MES系统推动企业生产

        MES系统对于生产制∩造型业企业而言已经不再陌生，然而，MES系统究竟在哪些方面能够助力企业生产能力的ξ提升，以及MES系统是如何帮助企业生产△能力的提升呢？

        对于工业企业而言，其精细生产过程中若通过对MES系√统的深化应用，可有效提升企业的管理水平；通过对系统管控功能设计促←使管理制度与系统运行维护管理的有机结合，提高数据精准度；通过对『生产过程数据进行数据挖掘，建立合理的数学模型，分析产品质量、物耗成本以及环境参数的潜在关系，为领导层科学决策提供有效依据；通过理☆论研究，强化MES系统在促使产品质量提高、物耗成本降ξ　低、标准化制度管理建立等方面为企业精细生产提供技术和↑管理支撑，实现利用MES系统数据提升精细生产水平的目的。

        1.基于MES系◥统集成的数据共享性提升

        实践中可以看到，MES在现代综合自动化系统中的作用是承上启下的中间层作用，MES基于底层系统采集实时数据信息，对短期作业计划进行适时调控，以实现资源的优化配置以及生产全过程『的调配。但在长期的发展过程中，企业始终没∩有真正实现上层管理、下层PLC控制系统的无缝对接，这是中间■层即MES系统出现的根据原因。从当前对MES系统所处位置特点分析可知，无论它与上层∞管理系统之间集成，还是与底层控制系统之间集成，均表现出极强的灵活性，而且在接到上层指∮令后，MES系统即开始分解任务，将作业计划信息进行准确的分解成以班时作业为基本单位；将底层控制系统传递的实时数据信息分析、整理，以报表形式供上层管理系统参考应用。正是由于MES自身的这些应用优势，从而实现了各︼应用系统间的有效信息☆相互转化，将每个信息系统中关键信息资源准确的传递给其他系统。在此ㄨ过程中，有效的提高了企业信息流通性，并且为企业管理人员提供了更快速的综合性数据信息。

        2.MES系统运行控制的安全可靠性

        对于企业而言，生产过程中为确保MES系统的安全可靠性》，通常采用了双机热备冗余机制对◣系统服务器架构进行搭建，同时将应用服务器分成两个配置完全相同的A、B机。两台服♂务机采用了CSS同步服务器实现监听目的，采※用集群模式实现双机互相切换，即当A机发生网络、或者服务器硬件故障问题时，B机自动接管其所有运行服务任务，从而为连接客户提供优质的的服务。实践中可以看到，上述服务器间的切换均为毫秒级，用户根本无法察觉。实践中可以看到，该种基本架构模式是当前最为流行的一种网络服务▅器架构，同时也是最安全的一种↘网络架构模式。在此架构基础上，还要为服务器配置配套的备份系统，这主要是因为双机热备要求由两台ぷ服务机一直保持开机状态；为了有效防止设备因长时间工作而导致服务器硬件故障问题，影响系统正常运行，应当保证两台服务机都发生出现问题时，可及时恢复MES系统的正常╱运行。

        3.有效解决产品质量、物耗成本间的合√理平衡问题

        很多专业◤人士曾经讨论过，生产调度模块〗以MES为核心，手工生产调度因效率非常的低，可能会造成非常大的经济损失。目前来看，国内企业已经普遍拥有㊣　了立体仓库(高架库)，而且可以实现高度的自动化控制，目前需要做的就是将上述高架库信息资料收集起来，配合MES现有〒信息资源，比如设备能力、设备维护计划方案、制丝线生产数据以及原辅料BOM和企业人员状况，通过不断的优化算法，为机组→详尽安排生产，并且可以★及时通知物流系统；准备物料，结合车间反馈信息，还可在第一时间进行调整，最大的利用生产资源＠ 为生产服务。同时，这也在很大程度上有效的解决了产品质量、物耗成本间的合理平衡问题。MES系统通过点、块和面的平衡模型，横向、纵向平衡模型对产品收拨存等信息数据进行全面分析；MES系统物料』平衡单元可有效改变企业传统的统计分ξ摊、编制报表等管理模式，实现了产品质量、物耗成■本之间的合理平衡。

