企业MES级系统集成架构图

企业IT系统集成之PLM、ERP、MES/MOM无论是MES/MOM、WMS、ERP、还是PLM，在信息化项目中总免不了一个词语：集成关于PLM与ERP，前面我们已经分享了很多，今天我们就来聊一聊PLM与ERP之间的集成~各大软件与系统之间的集成前面我们提到了Teamcenter、Eplan、 SAP、NX MCD、MES/MOM等各个软件或系统之间的各种集成方式与案例：系统集成对于制造型企业而言，创新是“爹”，集成是“娘”，“爹”的数字化抓手是PLM，“娘”的数字化抓手是ERP；“爹”与“娘”之间的相亲相爱是家庭和谐的基础，PLM 与ERP之间的有效集成是企业发展的保证。

一流的企业卖技术，二流的企业卖品牌，三流的企业卖产品，四流的企业卖体力。

技术来自于研发和创新，所以，创新是企业发展的“爹”；品牌来自体系和集成，所以，集成是企业发展的“娘”。

在一个环境持续变化、供应同质化和需求碎片化的市场，企业要活下去，必须要有高于竞争对手的运营效率，这来自于全环节的集成，ERP的应用就是尝试帮助企业解决集成的问题；而企业要活得好，则必须为市场提供创新性产品或服务，PLM的应用就是尝试帮助企业解决创新的问题。

图1：制造型企业的PLM与ERP PLM的创新使命大体来说，在制造型企业中，与产品开发有关的创新包括产品功能和结构的创新（产品创新，Product Innovation），比如5G技术和产品；以及产品制造过程的创新（过程创新，Process Structure），比如5nm芯片加工技术和工艺。

只要具备其中一种，企业就能获得竞争优势；如果两者兼而有之，那无疑将处于行业的绝对垄断地位。

那么，PLM是如何帮助企业提升创新能力的呢？作为一种数字化产品研发管理解决方案，PLM的主要功能包括需求管理、文档管理与CAX集成、研发协同与可视化、知识管理、产品组合管理、通用件库管理、项目管理、分类管理、配置管理、工程变更、质量保证，等等。

SMT｜MES系统架构及功能上一篇我们简单讲述MES系统在实际应用中发挥的作用。

接下来我们重点讲一下系统实施的特点，在外需和内需的驱动下，企业需要引进创新的管理技术和方法作为支撑。

为了解决SMT电子企业面临的问题，我们引入了SMT电子行业MES解决方案，利用条码技术、RFID技术、网络通信和数据库技术等。

■ SMT行业MES系统实施的主要特点：SMT包括上下板设备、印刷设备、SMT设备、回流焊炉、AOI测试设备、测试设备等，MES解决方案将SMT仓库和车间生产活动分解为以下几个阶段：■ 仓库物资的分配SMT线仓管理决定了原材料车间生产追溯的粒度，实现了基于MES的物料数据，系统控制中各个环节的流转，对于MSD物料和IC 类元器件，MES还建立了规范控制机制，确保材料做这个级别的材料绘制不会出错。

■ 数据导入和工单启动阶段工单启动是MES系统中所有生产活动的先导。

工单信息包括单工号、产品代码、产品型号、生产量等，下单后，根据产品特点，选择合适的工艺流程，并在产品数据维护表中确认，准备一份项目，涉及的工艺一般包括锡膏类型、钢网类型、贴片程序台表(材料)、生产工艺等。

在后台数据库中，MES系统已经完成了工艺与材料台表的匹配到工单特性的配置。

如果生产确认结果与系统配置一致，则可以启动工单。

■ SMT生产控制用户在导入MES系统前，根据指令将相关程序等信息导入各设备，并没有检查信息的一致性。

并且由于现场工作完全由人工来检查，大大增加了出错的风险，MES系统和路由控制方法采用系统的方法，集成条码识别方法，实时获取产品和物料信息，并结合分块装置的应用，不仅可以有效达到防错万无一失的目的，而且可以收集完整的产品过程数据，建立生产和质量追溯的基础。

在生产过程中，根据生产需要，如紧急订单输入、工艺变更、严重异常发生等，当产品需要暂停或中断时，谁可以及时发布的生产状态，以及可以改变生产资源的占用状态，以满足生产优化的需求。

MES系统总体设计架构简单介绍系统目标MES系统通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源，优化从定单到产品完成的整个生产活动，以最少的投入生产出最优的产品，实现连续均衡生产。

