如何看待离散制造业的如何看待离散制造业的

MESMES 和和 PLMPLM

如何看待离散制造业的如何看待离散制造业的

MESMES 和和 PLMPLM

蒋明炜2008年 11月

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报告提纲

离散制造业的 PLM 与 ERP

离散制造业的 MES 与 ERP

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离散制造业的离散制造业的 MESMES 与与 ERERPP

离散制造业的离散制造业的 MESMES 与与 ERERPP

什么是制造执行系统什么是制造执行系统 MESMES ？？ 制造执行系统 MES （ manufacturing execution

systems ）。按照美国 AMR 研究公司对 MES 的定义：

MES 是一个工厂层的信息系统，介于企业领导层的计划系统与生产过程的直接工业控制系统之间。它以当前视角向操作人员／管理人员提供生产过程的全部资源 ( 人员，设备，材料 , 工具和客户要求 )的数据和信息。

MES 在工厂综合自动化系统中起着中间层的作在 ERP 系统产生的长期计划的指导下， MES 根据底层控制系统采集的与生产有关的实时数据，对短期生产作业的计划调度、监控、资源配置和生产过程进行优化。

功能模块包括工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集等模块。

在 MES 下层，是底层生产控制系统，包括 DCS 、 PLC 、 NC/CNC 和SCADA 或这几种类型的组合。

制造执行系统的三层模型 制造执行系统的三层模型

业务计划系统 planningMRPII/ERP

控制系统 ControlsDCS/PLC

制造执行系统 ExecutionMES

生产什么 ?

如何生产 ?

生产怎样 ?

-----AMR,1992

离散制造业MES总体框架

电子商务 EC ，商业智能 BI

FML/FMS/FMC作业计划调度，设备能力状态，物流运输，质量管理，数据采集，工装库存状态，自动化立体仓库，数控编程

DNC ， CNC 数控系统，现场总线， PLC ， AGV ， AS/RS

管理信息系统

制造执行系统

底层控制系统

SRM ERP CRM销售，分销服务，运输市场，客户

供应商，采购，运输，VMI ，接收

生产，财务，成本，物流，设备，质量，人力资源，绩效工程数据， OA ，门户

离散制造车间四层控制模式离散制造车间四层控制模式

2006-11-13

物流搬运2006-11-13

物流搬运?

?

工厂 ERP

车间管理 SFC

FMS/

FMC 。。

物流系统

刀具室

internet

CNC 。。。AGV 自动检测

制造执行系统的发展方向制造执行系统的发展方向

加快发展各种工艺内容的柔性制造单元和小型 FMS,FMC 的投资比 FMS 少得多而效果相仿，更适合于财力有限的中小型企业。

多品种、大批量生产中应用 FML 的发展趋势是用价格低廉的专用数控机床代替通用的加工中心。

完善 MES 的自动化功能。 MES完成的作业内容扩大，由早期单纯的机械加工型向焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸锻等综合性领域发展。