        4.MES系统运行维护管理体系

        通过建设〓和确定组织管理目标，规范运维流程管理体系，提供丰富的监管技术手段，确保系统运行维护中心提供服务的连续性、安全可用性，并且保障MES系统的高效运行及其稳〓定性。企业MES系统运行维护管理体系的主要组成部分有硬件、PC服务器、小型机、PC机、交换机、路由器、防火墙、不间断电源以及存储设备和视频监控装置。通过监管子系统中的装置设备拓扑自动化，可实现对设备︽、服务器、链路流量、PC终端、应用系统、数据库系统以及业务系统和机ζ　房环境的全面监管；同时，通过故障、性能监控，利用事件统一处理平台，可以︻实现故障、性能以及配置变动信息的集中监管，重要的信息资料形成工单传递至管理子系统。

        MES系统运行维护管理体系的主要功能表现在以下几个方面：

        首先，系统监控平台。通过监控管理，可以有效实现对∏网络设备、MES系统服务的Ψ集中管理。同时，还可以实现对网络设备、安全装置的在线状态监控，实现对CPU应用率、设备日志以及内存大小和路由表信息数据的有效监管。监视对操作系统的主机系统的运行状况监控，包括主机的在线状◇态、CPU利用率、内存大小及利用率、磁盘空间大小及利用率、所提供的关键服务状态、主机网络接▲口数据流、错包或丢包率等信息。

        其次，可以实现运行维护服务的有效管理。运维服务管理过程中，通过采取流程化、规范化的服务◣管理活动，提供问题管理、事件管理、知识库管理以及变▓更管理和值班管理等方面的功能，并在此基础上可实现流程闭环管理，从而有效提高事故故障处理质量和效率。

        再次，信息安全管理与报表系统。信息安全管理过程中，利用防火墙可确保网络的有效隔离；同时，还可以建立健全桌面管理√系统，维护用户的PC机；建立全网补丁分发、病毒↓有效防治体系，确保系「统运行的安全可靠性；通过备份系统的有效应用，确保数据信息的安全性。对于报表▲系统而言，针对问题、事件处理完成状况，对企业部※门及个人工作状况进行详细的分析研究。

        最后，MES系统和管理制度相结合。企业的MES系统应用，实际上是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。设备管理信息系统实现对设〓备手工管理的业务、文档进行计算机化▓处理，建立设备电子档案，实现一机一档；建立№完善的设备保养、维修、润滑体系，逐步▅完善预防性维护功能，减少设备故障的发生，保障设备无故障运转，提高设备有◥效作业率，降低故障停机率；在此过程中，还要不断的加强MES系统、管理制度之间的有机结合。通过对设备前期、中期、后期、备件清单、设备档案、附属设备的管理，实现设备动态卐管理，提升企业管理╲水平。 当前，国内制造业企业对于MES系统的实施仍处于探索阶段，如何让MES更好▓地适应企业的生产需求、助力企业的生产发展是每一个企业在引进MES前都需要仔细思考的①问题。

智能工厂之挑拣

        在智能工厂中，可以看到很多机器手，尤其在物流仓库中可以看到这些机器手，在井然有序◇的挑拣货物，下面我们就来介绍一下智能工厂用到的挑拣技术。

        1.什么是挑拣？

        根据订单中要求的商品名称、规格、型号、数量等，将商品从存储的货架或货垛↑中取出，并分放到指定位置，完成用户配货要求ω　的过程。 制造业内，挑拣是主要的备料方式，常≡用于仓储或线边。

        常见的挑拣方式有手持RF/PDA挑拣、语音挑拣、灯光挑拣等，随着技术的发展开始出现AR/VR挑拣等更加智能的挑拣方式。 根据挑拣所处的生产环节，可以将挑拣作业分为两类。

        ① 仓储挑⌒拣作业

        仓储作业是保障生产制造各环节所需物』料及时、准确、有效供给的重要手段，也是各制造企业一直试图∮削减成本的关键环节。挑拣是仓储作业最核心最占成本的作业单元。如下图所示为人○工仓储挑拣示意图：

据文献报道，在经典的仓储作业中，挑拣作业约占仓库运营成本的30%-50%，挑拣Ψ 人员数量约占仓储作业人员数量的60%以上，而挑拣人员70%的作业时间在移动，30%的作业时间是用于挑拣物品。

