课题名称“大数据环境下智能终端设备制造的MES系统应用研究”；编号：2017011069；批准单位：廊坊市科技局
摘 要：大数据环境下为制造业提供机遇的同时，也为MES(Manufacturing Execution System)系统设计带来了诸多挑战。在我国，制造业在国民经济发展中起到中流砥柱的作用，如何积极面对日益复杂的市场化境，在其中如何灵活生产、提升产品质量要求以及如何在众多生产中具备强有力的竞争实力。通过信息化带动工业化，加快制造业信息化，运用智能终端设备制造的MES系统，将其作为企业CIMS信息集成的纽带，是我国制造业踏上新型工业化道路。
关键词:大数据；MES;智能终端；信息化；工业化
一.MES系统概述
1.1MES系统的内涵
对于MES的需求是由于生态形式的改革，因此它相对于MIS、MRP、CAD/CAM等系统发展时间要短，这并不影响人们对其的研究与应用。对于MES国际联合会，从专业角度来讲是优化管理通过网络信息将追踪产品从下单到完成的整条流水线。一旦当工厂内部发生突发状况时，MES系统能够第一时间进行反应、报告，且通过准确数据对问题进行决策知道帮助和简单处理。这种操作方式能够减少企业内部无附加值的活动，有效指挥工厂的生产制作流程，利用自身优势为企业提高交货效率，改善物料流通性，提升企业生产回报率，MES 可以通过双向的直接通讯在企业内部以及整个产品供应链中提供相关产品行为的关键人物信息[1]。制造执行系统(MES)是一种运用于企业车间内部的信息管理型系统，它的发展决定着企业信息化的进程。
1.2企业应用MES系统的现状
自上世纪70年代发展至今，MES系统在发达国家已实现产业化，为流程制造行业带来了可观的经济效益。我国目前处于MES系统发展的初级阶段，起初集中运用在钢铁、石化、烟叶加工、药物生产等流程型行业中，后将其在离散加工制造企业中不断融合、升级，这也是在大数据环境下对于企业信息化的需求。[2]
二、大数据环境下对MES系统的需求
目前，传统的制造系统已经逐渐由“数据时代”转换到“大数据时代”，制造企业要面临瞬息多变的市场变化。我国传统产品现场管理无法有效的对实时产品产出率、在线良率波动、工艺过程稳定性等生产现场实际情况进行监控把关，一旦出现问题只能事后补救，工作效率早已无法满足当下这种复杂多变的制造业的竞争需求了。[3]在制造业车间实施生产管理信息化、制造执行控制化的MES系统。其次，对于产品订单交货期要求较高的离散型和流程性制造企业都面临着临时对产品在生产流程中进行改性、调整等状况，在此之前企业适用部分辅助性管理系统，例如MRP、ERP系统无法实现目前生产状况的实施管理和控制。对于计划实施的实效性和灵活性、改善生产线的运行效率、制定计划是否具备价值没有指导性意义。因此在大数据环境下，如何能够将制造业生产作业透明化，快速找出影响产品品质和制造成本的问题，增强产品的实时性和灵活能力，与此同时，改善产品生产线的运行效率成为每个制造业最为关注的问题[4]；其三，全球能源消耗对制造业所生产的茶品绿色无污染、低消耗制造有需求，针对企业时常发生的产品召回命令要求企业对产品生产和生产流程提供实时追溯性查询服务，由此为制造业提出建立可追踪的智能终端设备，并且其存在亦可以对产品进行快速分析，检测出问题缘由，减少非特殊的情况下，减少产品召回范围，降低制造业产生的资源浪费和损失。
通过实施MES系统帮助制造企业进行问题处理，智能终端设备的监控和数据分析将制造型企业工厂车间内部的物料、机器、工作人员、工作流程以及全部所有资源来提高车间生产的执行控制能力，从而提升企业制造的竞争能力。[5]
三、MES系统的实施目标
智能终端设备制造的MES系统是为制造企业提供生产产品过程中透明化管理的有效途径，改善以前企业使用的ERP或是MRP无法智能、实时监控车间制造现场情况的不足，通过信息传递，实现对从“生产命令下达——执行——完成”整个过程的优化管理。增加条形码扫描技术、数字连接终端、设备芯片存储等自动化数据采集手段，实时获取生产现场在制品、物料以及在制作过程中的产品质量问题。[6]智能终端设备的MES系统还有助于制造业建立集成的生产现场控制与品质管理平台，完善生产过程数据库，从而实现制造企业对生产过程的实时监控与全面追溯需求。[7]并且运用SPC等过程控制与分析工具，有效帮助制造产业不断改善产品的生产品质，最终帮助企业提升对甲方客户的满意程度。而实施MES系统是为了实现以下三个主要目标：其一，在产品制造执行过程中透明化，满足制造业体制内管理需求的跟进。