24 JMC MES 与其他系统的集成.151图 25 宝沃汽车生产现场的多车型装备.153图 26 中控室 CCR 及现场 ANDON 屏.155图 27 产线运行数据看板.159图 28 元工智造.166图 29 元工客户.167图 30 元工国际资质.168图 31 EW-MES 功能架构图.170图 32 EW-APS 精益生产运行

11、管理平台.171图33EW-APS精益生产运行管理平台生态链.172图 34 EW-APS 精益生产运行管理平台总体框架.172图 35 EW-APS 精益生产运行管理平台-定位.172图 40 ES-MES 功能架构.186表目录表目录表 1 APS 需要的基础数据.27表 2 流程制造业与离散制造业的 MES 应用对比分析.30表 3 MES 行业个性化需求差异表.32制造执行系统（MES）选型实施指南（第二版）5表 4 产业链上的产品制造特点对比.34表 5 乳品行业典型工艺流程.46表 6 汽车零部件产品分类.68表 7 中国 MES 市场厂商（国外）分析表（按字母顺序排列）.105表

12、 8 中国 MES 市场厂商（国内）分析表（按字母顺序排列）.108表 9各厂商产品技术对比表.122表 10 各厂商的优势分析.123表11MES详细系统功能描述样例.128表 12 技术偏离表.134表 13 MES 现场评标评估表.136表14 输出格式.141表 15 二次开发周报样例.144表16 MES上线前的评估项目.145表 17 某 MES 项目一期验收文档样例.1466绪论绪论中国制造 2025是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，以推进智能制造为主攻方向，以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才

13、培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。这一战略的提出将智能制造推到了热潮的顶端。对于制造企业而言，迈向智能制造是一个长期的目标，因此必须理性地选择适合企业实际情况的路径。在这一过程中信息化的支撑作用毋庸置疑，但制造业信息化应用过程伴随着信息技术的迅速发展，制造业信息化是一个复杂的系统工程。在管理信息化应用领域，ERP应用初步解决了企业级的管理问题。但是，车间生产信息得不到及时反馈，现场数据采集无法实现实时，车间生产效率无法统计等管理“黑箱”问题凸显：车间管理者和企业管理人员不能实时、透明地了解生产线上的实际状况，虽然企业的 ERP 系统下达了生产计

14、划，但是计划的有效执行却依然难以保证。加工信息不能及时反馈，包括在制品加工信息和工位状态信息等。车间在制品的收、发以及工序间的搬运明细无法统计，从而导致在制品库存积压，增加了库存资金占用。无法对产品质量指标进行在线检测、统计、显示，尚未建立产品质量追溯体系。无法收集与核算企业各生产工序的成本，以及通过对生产成本的控制，优化资金流，实时得到动态成本信息。难以实时地采集生产过程的相关信息，如进度信息、关键质量信息等，因此无法快速地对生产变动做出响应。无法对设备进行实时监控，防止设备突发故障。车间工人的生产效率无法统计，人力成本无法准确掌握。到底生产现场发生了什么？制造过程的“黑箱”已经蒙住了管理层

15、的眼睛，束缚了管理层的手脚。长期实践表明，信息化深化应用是制造企业实现自主创新和转型升级的必要支撑。制造业信息化是一个长期的过程，经历了从单元应用、部门应用到企业级应用的过程。很多企业的生产车间虽然实现了自动化和规范化管理，但是还缺乏信息系统的支撑，导致 ERP 应用过程中，生产计划下达之后的执行情况不能及时反馈，使 ERP 难以真正实现对企业的实时管控，也难以实现对生产过程的追溯。同时，由于缺乏信息化应用系统，车间的工人、设备、物料等资源还不能被合理调度，导致车间的生产效率不高，生产质量也得不到根本保障。在这种背景下，制造执行系统（Manufacturing Execution System