MES 要与计算机辅助设计和辅助制造技术相结合，向全盘自动化工厂方向发展。

发展智能制造 IMS 、虚拟制造 VMS 。 MES 要与 ERP ， SCM ，底层控制系统集成。

案例：宁夏小巨人生产制造系统案例：宁夏小巨人生产制造系统

年产数控加工中心 600 台，员工 275人，年销售收入 3亿元。

工厂全部采用日本山崎马扎克智能化生产制造技术。

全员劳动生产率 109 万元。

小巨人精加工车间小巨人精加工车间

小巨人自动化立体仓库小巨人自动化立体仓库

宁夏小巨人生产制造数据流程宁夏小巨人生产制造数据流程

现场终端

工序数据夹具数据库刀具数据库夹爪数据库

数控机床

CAD 数据

程序文件刀具数据 / 刀具文件切削条件 / 准备数据

各种数据

入出库指示/

盘点在库报告

各种数据库查询加工日程数据

进展数据

刀具准备指示数据

安装信息

运转记录数据 / 夹具数据运转状况数据 / 刀具数据加工向导数据 / 进展数据

智能生产中心计调、编程、刀具、监控

MRP M640

刀具室

自动仓库管理

刀具数据库夹具数据库工序基准

加工日程文件

程序文件加工向导

准备指示文件

树状基准数据单价数据半成品数据

机外测刀器

MRP 终端

现场终端

缺货报告

编号信息

技术部件表构成

库存数据日程数据

MPC DATAACCESS

工序基准 / 刀具DB/ 准备 DB

部分工序基准数据

LGM UTILITYACCESS

产品销售

供应商管理

市场信息意向信息订单

交期回答

材料出库外购件到货机器完成 / 发货

出库指示、外购订单

设计开发系统PDM

三维 CAD

售后服务

数控技术服务客户服务

系统

原材料采购

供应商数据库

销售

物流

技术

生产

ERPERP 与与 MESMES 生产计划之间的关生产计划之间的关系系ERPERP 与与 MESMES 生产计划之间的关生产计划之间的关系系

销售管理销售管理

主生产计划主生产计划粗能力计划粗能力计划

物料需求计划物料需求计划细能力计划细能力计划

工程数据工程数据。物料定义。物料定义。物料清单。物料清单。工艺路线。工艺路线

车间任务管理车间任务管理

车间作业计划车间作业计划

产品产出计划产品产出计划

投产顺序优化投产顺序优化

产品日进度计划产品日进度计划

生产线日进度计划生产线日进度计划

看板看板管理管理

领送料领送料计划计划

库存数据库存数据

采购管理

车间在制车间在制进度报告进度报告作业分配 作业分配

生产监控生产监控

设备状态设备状态

工装管理 工装管理

物料搬运物料搬运

MES

ERP

MESMES 与与 ERPERP 成本核算的关系成本核算的关系

MES车间在制 完工汇报废品统计

工程数据物料清单 BOM

工艺路线工时定额工时价格

辅助生产核算辅助生产核算

成本分析成本分析

实际成本

财务总帐车间经费，管理费用

材料差异

基本生产核算基本生产核算

标准成本模拟标准成本模拟

模拟成本 1 ， 2 ， 3

分析比较并确认分析比较并确认

标准成本

成本项目定义成本 BOM

费用分摊准则

库存管理计划价 , 实际价

调节价 , 车间领用完工入库

ER

P

成本管

理

ERPERP 质量管理与质量管理与 MESMES 的关系的关系

基础数据管理 质量标准

基础数据管理 质量标准

工程数据管理

工程数据管理

物资供应管 理

物资供应管 理

原材料、外购件外协件质量检测原材料、外购件外协件质量检测

生产过程的质 量 检 测

生产过程的质 量 检 测

售后服务质量外部质量损失售后服务质量外部质量损失

产品档案管 理

产品档案管 理

销 售管 理销 售管 理

质量内部损失

质量内部损失

质量跟踪记录

质量跟踪记录

最终产品 质量检验 最终产品 质量检验

成本管理成本管理

质量统计分析

ERP

MES

ERPERP 设备管理与设备管理与 MESMES 的关系的关系

设备台帐管理

设备润滑管理 设备维修管理 设备备品备件管理

设备监控 设备运行记录

固定资产管理

生产计划调度

设备保养记录

车间调度

ERP

MES

SAPSAP 制造执行系统策略制造执行系统策略

AMR Research 公司 2005 年 9 月的一份调查显示，接受调查的公司中不到百分之一能够将生产数据自动并入企业资源规划 (ERP) 解决方案。 即使是一个典型的小型制造公司也有 10 到 50 个车间自动化系统 (SFA) ，通常也没做到有效使用系统数据。

SAP/R3与制造系统的集成至少需要 50 个 SAP 组件接口。在此期间，编程和维护需要高达约五百万美元的费用 — 通常每个接口花费约 20,000 美元。

2005 年 6 月， SAP 收购了专门开发企业制造智能软件的 Lighthammer 软件公司。 SAP 增强了该公司在协作制造套件方面的研发能力，从而成功开发了 SAP xApp 制造集成和智能 (SAP xMII) — 一个打包的复合应用程序，以支持生产环境下的业务流程。

