MES系统是智能制造不可或缺的信息系统，在智能制造方式中扮演着重要角色。国际联合会MESA对MES定义为：MES是车间中用以管理和优化从订单下达到产品完工的整个生产过程的硬件和软件的集合，它控制和利用准确的制造信息，对车间生产活动中的实时事件做出快速响应，同时向企业决策支持过程提供相关生产活动的重要信息。离散型制造因配套复杂、生产组织难度大，实现智能制造需要解决种种技术问题和众多智能制造装备，MES实施也面临着更多的挑战。MES实施过程科学的项目管理方法及实施策略是成功实施的关键。

1 离散型制造业实施MES的动力

企业需要更精确的数据和更高质量的决策；应对需求和生产的波动性；提高生产流程的标准化程度(标准化、防呆防错）和效率；实现对物料和在制品的有效管理；更精细的质量追溯；更加实时的数据；对线边仓库的清晰管理，有效分割耗用与浪费；对人员工作时间与效率的精确统计；加快对突发事件的反应速度。可以说，企业对精益生产的追求应当是企业推进MES项目的根本推动力。

MES是将精益工作方法的实施过程、过程控制、数据管理和分析，交由IT系统集中统一管理并跟踪执行，而无需再由人工创造许多图表档案。通过数据分析调整精益生产的流程，优化决策过程，提升整个生产的效率和质量。MES系统的软硬件集成、全局管理及优化、实时性、信息中枢这四大特征也恰恰满足了企业对制造信息化的需求。

总之，MES就是一个工厂“聪明”的大脑，通过MES，一个订单可快速精准地分解到每个工位。沿着MES的工艺流程，能够了解产品制造的全过程和细节，以及用哪组参数来处理，下一站应该去哪个工位等问题。

2 实施MES的关键过程

MES项目实施可分为准备阶段、蓝图设计阶段、系统实现阶段、系统部署阶段、上线运行支持阶段。项目管理的因素主要包括范围、进度、质量、成本、沟通、变更、风险等。每个阶段围绕项目总体目标，抓住各阶段重点工作，按计划执行是项目成功的关键。

MES项目各阶段的重要内容如图1。

图 1 MES 系统实施主要内容

2.1 项目准备

首先，应策划实施的范围，明确整个公司实施MES的总体规划路线；其次，组建项目团队，明确项目组织机构，制定切合实际的项目管理章程，明确每个项目角色及成员的具体职责，建立项目考核机制及沟通机制等。例如，在企业的MES项目考核机制中对内部项目成员从项目过程中出勤、承担的工作量及复杂程度、工作按计划完成率、工作质量、协作精神等方面进行评比，作为项目奖励和考核的依据。对外部合作方人员从出勤纪律、会议决议及计划按时完成率、提供的方案质量、输出物数量、协作精神等方面进行考核评比，作为与外部结算的依据。沟通机制设置每天项目中各小组召开日例会，每天进行项目日计划进度检查，重要事项或问题及时得到处理。每周组织向项目总监汇报项目进度及要决策事项，项目实施中的问题及时得到协调和解决。每月或项目里程碑节点组织向项目决策委员会汇报，由分管领导把关以确保整个项目未偏离方向和目标。

2.2 蓝图设计

2.2.1 现状问题及需求分析

蓝图设计前需要对现状做详细的分析，对全流程用过程分析方法把业务解剖到单元，对业务每个步骤，相互关联影响进行剖析，围绕目标，从组织、流程、系统的角度系统性分析各单元的需求。在企业的试点项目中从研发至售后服务整个业务域进行访谈和需求调研，针对生产、物流、质量、设备、成本、工艺现状及需求进行分析，共列出238个问题，其中业务问题96个，需要系统功能解决的问题118个。

具体的分析内容包括：现状流程图及概述、业务活动描述、需求分析三部分。首先由业务负责人画出现状流程图以便列出所有业务活动过程，再对每个活动步骤，具体到岗位来描述具体活动现状，输出存在的问题，以及业务想改进的方向或对系统对组织的需求。再由功能顾问协助业务人员对列出的问题及需求进行分析，梳理出业务变革需求、系统构建需求，并对问题进行分类，分析影响，初步确定解决的方案。

2.2.2 蓝图设计

MES在企业被定位为流程再造、业务变革的契机，通过前期详细的需求分析及业务未来发展方向，规划总体蓝图后进行了特别详细业务流程设计。详细蓝图流程从流程目标/宗旨、流程描述、关键控制点、与其他流程的关系、业务改进点、实施先决条件、实施难点方方面面的内容，确保流程文档考虑充分；同时，明确业务流程图、流程每步对应的岗位及职责、例外业务如何处理、如何评价，未来规划是怎么样的，确保流程实施有效。

2.3 系统实现

这个阶段主要是针对蓝图流程输出的功能需求，再对比已购买的软件系统标准功能，整理需二次开发或新增开发的功能清单，针对每项需要二次开发功能列出功能说明书、系统开发、顾问单元测试、关键用户单元测试几个环节的工作开始和完成时间及负责人、参与人等。这几个环节采用迭代方式进行，可大大加快系统实现阶段项目进度。功能设计之前必须先结合标准功能编制界面设计规范，以便在功能设计时统一界面的风格，省去后续再次对系统界面标准化的部分工作，也方便用户熟悉和掌握系统的操作。同时，这个阶段另一重要任务就是业务关键用户要准备集成测试的业务场景，待每个场景涉及的功能单元测试完成后，要在测试系统模拟业务开展集成业务场景测试，确保功能之间已实现顺利衔接，数据传递准确。

