• 關鍵詞：                                                                MES                                                                工業4.0

• 摘要：以大數據、云計算以及物聯網技術基礎應用為代表的第四次工業革命——工業4.0，將工業界帶入了一場重大而根本的變革之中。其核心在于工業、工業產品和服務的全面交叉滲透。這種滲透借助軟件，通過在互聯網和其他網絡上實現產品及服務的網絡化而實現。

一、開發背景

以大數據、云計算以及物聯網技術基礎應用為代表的第四次工業革命——工業4.0，將工業界帶入了一場重大而根本的變革之中。其核心在于工業、工業產品和服務的全面交叉滲透。這種滲透借助軟件，通過在互聯網和其他網絡上實現產品及服務的網絡化而實現。新的產品和服務將伴隨這一變化而產生，從而改變整個人類的生活和工作方式，尤其是人類與產品、技術和工藝之間的關系。這就要求工業產品的開發和生產要有根本性的轉變和調整，以便高質量的部署新工藝，并使其轉化為具有經濟上的益處。

面對“中國制造2025”、工業4.0時代的風起云涌，傳統流程型制造業企業的困境更加凸顯。產能結構過剩、科技創新能力不足、產業集中度低、節能減排任務艱巨將成為企業持續發展的絆腳石。對于企業生產來說，僅關注設備自動生產、生產數據可自動采集等問題是遠遠不夠的，在解決了生產過程的自動化后，未來必須整合企業內部物流、信息流、資金流，以市場為導向、成本控制為核心，加強產品工藝的改造和創新，推動企業向智能化發展。在此形勢下，企業要全面向高端產業鏈延伸，擺脫傳統模式，向現代化模式轉型，必須要從四個方面進行突破：

?  網絡化，隨信息技術及網絡技術的發展，網絡化已經成為未來重要的企業管理模式；

?  扁平化，有效壓縮溝通渠道，提升企業管理效率和質量，最大限度的降低管理費用，提升企業員工的自主性和積極性；

?  柔韌化，有效解決組織機構的集團化和分權化的糾紛；

?  聯盟化，企業之間將會形成更加緊密的合作和戰略聯盟關系，實現優勢互補，提升企業的核心競爭力。

二、科遠股份制造執行系統（MES）

科遠股份制造執行系統(MES)正是在這樣的背景下應運而生，其提供面向流程型制造企業（如化工、冶金、水泥、垃圾處理等）邁向工業4.0智慧工廠的整體信息化解決方案，使流程制造行企業在原有相對較高的自動化水平基礎上更快的向“中國制造2025”邁進。在管理層面上，其倡導網絡化、扁平化、柔性化、一體化的管理變革。在技術層面上，其通過物聯網技術獲取企業實時生產信息，與企業資源管理系統(ERP)緊密結合，建立了一個高度靈活的個人化和數字化產品與服務的生產管理模式，實現所有信息可視、可知、可控。科遠股份制造執行系統(MES)正逐步幫助流程型制造業企業完成與信息互聯技術的對接，實現人與機器、機器與機器的對話；幫助流程型制造業企業提升生產與技術管理水平，打造企業核心競爭力；最終幫助企業實現智能生產，建設智慧工廠。

1、架設決策者與執行者之間的橋梁

科遠股份制造執行系統(MES)，是一套面向流程型制造企業車間執行層的生產信息化管理系統，處于管理層和控制層之間，主要服務于企業的生產管理和調度指揮，其作為橋梁和引擎，與控制單元(PLC)、監控系統(DCS)、企業資源計劃(ERP)、產品管理(PLM)等系統進行充分融合，切實解決了工業企業智能化管控的最后一米，它通過可視化的平臺實現計劃、調度、供應鏈、車間等各業務之間的橫向集成，消除各業務之間的信息孤島，清晰的展現企業。

從生產計劃與排產到生產組織過程、操作過程、生產質量控制、生產能耗、物料平衡以及生產的績效全過程，同時在縱向上完美支撐實時數據庫、PCS測點、圖形組態及展示、報表、短信、運行監視等信息平臺，為生產的動態管理提供了有效的手段，能幫助企業降低成本、挖潛增效、節能減排、提高質量。

2、降低生產成本，破解管理迷局

在流程型制造企業常見的4個發展階段（新產品、新技術的研發，工程建設，生產運營，銷售推廣）中，企業的成本結構集中于價值鏈的核心環節——生產制造階段，在生產環節上降低成本可以大大提升盈利空間——這就是破解流程型制造企業降本增效、提質創收、持續發展管理迷局的關鍵。針對于此，科遠股份制造執行系統(MES)提出了以下設計理念：

?  以市場為導向：以滿足市場需求為目標，綜合考慮產品體系、產線情況與市場環境都諸多因素，靈活采用按庫存、按訂單兩種管理模式，充分利用企業已有資源，滿足用戶個性化需求；