离散制造业离散制造业 MESMES 的实用范围的实用范围

离散制造业 MES 的独特魅力是它与底层自动化系统的集成，有智能生产计划和调度，有设备的监控，有自动数据采集。

对于普通机床组成的生产车间，没有自动化加工设备，没有自动数据采集。 ERP 提供了完整的车间管理方案。这样的车间完全没有必要上 MES 。

停留在 ERP 车间管理系统功能范围的 MES 系统是不可取的。

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离散制造业的离散制造业的 PLMPLM 与与 ERERPP

离散制造业的离散制造业的 PLMPLM 与与 ERERPP

产品生命周期管理产品生命周期管理 --PLM--PLM 的定义的定义

CIMdata 的观点 PLM 是一种企业信息化的商业战略。它实施一整套的

业务解决方案，把人、过程和信息有效地集成在一起，作用于整个企业，遍历产品从概念到报废 的全生命周期，支持与产品相关的协作研发、管理、分发和使用产品定义信息。

PLM为企业及其供应链组成产品信息的框架。它由多种信息化元素构成：基础技术和标准 ( 如 XML 、视算、协作和企业应用集成 )、信息生成工具 (如 MCAD 、 ECAD 和技术发布 ) 、核心功能 (如数据仓库、文档和内容管理、工作流和程序管理 )、功能性的应用 (如配置管理 )以及构建在其他系统上的商业解决方案。

AMRAMR 赋予赋予 PLMPLM 的内涵的内涵在由 AMR主持的一个名为“ 2001—2006PLM 应用报告” 的详细研究报告 中，在解决方案分类里，把 PLM 的内容大致分为四个应用部分： (1) 产品数据管理 (PDM) 起着中心数据仓库的作用，它保存了产品定义

的所有信息。从这些中心仓库，企业管理各类的与研发和生产相关联的材料清单 (BOM) 。

(2)协同产品设计 (CPD)让工程师和设计者使用 CAD/CAM/CAE软件以及所有与这些系统配合使用的补充性软件，以协同的方式在一起研发产品。

(3) 产品组合管理 (PPM) 是一套工具集，它为管理产品组合提供决策支持，包括新产品和现有产品。 PPM 工具集有三个部分：用于日常工作任务协调的项目管理；用于一次处理多个项目的纲要管理；用于理解产品如何共存于市场的组合管理。

(4) 客户需求管理 (CNM) 是一种获取销售数据和市场反馈意见，并且把它们集成到产品设计和研发过程之中的软件。正如在名称上所体现的，它是一个分析工具，可以帮助制造商开发基于客户需求、适销对路的产品。

产品生命周期管理解决方案产品生命周期管理解决方案

阶段独立管理系统产品全生命周期的五个阶段

详细设计

产品定义 性能仿真 质量评估 验证标准

工艺准备

工艺路线 工序工步 产能分析 设备资源 材料成本 人力工时

生产制造

产品质量 物流分析 产能统计 更改管理

维护支持

日常操作 故障评估 维修策略 变更记录

SE PDM MPM MES MRO

设计生命周期管理

人员管理设计数据业务流程

总体规划

需求跟踪 方案比较 指标分配 变更决策 实施跟踪 验证发布

产品全生命

周期的全部数

据

制造生命周期管理

人员管理制造数据业务流程

使用生命周期管理

人员管理维修数据业务流程

三套管理模型↑

三个生命周期

解读解读 PLMPLM

出生 ---PLM 是由 PDM 发展而来的，他们清一色是由 CAD软件开发商开发的。是面向产品设计和工艺技术服务的。

目的 ---PLM 实现 CAD,CAE,CAPP,CAM 的信息集成；实现 PLM 与 ERP,MES 的信息集成；它现在和将来也代替不了上述单元技术。

未来 --- 靠 PLM 一套系统解决制造业信息化全部需求的愿望和规划是不切实际的。

蒋明炜： mwjiang@riambsoft.com

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