1. 什么是MES？

MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)），起源于上世紀90年代，是面向車間層的信息管理系統(tǒng)，它位于上層計劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制系統(tǒng)之間，為操作人員和管理人員提供生產計劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有生產相關資源（人、設備、物料、工藝、客戶需求等）的當前狀態(tài) 。

當前，在工業(yè)4.0的時代背景下，隨著工業(yè)物聯網、大數據和云計算等新一代信息通信技術的發(fā)展與廣泛應用，MES被賦予了新的內涵。工業(yè)4.0時代的MES，是企業(yè)為了應對市場變化、滿足客戶個性化需求，實時響應和調整生產過程、快速分析和協(xié)同決策的制造執(zhí)行與運營管理系統(tǒng)，它可與企業(yè)的其它管理系統(tǒng)無縫銜接，實現從市場需求、工藝及流程設計，到產品生產、交付的全過程閉環(huán)管理；實現從生產計劃到生產執(zhí)行過程中，對人員、設備、物料、質量、資源和能源的管控。

2. 為什么需要MES？

隨著市場環(huán)境的變化和現代生產管理理念的不斷更新，一個制造型企業(yè)能否良性運營，關鍵是使“計劃”與“生產”密切配合，企業(yè)和車間管理人員可以在最短的時間內掌握生產現場的變化，作出準確的判斷和快速的應對措施，保證生產計劃得到合理而快速修正。雖然ERP和現場自動化系統(tǒng)已經發(fā)展到了非常成熟的程度，但由于其服務對象是企業(yè)管理的上層，對車間層的管理流程不提供直接和詳細的支持。而現場自動化系統(tǒng)的功能主要在于現場設備和工藝參數的監(jiān)控，它雖可以向管理人員提供現場檢測和統(tǒng)計數據，但無法給出針對車間的整體管理信息。

所以，ERP系統(tǒng)和現場自動化系統(tǒng)之間出現了管理信息方面的“斷層”，對于用戶車間層面的調度和管理要求，它們往往顯得束手無策或功能薄弱。比如面對以下車間管理的典型問題，它們就難以給出完善的解決手段：

1、生產線和加工設備有多少時間在生產，多少時間在停轉和空轉？影響設備生產潛能的最主要原因是：設備故障？調度失誤？材料供應不及時？工人培訓不夠？還是工藝指標不合理？

2、能否對產品的質量檢測數據自動進行統(tǒng)計和分析，精確區(qū)分產品質量的隨機波動與異常波動，將質量隱患消滅于萌芽之中？

3、傳統(tǒng)人工報表費時費力誤差大，能否自動統(tǒng)計每個過程的生產數量、合格率和缺陷代碼？

而MES的定位，是處于計劃層和現場自動化系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，主要負責車間生產管理和調度執(zhí)行。一個設計良好的MES系統(tǒng)可以在統(tǒng)一平臺上集成諸如生產調度、產品跟蹤、質量控制、設備故障分析等管理功能，使用統(tǒng)一的數據庫和通過網絡聯接可以同時為生產部門、質檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務。系統(tǒng)通過強調制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產，協(xié)助企業(yè)建立一體化和實時化的信息體系。

3. 我們的ForceCon-MES能做什么？

實現企業(yè)內部各種生產資源的統(tǒng)一協(xié)調，制定合理、有效的生產計劃。

實現對生產過程、裝置及設備運行情況、產品質量及生產成本的實時監(jiān)控。

實現各部門在生產管理方面的業(yè)務協(xié)同，加快計劃的下達、物料的供應、生產異常情況的反饋與處理。

通過規(guī)范化的管理流程，落實并跟蹤生產計劃的執(zhí)行情況，減少損失和消耗。

實現物料數據的完整性、一致性、準確性管理，有效監(jiān)控物料平衡，并降低生產成本。

實現從原材料進廠、到生產過程中的半成品，到最終產品出廠的全過程的質量檢驗，嚴格控制產品批次及質量管理。

根據生產計劃制定有效的設備檢維修計劃，做好設備日常維護與保養(yǎng)，提高設備的生產能力和綜合效率。

提高生產數據傳遞的及時性、準確性，并且通過對大量生產相關數據的統(tǒng)計、分析，為生產過程改進提供數據支撐。

4. ForceCon-MES功能模塊簡介（以化工行業(yè)舉例）

5. 我們的技術方案（以化工行業(yè)舉例）

5.1. 系統(tǒng)部署架構

MES系統(tǒng)的部署架構如下圖所示：

整個生產企業(yè)的信息系統(tǒng)劃分為三層，過程控制層、生產執(zhí)行層、企業(yè)管理層，其中MES作為生產執(zhí)行層的核心系統(tǒng)，在整個企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下，是企業(yè)生產活動與管理活動信息溝通的橋梁。