大数据环境下MES系统具体实施方案是通过对产品的技术监控和设备监控，做到可以实时采集工序产量、过程良率、在工作时间内单品制作和移转庄康、测试参数等详细生产过程数据，并通过智能终端设备将汇总的数据信息分析与研究，在制造企业不同层次管理者的生产管理决策过程中提供有效且合理的数据分析；其二，合理缩短产品制造执行周期，提升制造企业的效益，通过使用智能终端设备的MES系统完善目前企业自动化生产程度，将以往大量的手工作业流程直接替换或是减少。大数据环境下的MES系统能够实时信息采集和问题反馈功能，自动将不对称的信息进行处理，消除由错误信息导致的产品生产的延误，从而提升制造业对于实时信息的及时处理以及反馈效率；其三，提高产品质量，持续提升客户满意程度，智能终端设备的MES系统将对企业生产过程进行全程监控，为产品品质管理工作人员提供完全依据本企业运行的基础数据和分析工具，对日常生产的产品品质进行分析，并定期记录相关产品数据作为参考，可以对企业产品品质进行持续化、中欧骑行的改善。对于制造业众多企业而言，使用智能终端设备的MES系统主要是为了对产品在生产过程或中能够进行实时监控和预警，将产品维修和重工的数量降低到最小化，节省通讯工具，积极响应国家推行的绿色环保政策——实时无纸化工程生产，尽量降低人力和其他资源的无效使用率。
智能终端设备的MES系统于制造业而言是实施监督产品生产流程，于客户而言，是产品生产的有效保障，大数据的环境下，MES系统为客户提供的数据全部基于Web综合统计得出的汇总表格。智能终端设备的MES系统解决问题方案向甲方客户提供产品生产过程中的人员、机器、物料、产量、产品良率等方面的汇总数据，以SPC数据进行远程勾画制程状况，具体问题具体解决方案，制定真正适合该制造业发展的策略。为了保障制造业车间执行智能终端设备的MES系统的实用性、完整先进性、可扩充性、可维护性以及安全性，可采取加密的方式支持在虚拟化的工作环境下运行。
四、MES系统的应用管理方案
智能终端设备的MES系统是将整个制造企业车间的数据集成为核心，主线以产品生产的追踪，对车间具体生产计划管理，生产过程管理、工艺流程管理、物料使用管理、资源整合管理、质量管理、智能终端设备管理、生产工单管理、SPC管理、售后质量管理、车间数据采集、自动报警管理、客服端应用等车间生产业务进行全面控管。
智能终端设备的MES系统实现生产加工环节各个关键工序的现场数据实时采集，同时对产品包装、物流环节必须通过条码关联，建立成品质量追踪的平台，使用方式是以智能条形质量追溯系统的建立，对产品包装条形码查询产品物流状态和产品质量的追踪，为甲方提供产品增值服务，也在企业自身建立产品成交后一手使用数据和反馈。由于智能终端设备的MES系统实施经验和企业实际业务观念的缺乏，在制定具体实施方案时，要依据真实的发展情况和未来发展预期设置专业的MES系统解决方案，根据车间订单人物与总体的资源状况，制定合适其企业发展的生产计划和产能详细调度计划，充分运用企业资源，将生产能力发挥到最大化，保证客户订单按时或是提前保质量交付。随着客户订单的小型化、多样化以及随机化，对于按照订单生产的制造企业，MES系统能后有效帮助企业实现对客户的快速反应、节约产能和成本。[8]智能终端设备的MES系统解决方案能够提供先进的生产作业排产，优化运行方式，将来自ERP系统的生产任务快速排产或是分解到班组或是工位，还能实现车间级任务预测计划追加、调整。而对于生产作业中发生排产冲突，作业优先权的冲突、紧急插件、科研件建工加工等问题，智能终端设备的MES系统会依据资源和工艺能力进行综合评估，以完成生产链和单元内资源配置、布局为根据，为企业发展提出合理优化。
参考文献
[1] 檀长松;硅钢MES系统中的生产订单管理[J];安徽冶金;2010年03期.
[2] 李学涛;杨建军;基于质量工程包的文档管理应用研究[J];成组技术与生产现代化;2011年02期.
[3] 杨永;MES在烟机制造企业的构建[J];成组技术与生产现代化;2011年04期.
[4] 陈奕;GDZY公司MES项目设计及条件保障研究[D];华南理工大学;2011年.
[5] 王文婧;数据电缆制造过程管理系统研究[D];浙江大学;2011年.
[6] 王小云;酸洗连轧线制造执行系统（MES）的研究与设计[D];南昌大学;2010年.
[7] 葛荣刚;钢铁企业基于MES的生产计划管理设计[D].湖南大学.2013.
[8] 把握行业脉搏 以智能制造助力齿轮产业变革——记“齿轮行业智能制造MES系统应用交流会暨中国齿轮产业智能制造天津专题会”[J]. 吴晓兰. 金属加工(冷加工). 2017(09)智能制造下企业MES系统的实现路径[J]. 刘慧,孙嘉玉. 中国机电工业. 2016(12).
[9] “互联网+”时代下智能制造技术在我国钢铁行业的应用[J]. 李欢,莫欣岳. 世界科技研究与发展. 2017(01).
作者简介
李维彪（1990年8月），性别：男；民族:满，河北省廊坊市人；职称：初级；研究方向：计算机应用技术。