2.4 系统部署

这个阶段也叫上线准备阶段，主要是正式生产环境系统的搭建及功能配置、对最终用户的培训、软硬件集成环境调试。除此，此阶段还需制定详细的上线策略，主要内容包括：每个功能清单上线时间点及切换要求、生产计划、在制品的切换方案、上线支持分工、上线问题处理流程等。

MES实施不是一蹴而就的，所以通常会用到的策略包括功能分批、分区域实施或分区域功能分批迭代实施，当然，准备充分的情况下可以一次性实施整个MES规划功能。但无论哪种策略，一个完整业务场景涉及的功能必须同步实施。在企业的试点及后续项目中我们都采用功能和生产线分批实施的策略，在运行顺利情况下，一个月内可把MES项目规划的主体功能全部实施完，特殊业务或更深度的集成应用上线后再逐步迭代实施，如图2。

图 2 迭代实施策略举例

2.5 上线运行及支持

MES系统上线后最关键的是问题的响应和处理，不能因为系统上线对生产造成影响。所以在上线初期以至后期运行都必须有个良好的运行支持机制。首先，建立系统上线试运行的二级沟通网络（如微信群），一级包括现场操作者、班组长、工段长、关键用户等；二级包括关键用户、功能顾问、开发人员等。其次，建立问题收集与记录。所有的问题需要统一登记，明确具体问题的相关数据及业务过程描述、问题发生时间、提出人、问题分类、问题负责人、要求解决时间和实际解决时间等，这些信息可以在问题逐级上报过程中补充完整。最后，必须建立问题进度检查机制。项目上线初期要每天组织项目组成员对问题清单进行检查，跟踪问题的解决进度。

运行顺利后，这些问题跟踪表可以继续沿用，以便对系统优化改进做好记录，每周定期回顾运行中的问题并做完善。

3 实施MES取得的效果

企业实施MES，实现了生产信息透明化，为各层级提供决策依据，并促进KPI的提升。

3.1 为决策层提供决策依据

主要体现在：可针对质量管理、生产绩效、生命周期管理等提供业务分析报告；能够实时展示制造信息，无论在车间或办公室、会议室，可通过电脑、大屏幕显示器、电视机随时获得所需的生产信息；通过先进的可定制可缩放矢量图形技术，可结合企业需求及行业特点，轻松创建特定的数据看板和报表，并可快速钻取至所需要的明细信息。

3.2 方便车间管理层高效、透明地对事务管理

可通过对车间生产工作任务合理分派，使制造资源利用率和人均产能更高，有效降低生产成本；控制过程质量，通过对质量信息的采集、检测和响应，及时发现并处理质量问题，控制不良品流转；促进业务及时响应现场异常，主要通过对生产状态的实时掌控，快速处理车间制造过程中的生产过程中常见的物料短缺、设备故障、质量问题等各种异常情形。在企业设计的生产异常反馈与处理流程，通过关键的业务活动，如操作者方便快捷（对异常进行分类、影响程度设置可选项）提报异常、异常信息准确推送到责任者、责任者响应及进度答复、异常处理闭环等环节，形成了详细的过程数据记录，并形成看板展示在车间，实时更新进度，拉动问题快速解决，也为生产管理考核提升提供了依据。同时，结合生产进度形成在制品异常报表，生产管理者通过准确的生产进度、清晰明了的生产异常，拉动在制品异常管控及快速流转，在制品平均减少了50%，生产计划达成率提升了30%以上，平均制造周期缩短了30%。

3.3 实现与工位硬件装备集成

例如在项目实施中与钢印打标机集成，实现了MES对设备的控制，避免了人工输入的错误。MES还可通过与数据采集系统集成，实现对数控设备、工业机器人和现场检测设备的集成管理，实时获取制造装备状态、生产过程进度以及质量参数控制的生产活动信息，并将数据同步、有效、及时传递给执行层与管控层。同时，可实现生产指令传递与反馈，支持向智能终端及制造设备下发生产过程控制指令，正确、及时地传递过程加工参数，例如在企业实现MES通过数据采集系统对加注机针对每台整机的加注量控制，对拧紧力矩的控制等，通过系统正确调取参数保证产品质量。

4 结束语

文章通过对MES实施过程的研究，总结离散制造业MES实施的方法论及应用效果，值得同行业借鉴。在后续的应用中，需要持续应用数据进行制造管理业务的分析与提升，挖掘数据及信息系统给离散制造企业带来的价值。通过MES对物料配送需求的准确拉动，对物料配送拉动是离散制造企业需要突破的重要课题；在下料车间，MES系统与排料软件集成，实现对原材料批次、下料计划、板材利用率等进行管理可以给企业带来更多价值提升点。

原文刊载于《装备制造技术》2020年第5期  作者：广西柳工机械股份有限公司 杨娜