MES系统通过与ERP、DCS系统的全面集成，为企业搭建一个生产制造集成平台，实现对生产全过程的管理。

系统总体建设目标如下：•整合可用资源：联接企业的计划层和操作层，整合信息孤岛•优化生产流程：通过项目实施来梳理、优化现行生产业务流程•完善管理手段：将制造过程中的生产计划、进度安排、物料流动、物料跟踪、过程控制、过程监视、质量管理、设备维护等活动全面集成起来，有机协调这些活动的执行，使制造过程朝着高效方向发展；•掌握生产现状：让生产现场透明化；•提供评价依据：收集、整理生产过程中的各类数据，为管理人员提供评价依据；•指出改进方向：提供科学、灵活的分析评价工具，以指出改进生产过程的方向。

管理目标1.生产执行系统项目实施，是实现生产过程中的组织、管理和决策的最优化，最终达到企业整体水平的最优化，使从计划、生产、调度、资源分配等管理更加科学、准确。

2.实现生产过程的快速反应与敏捷、精确制造，最终与业务系统、生产自动化系统集成，实现全厂供应链的快速反应。

3.实现工厂自动化连续化均衡生产。

4.实现生产过程中的产品生产交货期的准确预估，最终与业务系统、生产自动化系统集成，实现对客户的产品交货期的准确预估。

5.实现产品质量以及生产过程的可追溯性。

6.实现生产过程产量、消耗、质量、设备状况、产品跟踪和技术性分析等的全面动态可视和可控。

7.实现生产过程中的实时事务处理功能以及统计分析功能。

8.建立预警指标，提供预警功能（包括设备、质量、物流等）；提供调度方案供调度人员决策。

技术目标清晰划分企业运营管理与企业生产执行作业两个不同层次的功能模块，二者相互独立而又有机集成。

紧密集成原本独立的系统，消除信息孤岛，保证数据的一致性，提高数据的可复用性，实现各职能部门之间的数据共享与流通。

数字化生产中的MES系统架构和实现随着科技的不断发展，数字化生产已成为当今生产制造业的主流趋势。

MES系统（生产执行系统）作为数字化生产的基础设施，是连接生产管理和生产工艺的桥梁，负责从生产计划调度、生产过程控制、在制品运行状态掌控、产品质量检查等各个环节实现生产过程自动化、信息化和数字化。

本文将从MES系统的架构和实现两方面进行探讨。

一、MES系统的构成和架构MES系统是由多个互相连接的系统和模块组成，包括ERP、PLC、SCADA、MES核心系统、OA办公系统等。

这些系统和模块中，MES核心系统是最核心的部分，它是生产执行的中心控制管理系统。

（一）ERP系统ERP系统（企业资源计划系统）是实现企业资源整合管理的软件系统，它负责管理企业从上游到下游的资源，包括人力、设备、库存、纵向供应链和财务等。

ERP是企业整体管理的先导，MES系统需要通过ERP与各个业务系统进行集成。

因此，MES系统要兼容ERP系统。

（二）PLC系统PLC系统（可编程控制器系统）是时实现自动化生产过程的核心控制系统。

在MES系统中，PLC系统通过传感器获取生产现场的数据，并通过指令控制执行过程，再向MES系统反馈数据。

PLC与MES系统的数据传递应该无缝集成才能实现自动化生产。

（三）SCADA系统SCADA是实现监控、管理工厂自动化过程的控制软件系统。

MES系统通过SCADA实现对生产现场的物理控制。

在MES系统中，SCADA是实现自动化生产的重要系统之一，必须与PLC系统、MES核心系统进行对接。

（四）MES系统核心MES核心系统是整个系统的中心部分，其作用是使整个数字化生产体系协调有序。

MES系统核心控制生产过程并实现数据输入、掌控、分析和输出。

在MES系统的核心控制模块中，需要具备生产计划调度管理、生产过程控制、在制品运行状态掌控、产品质量检查等功能。

（五）OA办公系统OA系统（办公自动化）是满足企业日常行政流程方便快捷运行的信息化系统。

信息化系统（ERP, PLM, MES, WMS ）架构设计与建设规划0引言智能工厂信息化系统需要将现代管理理论、智能制造理论与最新信息化技术、自动化技术、网络通信技术、信息物理系统、大数据技术、云计算技术深度融合，通过科学规划和全面集成企业设备单元、生产监控、制造执行、企业管理、设计研发等各类系统，最终构建由智能设计、智能经营、智能生产、智能决策组成的智能工厂。

1规划范围基于智能工厂所需的主要业务系统进行规划建设，主要有：（1）ERP （企业资源计划系统）：它是企业信息化的核心系统，管理销售、生产、采购、仓库、质量、成本核算等.（2）PLM（产品生命周期管理系统）：它负责产品设计的图文档、设计过程、设计变更、工程配置的管理，为ERP系统提供最主要的数据源BOM表，同时为MES系统提供最主要的数据源工艺路线文件。