这也是为什么近年来“货到人”挑拣方法备受关注，并出现了“货到机器”研究趋势∑　的原因所在。

        ② 线边挑拣

        生产︾制造的每一个加工环节以及上下加工工序间的转换都离不开物料的组织。因此，线边挑拣是必不可少的生产物流作业过程。

        根据生产制造◢的组织形式不同，可以分为：离散制造线边挑拣、流水线制造线边挑拣和单元制造线边挑拣等。和仓储挑拣不同，线边挑拣的作业对象相对单一，搬运距离相对短，作业人员/设备相对少。但⊙是线边挑拣直接关系到加工的效率和质量，也是在制品库存的重要因素和生产∏周期的重要占时成分。

        将商品按照不同的客户、不同的配送路线进行分类、集中、装车的输送过程。 制造业内，分拣¤主要用于货物的出库及货物中转输送。

        常见的分拣设备有输送线、分拣机、模组带分拣、高速分流器等等。分拣设备正在朝着智能化、柔性化发∞展。

        2.仓储挑拣技术

        挑拣作业受生产订单的驱动，受仓储布局的制约，而整个过程订单下达及汇聚生成∩拣货策略输出拣货单规划拣ㄨ货路径拣货集中审核送线边受企业◤的生产组织模式的调度。仓库在接到ERP系统的出货指令后，WMS会根据生产调度需求，选择拣货策略（技术）：“基于订单的挑拣”、“基于批量的挑拣”和“基于流◣程的挑拣【”。

        ① 基于订单的挑拣 或者说摘果♀式挑拣，是最基本的挑拣方式。WMS会将每一个客△户的订单，根据仓库布局（货物储存布局∏）分解成拣货单，分派给不同区域的拣货员，并生成拣货路径。拣货员拣取货物后，送到集中区域合并，复核后交由下一个配送流程，送交〗生产线边。

        ② 基于批次的挑拣 或者说播种式挑拣，是为了进一步提升挑拣效率≡，降低拣货强度而提出▽的一种挑拣策略（技术）。 接到ERP指令后，WMS会将若干订单汇总，将相同的ぷ物品进行合并，再根据№仓库布局（货物储存布局）编制拣货单，分派给不同区域的拣货员，并生成拣货路径。拣货员拣取货物后，送到集中区域。在该区域，根据生产组织需要，可以按照订单再次挑拣组合，也可以直接复核后交由下一个配送流程，送交Ψ生产线边。

        ③ 基于流程的挑拣 基于流程的挑拣和基于批次的挑拣相似，不同之处在于，WMS会汇聚当前∑生产流程中所有的订单（比如一天的订单），进行订单的合并和分解，形成拣货单。

        3.智能挑拣技术

        挑拣技术的智能化可以从几个方面入手：

        ① 拣货方法的智能化，比如机器挑¤拣，以及RFID、VR、二维码、PTL等辅助拣货方法；

        ② 物品输送●技术，比如可以采用堆垛机、AGV、输送△带等方式。如下图是一□　种基于Kiva机器人的货到人仓储布局示意↑图。在该场景中，Kiva机器人在接到拣货指令后，找到指㊣　定的货架，并将该货架运送到指定的挑拣台（W1-W4），供拣货员拣货。

        ③ 智能挑拣的第三个途径就是订单的处理和拣货策略的选取。在传统的订单分拆、物品合并的算法基础上，基于大数据和优化技■术的方法正逐步得到〖应用。 ④ 智能挑拣的第四个途径就是输出拣货单。在上图所示的多Kiva机器人和多挑拣台场景●中，将拣货单分派给哪个机器人、哪个挑拣台，是影响挑拣效率的关键因素。

        4.仓储挑拣方式

        ① 手持RF/PDA挑拣 手持RF/PDA挑拣是目前最常见的挑拣方式，人员使用手持设备扫描条码获取信息完成挑ω拣作业。该方式需无线网络覆盖整个挑拣作业区。拣货位商品可以是一位一品，也可以是一位多品。挑拣准确性较高、造价和维护成〗本较低，灵活性强。但该挑拣方式要求挑拣人员熟悉货位位置。

