制造执行系统(MES)主要用来解决整体优化中，生产计划与生产过程有脱节问题，对生产各个重要环节相关数据，用终端硬件以一定的数据格式记录下来，经过系统归类整理和分析后，转化成有效的信息，提供给各个生产职能及管理部门使用。

制造执行系统MES是为了保证产品的质量、数量和交货期，有效的使用工厂资源：即人力、机械、设备原料等。MES直到1990年，才由AMR组织提出并使用。我国早的MES是20世纪80年代宝钢建设初期从Siemens公司引进的。20世纪70至80年代以工厂自动化为主，80至90年代以管理信息化为主，进入21世纪，主要通过MES来控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源，不单是面向生产现场的系统，是连接现场层和经营层，改善生产经营效益的系统。不是一个特定行业的概念产，而是应用于各种制造业的重要信息系统。

1离散行业的MES：

在过程管理与控制方面：通过对过程的离散事件动态监控，自动纠正生产操作或提供决策支持，以实现生产调度要求；在出现例外或生产进程偏离太大时，及时报警相关人员使其采取相应的措施。

在生产调度与任务派工方面：根据工厂设备实际加工、运输、存储能力的变化，制定并优化生产的具体过程及各设备的详细操作顺序；为了提高生产柔性，生产任务根据生产执行具体情况及设备情况，结合资源配置进行现场动态分配。

在资源配置和状态控制方面：提供各种资源的实时状态，与任务分配紧密协调，为各生产工序配置工具、设备、物料、文档等资源，保证各操作按调度要求准备和执行。

在质量管理方面：跟踪产品原料、各加工的零件的设备、操作人员、工序批次等，为产品的使用、改进设计及质量控制提供依据；根据检测结果确定产品问题、提供相应的决策支持。

在维护管理方面：管理和指导设备、工模具的维护活动，却报其可用。

在劳动力管理方面：提供人员的状态和相关的信息，跟踪个人的工作执行情况，为操作人员提供决策支持。

在文档管理方面：管理产品的设计、操作流程、工艺说明等；根据任务分配，为生产工序提供相应的程序和信息等。在数据采集方面：获取各工序、设备、物料、产品等数据，并汇总成其它系统、管理者所需的信息。

在性能分析和模拟方面：分析对比资源利用率、资源可用性、产品加工周期等的实际与标准的对比分析，做出相应的评估；通过模拟仿真为生产调度提供可视化的分析。

2流程行业的MES：

在过程管理与控制方面：与数据采集、质量控制底层控制系统进行实时通信；以控制层的控制能力为基础，提供各种先进的算法，实时地监控生产动态过程按调度要求、稳定地进行；提供对生产失控或出现故障的实时报警，并能采取相应得紧急措施。

在生产调度与任务派工方面：根据生产计划，综合流程的实际能力、物料与能源的供应可用、预防维护及切换线的代价等因素，制定生产的具体班次安排、生产进度安排等；由于产品的生产周期长、切换较少，以及流程设备柔性小，所以各任务的加工设备在调度时已经确定。

在资源配置和状态控制方面：由于生产存在波动变化的特性，为了保证生产连续、顺利进行，实时地监控生产过程的资源和设备状态，按调度要求、稳定地进行；并提供对生产波动或出现故障的实时预警。

在质量管理方面：把直接或间接质量测量及分析结果实时反馈，保证产品符合行业标准和客户要求，跟踪产品原料的相关的信息、生产控制参数和配方、质量检测结果及相关的批次号和数量。

在维护管理方面：管理和指导设备、工具的维护活动；根据数据采集的数据进行故障分析和诊断。

在劳动力管理方面：提供人员的状态及所在班次等相关的信息，跟踪个人的工作执行情况，为操作人员提供决策支持。

在文档管理方面：管理产品的配方、工艺流程、控制参数、相关行业标准、污染控制标准。在数据采集方面：及时为其它系统提供所需的数据，从工厂层实时地采集数据，并进行数据校验及数据格式的转换等处理；为管理者、上层如计划系统提供所需的信息。

在性能分析和模拟方面：产品的相关的数据、能源耗费、设备的使用情况进行综合评估；依据采集的数据建立、修正生产模型，使其真实有效的反映实际生产过程，通过模拟仿真可视化的分析、改善控制效果。

我们在实施MES系统，首先应进行精益思想的现场改善，再考虑在“料、法、机”的思路才能成功应用MES系统。所谓“料”，就是产品的生产日程安排、物料批次跟踪、关键工序管理、原辅料管理和生产统计分析。所谓“法”，就是：质量检验数据采集、过程分析、SPC。所谓“机”，就是：设备状态监控、设备基本信息管理、设备故障分析、设备任务管理、设备统计分析等。

在实施MES系统，也要特别注意行业的特点，如：

汽车与零配件行业：需要确保质量TS16949，客户订单跟踪，需要制造的生产历史记录，优化机器的性能，物料JIT拉动与配送管理与过程与监控等。采用JIT精益生产方式。

需要实现具体功能：条码化物流管理，以及生产全过程控制与追溯以及防错。主要实现： 供应商来料跟踪、物料批次管理FIFO、标准容器管理与标识、看板管理与下达、物料JIT配送到工位、装配防错验证、工装夹具防错验证、与SCADA/PLC完全集成、设备报警与预警、ANDON管理、与ERP完全集成。

电子行业，希望采用MES进行物料管理、SMT上料对料管理，产品的装配，老化、测试、包装管理，以满足产品召回以及追溯的需求。

主要实现功能：供应商远程条码打印标签，IQC处理，先进选出库存作业，Feeder管理

SMT上料/对料/追溯作业，禁用、限用料管理，DIP、MAC、装配、老化、测试管理，与测试系统集成，客户条码标签定制，成品入库及发货管理，客户数据EDI-FTP自动上传，向ERP工单报工等。

光伏行业，对其产品有严格的追溯性需求，希望能保留至少15年的制造数据用于客户服务。主要实现：电池片的来料批次记录，选片及IQC处理，各装配站批次数据采集以及防错扫描各测试站的数据上传以及结果判定，产品分级（外观/功率），产品包装作业，客户标签输出以及效验，出货等级自动筛选匹配，电子看板数据发布，异常作业流程支持。

还有流程行业包括啤酒、化工、炼油、制药等，通过对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法，使原材料增值。终产品类型有固体、液体、能量和气体，通常以批量或连续的方式进行生产。物料和物料之间的数量关系可能随温度、压力、湿度、季节、人员技术水平、工艺条件不同而不同。其次，在每个工艺过程中，伴随产出的不只是产品或中间产品，可能细分为主产品、副产品、协产品、回流物和废物。描述这种产品结构的配方还应具有批量、有效期等方面的要求。流程工业企业的特点是品种繁多、固定、批量大，生产设备投资高,而且按照产品进行布置，通常设备是专用的，很难改做其他用途。工艺流程复杂，多条路径，串行、并行和混合路径进行。流程工业企业的原材料和产品通常是液体、气体、粉状等。因此，存储通常采用罐、箱、柜、桶等进行存储。物料类别多，数量大，价值高。库存控制，调运优化意义重大。流程工业企业采用大规模生产方式，生产工艺技术成熟，生产自动化设备比较成熟。由于生产需求、原料供应、能源供应等变动及设备故障等原因，使得计划经常变动，原计划执行十分困难。流程工业对物资的管理需要有严格的批号。需要记录从原材料、供应商、中间品以及销售给用户的产品，产品质量与产量均需要回溯。

如有色金属