（3）MES（制造执行系统）：它负责车间中生产过程的数字化管理，实现信息与设备的深度融合，为ERP系统提供完整、及时、准确的生产执行数据，是智能工厂的基础。

（4）WMS（仓库管理系统）：它具备入库业务、出库业务、仓库调拨等功能，从ERP系统接受入出库物料清单和MES系统中接受入出库指令，协同AGV小车完成物料配送的自动化，实现立体仓库、平面库的统一仓储信息管理。

2智能工厂信息化总体架构基于企业系列标准的支持和企业级别的信息安全要求，在信息物理融合系统（CPS）的支持下，构建智能设计、智能产品、智能经营、智能服务、智能生产、智能决策六大系统。

其中，通过服务网、物联网将企业设施、设备、组织、人互通互联，集计算机、通信系统、感知系统一体化，实现对物理世界的安全可靠、实时、协调感知和控制；同时通过企业信 息门户（EIP ）实现与客户、供应商、合作伙伴的横向集成（如协同商务和信息共享）， 以及实现企业内部的纵向集成（如不同系统之间的业务协同）。

构建的智能工厂总体框架 如图1所示。

根据信息化系统规划范围及建设相关要求，本文参照智能化工厂的总体框架， 构建符合企业业务特点的信息化系统架构，如图2所示。

mes系统体系结构和功能模块
MES系统是制造执行系统的缩写，是指对生产过程进行管理、协调和监控的系统。

MES系统涉及到生产计划、生产调度、生产控制、生产数据采集、质量管理、设备管理等方面。

MES系统的体系结构一般包括五层：业务应用层、工业控制层、设备接口层、数据存储层和管理决策层。

MES系统的业务应用层包括生产计划、物料控制、生产调度、生产执行、生产数据采集、质量管理、工艺管理等多个子模块。

其中，生产计划模块用于制定生产计划，物料控制模块用于对原材料、中间品和成品进行控制和管理，生产调度模块用于对生产任务进行调度和协调，生产执行模块用于实现生产过程中的各项操作，生产数据采集模块用于对生产数据进行采集和分析，质量管理模块用于对产品质量进行管理和控制，工艺管理模块用于对工艺流程进行管理和优化。

MES系统的工业控制层包括PLC、DCS、SCADA等控制设备，用于控制和监控生产现场的各项设备和过程。

设备接口层是MES系统与生产现场设备之间的接口，用于实现数据的采集和传输。

数据存储层包括关系型数据库和数据仓库，用于对生产数据进行存储和管理。

管理决策层则是对生产数据进行分析和决策的层次，用于支持企业的决策和管理。

综上所述，MES系统是一个涉及众多方面的系统，其体系结构和功能模块都十分复杂和丰富。

在制造业发展的今天，MES系统已
经成为了提高企业生产效率和质量的重要工具，对于企业的发展和竞争力提升具有重要意义。

MES系统框架及功能简介MES系统是一种包含了多种功能的全面管理系统，其核心特点是链接制造过程中各个环节的数据，以供企业快速调整、优化生产活动。

MES系统能够汇集数据，概括生产过程，支持实时监控，并能提供各类生产信息，以便企业最优化生产成果，增强市场竞争力。

MES系统框架MES系统的框架包括以下5个基本层次：1. 应用层MES应用层主要为企业应用提供跨平台的软件系统，如仿真模型、流程建模、数据分析、原材料采购、物料控制等。