16、，MES）迅速在我国制造企业中“升温”。总的来说，MES 系统能在以下方面提升企业的管理水平：透明化生产透明化生产：通过实时数据采集，及时了解车间的生产情况以及质量状况，将生产制造执行系统（MES）选型实施指南（第二版）7计划的执行及时反馈给 ERP，打开生产过程中的“黑箱”。敏捷性生产敏捷性生产：掌控所有的生产资源，包括设备、人员、物料信息等，能快速应对生产现场紧急状况，对生产作业计划进行调整并合理调度保证生产顺利进行。生产可追溯：生产可追溯：建立完整的生产数据档案，形成全面的正反向追溯体系，界定责任、减少召回损失。生产质量改善生产质量改善：实时采集生产过程中的质量数据，关注事中控制，事后分

17、析，从而持续改善产品质量。及时预警及时预警：自定义各项生产指标，实时监控指标执行情况，以邮件、短信、看板等多种方式实时主动知会生产中的异常状况，提前发现、及时处理、减少损失。绩效分析绩效分析：对生产绩效、人员绩效、设备绩效进行分析，为车间、工厂乃至整个集团绩效的改善提供依据。据 e-works Research 发布的中国制造执行系统（MES）市场研究发展报告的研究表明，中国制造企业对 MES 的投资迫切，重视程度也相当的高，但是另一方面也发现企业对于 MES 仍然缺乏理性的认识，对于需求的把握还有待提升。企业在 MES 实施及应用过程中不可避免地面临以下问题：需求不清需求不清：由于对 MES

18、 的理解有限，导致对于 MES 的需求难以准确把握，或需求含糊。希望过高：希望过高：认为 MES 是万灵药，能解决之前其他系统实施时遗留的难题，如信息及时反馈、质量管理、高级计划排程等，但理想与现实存在较大差距。边界不清边界不清：MES 在功能上与其他信息系统在功能上有一些重叠，如何界定不同系统之间的边界？MES 又该如何与下、上层系统之间集成？重点含糊：重点含糊：MES 有 11 个标准模块，哪些模块是关键，实施先后如何？个性淹没个性淹没：生产模式的个性决定了，MES 需求出呈现很强的行业特点。如何在不失先进性的同时有效把握自身的个性化需求？选型难定：选型难定：面对众多不同的 MES 解决方

19、案，企业如何拨开迷雾，进行科学选型？准备不足准备不足：MES 是需要大量的基础数据来支撑的，而且很多数据是需要从前期的信息系统中获得，由于准备不足，随着 MES 实施的深入，相关问题集中爆发。评估缺失：评估缺失：缺乏合理的、科学的 MES 应用评估体系，价值难以凸显，持续深化应用乏力。一些 MES 供应商虽然对 MES 的相关理论及自身产品非常熟悉，但是对制造企业的真正需求缺乏理解和分析。销售人员为了获得订单，盲目承诺满足企业的功能需求，导致实施过程中才发现系统满足不了客户的需求，需要进行大量二次开发，增加了实施成本。上述问题成为企业实施和应用 MES 的障碍，甚至直接导致了企业 MES 项目

20、流产。2013 年时值 MES 刚刚起步阶段，很多企业还处于概念理解、需求认知和应用摸索阶段。e-works Research 积聚业内专家资源、深入了解企业需求、洞察主流供应商技术发展趋势的基础上，站在中立、客观、全面的角度，曾发布了制造执行系统（MES）选型与实施指南，得到了业内以及广大企业的一致好评，至今依旧得到广大读者追捧。鉴于当前，我国 MES 的应用正处在快速成长和发展时期。但是，企业面对 MES 还有很多待解的难题，因此，e-works Research 继 2014 年成功发布制造执行系统(MES)选型与实8施指南之后，正式发布制造执行系统（MES）选型与实施指南（第二版），一

21、方面，体现 MES 领域技术的最新发展和变化；另一方面，帮助企业加深对 MES 系统的认知，帮助企业正确认识、选择、实施、应用 MES。本指南（第二版）的内容和结构划分为：第 1 章 MES 的定义与发展。正本清源，介绍 MES 的定义与 MES 的背景和发展历程，阐述 e-works Research 对 MES 的理解。解析了 MES 新技术的发展以及在智能制造背景之下MES 应用对于企业的现实意义。第 2 章 企业对 MES 系统的功能需求。本章阐述 MES 系统应该具备的基本性能、涉及的基础数据、核心功能以及 MES 与其他系统之间的集成关系。第 3 章 典型行业 MES 需求要点。不