?  以財務為核心：對生產過程的投入產出、能耗、物料、人工等信息實時報賬，實現“物流、信息流、資金流”三流同步，隨時、準確掌握企業生產成本，提高市場競爭力；

?  以質量為中心：實現從原料進廠到產品出廠的全過程質量控制與過程跟蹤，最大限度的保證產品質量；

?  以設備為保障：構建滿足由規劃設計到安裝、調試、運維以及退役的資產全生命周期的設備管控，保障安全可靠生產，提升設備利用率，降低企業維護成本；

?  生產執行過程控制：適應外部環境和內部環境變化，當執行過程發生變動或異常時，提供各種柔性手段，快速應變、保持產能，實現按期、按量、按質交貨；

?  供應鏈管理：從接到訂單開始到訂單完成，從原材料進廠到產品出廠，涵蓋企業生產的所有關鍵業務，實現以可視化跟蹤為手段的全閉環管理，縮短交貨期，提高交貨準時率。

3、基于流程管理的功能布局

基于網絡化、扁平化、柔性化、一體化管理模式的流程型制造企業，為了真正意義上實現以生產計劃為龍頭，以生產工藝和物料移動為主線，以車間管理為核心，對企業人員、資金、物料、設備、工藝、環境等各種資源進行優化管理，實現實時生產過程與人、財、物等價值鏈的高度集成與協作，最終從常規管理邁向精細化閉環管理，實現敏捷制造。信息系統需至少具備以下4大功能：

?  生產過程實時監控：以企業底層生產控制系統為基礎，安全、經濟、高產量、高質量運行，提高企業整體效益；

?  以生產工藝為主線的車間管理：以數個大型的聯合設備為單位（車間）的指導、維持產品生產流水線全過程、各環節、各要素良好運轉工況和正常的生產秩序；

?  物料移動、物料平衡：依托生產過程實時監控，建立企業從原材料料進廠到產品出廠全面的物流管理體系，對企業物料移動進行計劃、執行、監控和記錄管理；同時建立全廠的物料平衡模型，利用平衡模型進行物料平衡與收率計算，對經過物料平衡系統整合校正后的生產過程數據進行統計平衡，并與歷史數據和生產計劃數據進行對比分析和跟蹤，從物料計量、存儲、移動、平衡等各方面對主要物料的收付流動信息進行綜合管理；

?  能耗管理：建立能量消耗模型，對全廠的水、電、汽、風等公用工程資源的生產和消耗數據進行收集、平衡和統計管理，給調度部門和生產部門提供公用工程系統的運行、裝置能源動力消耗情況，為生產成本核算、能耗統計提供基礎數據。      

科遠股份制造執行系統(MES)，結合公司二十年來服務于生產流程型企業的專業經驗，吸收國內外先進企業信息化建設思路，遵照國家“十二五”、“十三五”相關行業大綱，整合優化公司一系列信息化產品，在功能布局上做了較大提升，可總結成以下4組數字：1個數據中心、1個BI決策分析中心、2個通訊接口、11個功能模塊：

?  1個數據中心：以實時數據庫為核心的生產實時數據采集、存儲、分析、展示的數據中心；

?  1個BI決策分析中心：以完善的指標體系為基礎，建立不同的分析主題域，加強信息的快速索取與分析；

?  2個通訊接口：與控制層（DCS、PLC等）的接口及與經營業務層（ERP等）的接口；

?  11個功能模塊：包括工藝過程監視、生產計劃與調度管理、生產統計管理、現場管理、工藝管理、能源管理、質量管理、設備管理、供應鏈管理、安全管理、成本管理。

圖2：科遠股份制造執行系統(MES)程序框架

三、典型案例

山東某世界500強公司車間MES管理系統

山東某世界500強公司是一家擁有8個生產基地、總資產1269億元，集紡織、染整、服裝、家紡、熱電于一體的特大型企業，連續2年入選世界企業500強，連續4年入選世界著名品牌500強，連續12年入選中國企業500強。2010年，公司實現銷售收入156.67億元、利潤53.11億元。

由科遠股份主導設計、開發、實施的車間MES管理系統主要服務于該公司的生產管理和調度指揮，貫穿整個生產業務過程，全面計量能源消耗，提高設備和人員安全，降低生產成本，向企業領導提供生產經濟指標和決策依據。

系統是以生產管理為核心，包含實時監控、設備管理、生產過程管理、工藝管理、質量管理、調度管理和產品批次管理等，達到控制效率、質量、成本和績效的目標，同時為企業ERP系統提供數據，幫助企業建立一體化和實時化的ERP/MES/PCS信息體系，最終實現公司管控一體化管理。