        ② 语音挑拣 语音挑拣已◥非常成熟，近年来应用广泛。语音挑拣系统会将WMS系统的指令转化为语音播报给作业人员，作业人员根据语音指令到达相应的货位，拣取货品，并通过口头语音应答来确认挑拣作业的完成。其最大的优点是通过耳机等可穿戴的的设备，解放了挑拣员的双手，适合大件商品挑拣、冷库环境挑拣等。

        ③ 灯光挑拣 灯光挑拣（Pick to Light）是一种基于SKU管理⊙的挑拣方式，市面上常见的PTL挑拣大多结合电子标签使用。在每个货位安装提示灯，指示操作人员到达哪个货位、挑拣什么货品、数量是多少。适用于小型≡商品挑拣，拣货位固定一位一品。其优势是效率和准确率高、不依→赖员工的熟练程度，但布局建设完成后不易更改。

        ④ AR视觉挑拣 AR技术已经开始应用于仓储↘作业。员工佩戴增强现实眼镜，由眼镜◥的导航功能导航至挑拣货位。所有的作▂业信息全部投影在眼镜上。AR挑拣ㄨ与跟语音拣货一样，解放了挑拣作业人员的双手，同时又具备条形码复核能力，保障挑拣质量与※库存数据同步。但AR挑拣目前在国内还鲜见应用案例。

        ⑤ AS/RS挑拣 AS/RS（自动化立体仓库）挑拣是借助WMS（仓储管理系统）,WCS（仓库控制系统）技术，通过堆垛机、穿梭车从高位货架按订单需求】挑拣，也有利用旋转货架进行♀挑拣。这种方式更加节省人力，且高效、精准，但初期的基建成本、设备成本投入大，建成后不易更改，且对货物的包装、货品的品类有一定限制。

        最后送大家提高挑拣效率十大策略：

企业为什么需要PLM?

        随着社会的不断发展，电子产品的生命周『期却得到了缩短，为了适应新的市场需求，大多数企业期望通过PLM技术构建创新的产品研发平台，缩短产品上市∩时间，提高产品质量和◥效率，进一步促进企业整体发展。

        一．企业面临的问ぷ题

        1.生产计划与订单之间的矛盾。 电子电气行业是以客户订单为基础的，但订单不是来自终端消费者，而是来自销售终端。销售终端将根据自己的销售计划下订单。制造企业根据这些订单制定生产计划，然后╱根据计划进行采购和安排生产。由于缺乏对订单的自主控制，上游厂商突然增█加或减少某些订单甚至产品的情况非常普遍。生产并不总是〗按计划进行的。在电子电器行业，尤其是OEM企业中，“插入”现象非常普遍。目前，企业只能通过要求员工加班来解决这一突出矛盾。

        2.生产准备周期与成本的矛盾。 电子电器产品上市周期短，质量可靠。目前，电子电器生产企业基本上都是采用外包或外包的方式，向更□专业的生产企业加工制造，并负责组装和质量监控。最理想的制造模式是当制造部门完成生产任务时，所有需要装配的零件都已到达生产线。

        3.设计技术与采购生产的矛盾 在设计≡过程中，设计者⌒　很难知道他们使用的组件是企业标准组件，还是他们有可用的库存组件。一些企业设计人员缺乏成本意识，在产品设计中使用特殊类型的零部件，给采购部门和生产部门带来很大困难，甚至带来完全可以避免的采购或外包。为了降低成『本，缩短采购和制造周期，许多电子电气企业要求设计人员尽可能∮采用标准件或现有件。

        4.系■列产品设计与传统图档管理的矛盾 设计系列化产品有两种方法。一是根据市场需求，一次设计出一整套产品。在设计过程中，充分考虑了整个系列产品的零部件的可重用性。典型的产品〓是计算机产品。

        另一种方法是先在这个系列下设计一个产品，然后根据需要在这个产品的基础上进行变型◣设计，逐步扩展成一ω个系列。典型的产︽品是手机。 然而，这种新的设计方法对传统的一对一的』管理方法提出了挑战。传统的绘图管理方●式是“档案袋”管理。所有的产品和零件都是一〗个接一个的。它不能在以该产品命名的投资组合中进行管理。这种方式显然不能适应系列化产品设计的管理。