22、同行业、不同企业对 MES 的功能需求有很大的不同，本章挑选了电子、食品饮料、钢铁、石化、汽车、机械装备（新增）、服装（新增）和医药（新增），八个有代表型的行业，分析每个行业的 MES 个性化需求。第 4 章 MES 市场发展综述。本章详细描述了中国 MES 市场的发展情况，对市场中的厂商进行了分类，并分析了主流厂商的技术特点。另外，针对多年来 MES 市场发展情况提出了对于 MES 市场生态的思考。第 5 章 MES 应用实施分析。本章详述阐述了企业在进行 MES 实施时应注意的问题、实施难点等，包括明确项目范围、形成项目团队、确定项目需求、合理选择供应商、有计划组织实施及实施上线后的定期评

23、估及持续优化等环节，并针对实施的难点进行了剖析。第 6 章 MES 应用成熟度分析。本章介绍了 MES 深化应用五级成熟度模型，每个级别MES 应用应达到的效果。第 7 章 MES 典型案例分析。本章选取了有代表性的 MES 应用案例，为不同行业的企业实施 MES 提供实例参考。附录 1 MES 相关名词解释。常用的 MES 名词解释。附录 2 MES 主流厂商、产品与解决方案介绍。介绍了国内外主流的 MES 产品和解决方案。本指南（第二版）在第一版基础上由 e-works Research 黄培、孙亚婷、张荷芳、梁曦、郑倩等进行修订。在此，谨向罗克韦尔自动化、元工国际、易往信息、爱捷仕、赛意

24、信息、北京虎蜥软件、兰光创新、鑫海智桥、佰思杰、北京华宏信达、福州汉思信息、大连华铁海兴、MPDV、东尚信息等专业厂商对本指南（第二版）撰写给予的支持表示感谢！制造执行系统（MES）选型实施指南（第二版）91.MES 的定义与发展的定义与发展1.2 MES 的定义的定义国外不同的组织和研究机构形成了很多 MES 的理论和体系，包括 MES 的定义、定位模型、功能模型、数据流模型，甚至实施方法模型，但是并没有统一。比较著名的有以下几个：1、AMR 对对 MES 的定义的定义美国先进制造研究机构 AMR 将 MES 定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”，为操

25、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、客户需求等方面）的当前状态。AMR 提出了决策层、执行层和控制层的企业信息集成三层业务模型：第一层决策层（ERP）主要为企业提供全面管理决策；第二层执行层（MES）主要负责车间级的协调、跟踪、发现并监控相关趋势；第三层控制层（SFC）直接负责工厂生产控制的环节。2、MESA 对对 MES 的定义的定义制造执行系统协会 MESA 对 MES 的定义为：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。当工厂里有实时事件发生时，MES 能对此及时做出反应、报告，并利用当前的准确数据对他们进行指导和处理。这种对

26、状态变化的迅速响应使得 MES 能够减少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 对 MES 的定义强调了以下三点：(1)MES 是对整个车间制造过程的优化，而不是单一解决某个生产瓶颈。(2)MES 必须提供实时收集生产过程数据的功能，并做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集成。3、ISA 对对 MES 的定义的定义美国标准化组织（ISA）从 19

27、97 年启动编制ISA-95 企业控制系统集成标准，其目的是建立企业信息系统的集成规范性，ISA-95 标准文件内容目前包含以下四个部分：第一部分：模型和术语（Models and Terminology）、第二部分：数据结构和属性（Data Structures andAttributes）、第三部分：制造业运作模型（Models of Manufacturing Operations）、第四部分：事务处理技术报告（Transactions Technical Report）。ISA-95 标准定义了企业级计划管理系统与工厂车间级控制系统进行集成时使用的术语和标准，其内容主要包括信息化和标准

28、化两个方面。ISA-95 所涉及的信息内容有产品定义信息、生产能力信息、生产进度信息、生产绩效信息。ISA-95 除了上述信息化内容之外，重要10组成部分就是生产对象的模型标准化。ISA-95 的生产对象模型根据功能分成了四类、九个模型，四类为资源、能力、产品定义和生产计划。九个模型分别是：资源包括人员、设备、材料和过程段对象；能力包括生产能力、过程段能力；产品定义包括产品定义信息；生产计划包括生产计划和生产性能。这九个模型内容构成了 ISA-95 基本模型框架。4、NIST 对对 MES 的定义的定义美国国家标准研究院（NIST）有关 MES 的定义是：为使从接受订货到制成最终产品全过程的管