5.2. 系統(tǒng)功能架構

MES系統(tǒng)功能架構如下圖所示：

整個MES系統(tǒng)的設計，遵守流程行業(yè)生產及安全管理業(yè)務標準與規(guī)范、遵守中國電子行業(yè)MES標準與規(guī)范、遵守信息化建設與信息安全及信息集成接口的標準與規(guī)范。

5.3. 系統(tǒng)集成方案

MES系統(tǒng)支持與第三方系統(tǒng)的集成，集成方案如下圖所示：

MES與實時數據庫接口，實時數據庫為MES系統(tǒng)提供生產裝置的溫度、壓力、液位等工藝運行參數，關鍵設備的運行數據，物料投用量及水、電、氣等公用工程的用量，生產安全監(jiān)測數據、環(huán)境在線監(jiān)測數據等；MES在獲取生產相關的實時數據之后，可以通過工藝流程圖、物料流向及平衡圖、能流圖、報警監(jiān)控圖等進行展現；MES還可以通過餅圖、柱狀圖、儀表盤、趨勢圖等，對生產核心數據進行統(tǒng)計、分析及展現。

MES與ERP接口，MES與ERP系統(tǒng)實現信息的雙向交互，ERP根據客戶的訂單信息下達生產任務到MES系統(tǒng)；MES系統(tǒng)根據生產任務制定生產計劃，并確定物料需求計劃，上傳給ERP系統(tǒng)，根據庫存情況執(zhí)行物料的采購。

MES與EMS接口，MES與EMS系統(tǒng)實現信息的雙向交互，MES根據生產計劃下達能源需求計劃給EMS系統(tǒng)；EMS系統(tǒng)把生產能耗數據、設備能耗數據、生產能耗分析等信息上傳到MES系統(tǒng)，為生產調度部門優(yōu)化生產工藝、節(jié)能降耗提供決策依據。

MES與LIMS接口，MES與LIMS系統(tǒng)實現信息的雙向交互，MES系統(tǒng)根據生產原輔料及生產過程中質量控制的要求和最終產品的檢驗要求，給LIMS系統(tǒng)下達檢驗任務與計劃；LIMS系統(tǒng)則把原輔料、過程品、產品的檢驗結果及生產環(huán)境的檢測結果上傳到MES系統(tǒng)，為生產管理部門控制產品質量、安全環(huán)保部門控制生產排放提供數據支撐。

MES與SCM接口，MES與SCM系統(tǒng)實現信息的雙向交互，SCM為MES系統(tǒng)提供原輔料的發(fā)貨狀態(tài)及物流信息；MES則根據訂單的生產進展情況，為SCM提供生產狀態(tài)。

MES與CRM接口，MES與CRM系統(tǒng)實現信息的雙向交互，CRM系統(tǒng)為MES系統(tǒng)提供客戶及其對產品的需求信息，以及對產品的質量反饋；MES系統(tǒng)則針對客戶的需求及問題進行分析并反饋。

5.4. 信息安全方案

MES系統(tǒng)安全防護方案如下圖所示：

工業(yè)隔離網關PSL，在關鍵的生產裝置及控制設備前端，部署工業(yè)隔離網關PSL，確保控制網絡內部不同區(qū)域的安全性，以及控制網絡接入信息網絡的安全性。

工業(yè)采集網關ICG，在智能儀表前端部署工業(yè)采集網關ICG，針對不同種類的數據通訊協(xié)議進行采集及轉發(fā)，同時具備工業(yè)防火墻的安全防護功能。

工業(yè)防火墻ISG，在工業(yè)控制網絡與企業(yè)管理網絡之間部署工業(yè)防火墻ISG，主要針對來自網絡的病毒傳播、黑客攻擊等不安全行為進行過濾及防護，避免對工業(yè)控制網絡的影響，確保生產活動安全、穩(wěn)定的運行。

安全管理平臺，部署在生產執(zhí)行層，全面監(jiān)控控制及安全設備的運行狀態(tài)，當出現運行指標異常或發(fā)現攻擊行為或違規(guī)訪問時，能夠及時進行多種方式的報警，幫助管理員迅速定位故障點，發(fā)現高危安全事件，及時采取有效措施，保障生產活動連續(xù)、正常運行。

6. 我們的優(yōu)勢