        二．行业特点及管理需求

        目前，电子电器行业的企业主要分为三类：以提供代工制造为主的OEM企业；部分代工制〓造又有自主开发的OEM企业；具有自主设计制造营销能力的企业。

        三类企业的生产制造信╳息化需求是普遍的，但ODM企业和自主设计制造企业更注重企业研发管理的♂需求。

        １)产品元器件品种多、型号复杂，产品派生情况【、零部件升级换代引起的替代情况非常多，给产品结构信息管理带来了巨大的挑战。

        ２)为了快速推出新产品以获得市场竞争优势，越来越多的电子及高科技公司采用集成产品开发（IPD）模式，通过整合跨部门的产品开发团队，结构化√研发业务流程，帮助企业有效地进行产品开发，缩短产→品上市时间，提◣高产品利润。

        ３)多专业协同设计。电子产品设计由电路、软件、结构三♀部分构成，单独一个人▂无法承担所有工作，需要不同专业的设计人员参与，并且包括与元件采购、PCB板、机壳加工等负责人※员协作，才能完成设计任务。因此彼此间的信息共享、协同工作非常重要。

        ４)器件库的管理。开展电子产品设计的时候，设计人员要根据业务需求选择所需要的▓元器件，就需要接触到范围大的元器件库】，而企业在设计、生产中为限制产品制造成本会设定有效的元器件库供设计人员使用。因此管理好器件库，既保证设计人员的正常业务要求，同时能够满足企业合理的管理需求，对于电子产品制造而〒言非常重要。

        电子电气行业的产品很多，而且产品变化很快。如果手工输入产品物料信▽息，就不能满足企业生产管理快速变『化的需要。企业在实施企业信息化时，除了ERP外，还应注重PDM与ERP的集成，使PDM中的物料信息得以生成并传递到ERP中。只有这样，ERP才能及时、准确地获取产品的物料信息。

        集成PDM和ERP的方法有很多↘。这些方法有其固有的优点和缺点◥，这里不作讨论。实际上，真正影响PDM与ERP集成效果的不是集成方式，而是集成内容。PDM和ERP除了集成产品的基本结构信息外，还应该集成物料属性信息、工艺信息、设备工装信息等，只有这卐样才能形成ERP真正需要的完整的制造BOM结构。在只增加产品结构信息的情况下，ERP所需的大部分生产相关㊣属性信息仍需要在ERP中进行█维护，集成难以取得良好的效果。

MES的执行关键——数据采集

        MES在生产过程中起着关键的作用，而MES在执行过程中起到关键作用的又是什么？

       MES生产车间执行的信息化管理系统，它要实现对生产过程的工艺管理、质量管理以及生产管理等，就需要实◆时收集生产过程中的各类信息、数据，然后汇集到系统中，作为系统处理工作流△程的依据并且供管理层实时查询。

       那么如何□高效地采集生产车间的数据，是MES系统实施前↙应该解决的一个重要问题，此时就需要依靠SCADA数据采集与监←测系统，从设备底层进行数据采集，数据采︻集是MES发挥作用的根本。当然生产过程产生的数据不仅仅包含设备采集的数据，今天我们来谈一下MES系统数据采集主要包含哪几大方面。

       1.录入的数据 通过人员手动录入的数⌒据，一般是原始的基础定义数据，像资产名称、产品名称、生产⊙流程名称、工艺∮名称等等。

       2.条码采集的数据 通过生产设备或者物料、人员的编码进行制造数据的收集，其中主要包括产品编码、物料编码、人员编码、设备编码等。扫码的方式进行录入可以提高数据的准确性，并且录入速度提Ψ 高。因此建议企业对于固定的资产进行分类然后编码处理，转化成∩条码的方式和便于数据采集。

       3.生产设备及传感器数据采◣集 生产设备的数据采◤集，一般有以下几种方式DNC网卡、PLC数采等，随时监卐控生产设备的运行状态，主要依靠SCADA系统，同时实现可视化看板管理。某些●行业对温度、压力、湿度等的要求有严格要求的，其相关数据来源可以增加各类传感器。采集模式主要为々温度传感器、压力传感器、无线数据采集卡和PC等构成。

       生产数据实时准确地采集时MES系统发挥作用↓的重要基础，企业在实施MES系统时应首先考虑有没有实施数据采集，并且充分考虑数据采集的☆特点，在进行采集的时候结合实╳时性、完整性、多种采集方式结合的原则进行数据采集。