29、理活动得以优化，采集硬件、软件的各种数据和状态信息。5、我国信息产业部发布的中国电子行业我国信息产业部发布的中国电子行业 MES 规范规范2006 年，我国信息产业部发布了中国电子行业 MES 规范，规范中援引了 MESA 对 MES的定义。6、e-works Research 对对 MES 的理解的理解MES 的本质是什么？e-works Research 认为，MES 是一套对生产现场综合管理的集成系统。MES 用集成的思想替代原来的设备管理、质量管理、生产排程、DNC、数据采集软件等车间需要使用的孤立软件系统。MES 在信息化系统中具有承上启下的作用，是一个信息枢纽，强调信息的实时性。M

30、ES 从生产计划的执行、生产过程的追溯、设备的正常高效使用、保证产品质量、进行工人排班及合理激励等多个维度对生产现场进行集成管理。不同行业、不同生产模式的企业，应用的是 MES 中的某些模块或者在 MES 的基础上进行拓展应用。1.3 中国中国“智智”造浪潮下的新契机造浪潮下的新契机“中国制造 2025”经李克强总理签批，并由国务院于 2015 年 5 月 8 日公布。规划提出了中国制造强国建设三个十年的“三步走”战略，目标是经过 10 年的奋斗，到 2025 年，中国制造业整体素质大幅提升，创新能力显著增强，全员劳动生产率明显提高，智能化、服务化、绿色化达到国际先进水平，中国进入世界制造强国

31、的行列。这对于我国制造业来说是一个难得的发展机遇，利用数字化和信息化手段改进生产过程、实现智能制造、寻求转型升级已经成为了制造企业的普遍共识。MES 是近年来企业信息化的又一个热门领域，它是适应产品的个性化和制造过程的敏捷化的需求而产生的信息系统。作为企业实现智能制造的重要载体，MES 在帮助制造企业实现生产过程的自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用：1）MES 构造了一个基于实时数据支持的现场管理体系；2）MES 构造了对现场设备实时监控、动态事件触发的敏捷制造体系；3）MES 构造了规范各种流程作业、对前后关联工序进行一体化管理、对制造履历进行追踪的体系；4）MES 形成了一个以计划

32、为龙头，以实绩为反馈的实时闭环系统；5）MES与周边系统进行协作分工，构造了协同制造的体系。MES 是对制造企业执行层进行全方位管理的信息系统，它在企业集成信息管理系统中，起着承上启下的桥梁作用。作为信息技术、现代管理技术和制造技术的有机结合体，MES 有效地提高了企业的生产能力和管理能力。但是，任何一个系统如果不能很好的与其他系统进行集成，最终将成为信息孤岛。因此，如何定义 MES 的业务范围，在技术上保证其与 ERP 及底层控制系统之间的制造执行系统（MES）选型实施指南（第二版）11无缝集成，真正实现 MES 的中间桥梁作用，实现车间透明化管理是 MES 实施中面临的主要挑战。近年来，国

33、内企业逐步认识到 MES 的价值，进行了很多相关研究开发与工业应用，取得了可喜的成果。ERP 和 MES 系统之间的界限在不断淡化，企业层也不断地整合到车间的生产管理中。MES 的应用实施帮助企业实现统一管理、统一运维的智能化制造，并通过进一步完善车间的管理体系，为制造企业实现转型升级、增强核心竞争力奠定坚实基础。中国制造业正处于实现智能制造和转型升级的关键时期，随着“中国制造 2025”规划和智能制造目标的深度推进，MES 已成为制造企业不可缺少的软件之一。未来 MES 系统具有的智能性和自适应性，能够根据制造环境的变化进行智能设计、智能预测、智能调度、智能诊断和智能决策，将使中国智能制造水平走上了一个崭新的台阶。122.企业对企业对 MES 系统的功能需求系统的功能需求2.1 MES 系统特点分析系统特点分析e-works Research认为，MES系统具有以下特性：实时性实时性：M