此层次的主要任务是整合所有的MES数据，并将其转化成有用的生产信息。

2. 数据层数据层是MES系统的中心，在此层，MES系统收集的各种生产数据被处理和存储。

此层主要有以下功能模块：接口、数据库、消息队列、数据中心、数据清洗、数据分析、数据标签等。

MES系统通过这些模块将生产数据从采集到处理转化，再到最终结果分析、报告输出。

3. 资源层资源层主要实现MES系统和工厂控制、管理用的系统设备和人员之间的交互。

此层包括以下几个主要的模块：设备管理，人员管理，工艺路线，订单管理等。

在MES系统管理的工厂中，每个设备和人员都有其对应的资源标识，用于追踪其生产过程的数据信息。

4. 通讯层通讯层是MES系统中比较重要的层次, 主要实现各种标准化的通讯协议和非标准化的数据发生式，来实现与现场设备和外部系统的数据通讯交互。

此层包含的通讯设备和技术包括：M2M、物联网、OPC、PLC、MODBUS等。

5. 硬件层硬件层包含了MES系统所需的各种硬件设施，如服务器、存储、通讯设备、工厂设备等。

此层是MES系统的重要支持基础, 它不仅保证MES系统正常运行，还支持MES应用层的各种功能。

MES系统主要功能MES系统系统主要功能包括:1. 生产调度管理根据生产计划与企业实际情况，MES系统可以为生产车间中的生产活动建立优化调度的效率。

通过提前计算、物料调整、技能培训，MES系统可以帮助企业有效规避生产中可能出现的问题，并确保生产活动的有效完成。

mes系统体系结构和功能模块
MES系统是制造企业进行生产管理的重要工具，它可以帮助企业实现生产计划、库存管理、物料追踪等多种功能。

MES系统的体系结构可以分为三层：控制层、操作层和管理层。

控制层主要负责生产过程中的实时控制，包括PLC、SCADA等设备；操作层主要负责MES系统的操作和数据采集，包括手持终端、RFID读取器等设备；管理层主要负责对生产过程进行监控、分析和决策，包括生产计划、生产报表等功能模块。

MES系统的功能模块涵盖了生产计划、物料管理、生产控制、质量管理、成本管理等多个方面，这些功能模块的协同作用可以实现制造企业的高效管理和优化生产。

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《智能制造之MES系统》系统框架及主要业务流程一．概述生产系统作为装备制造企业的重要环节，直接影响着产品的交货期、质量、成本。

加强生产系统的管理与控制是企业提高竞争力的有效途径。

生产系统的管理与控制涉及到生产过程的计划和执行，过程一旦发生变化，要求系统能够做到及时协调与实时控制从而使生产过程稳定运行。

该系统主要目的是解决下达生产计划后的执行力，生产过程的控制，包括生产作业计划的产生、以车间为核心的生产作业控制、在制品控制、生产进度监控及预警、生产执行过程的动态监控并根据监控信息进行实时调整、生产过程成本转移、生产过程质量信息统计与分析、生产进度及成本的多角度监控与统计分析。

解决材料使用的控制,从而最大限度的控制成本。

二．项目目标本项目以复杂装备制造产品为典型生产模式，实现生产执行过程的计划与实时控制。

项目内容包括：技术数据管理、工艺设计与规划，生产系统的计划、执行、监控预警、高级排程与实时调度、生产过程的质量体系与控制，生产系统中的实时物流控制与实时成本转移分析与控制，质量监控与统计分析,生产过程的质量体系管理与追溯系统、下料车间的下料管理与材料利用率控制、快速报价与工期估计、工程与发货管理。

与公司正在使用的PDM和财务系统接口，建立以生产过程执行控制为核心的综合信息化系统。

本项目针对装备制造产品的情况，对生产制造过程进行信息化管理，达到优化生产计划与生产执行过程，为生产系统的准确运行与及时生产提供有利的保证。

项目最终目标是通过项目的实施，使生产执行各个系统在统一共享和集中的网络平台上运行，最大限度的提高生产计划与管理的效率和准确性，使生产进度、质量、成本处于控制之中。

本项目通过实施,进一步规范技术数据,强化工艺规划在生产过程特别在质量控制与成本控制的先期策划的作用，企业各部门可以通过系统随时了解生产执行情况、工序执行情况、质量情况、成本情况，特别是项目负责人可以随时了解项目的执行进度；技术与生产结合形成完整的产品设计与生产制造系统，可以随时查看产品的生产进度情况，从而获得第一手资料。

MES在工厂综合自动化系统中起着中间层的作用——在MRP II、ERP系统产生的长期计划的指导下，MES根据底层控制系统采集的与生产有关的实时数据，对短期生产作业的计划调度、监控、资源配置和生产过程进行优化。

那么，MES依靠哪些技术、模块实现这一目标？尤其是与ERP、控制系统如何实现协作呢？作为一种计算机辅助生产管理系统，MES重要使命就是实现企业的连续信息流。

它包含了许多功能模块。

通过实践，MESA（MES国际联合会）归纳了十一个主要的MES功能模块，包括工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集等模块。

对于这个归纳，业界还有一点争议。

NIST（美国国家标准与技术研究组织）在向OMG（Object Management Group，对象管理组织）提交的《NIST Response to MES Request for Information》报告中就认为：MESA的归纳中，过程管理不应单独作为一个功能模块，而应该添加一个物料管理模块。

我们也认为，MES应具有物料管理功能。

携手上下层、优化数据流通过上述这些模块有效协作，MES在工厂综合自动化系统中起着中间层的作用。

在MES下层，是底层生产控制系统，包括DCS、PLC、NC/CNC和SCADA或这几种类型的组合；在MES上层，则是高层管理计划系统，包括ERP、MRP II。

从时间因素分析，在MES之上的计划系统考虑的问题域是中长期的生产计划（时间因子＝100倍），执行层系统MES处理的问题域是近期生产任务的协调安排问题（时间因子＝10倍），控制层系统则必须实时地接收生产指令，使设备正常加工运转（时间因子＝1倍）。

它们相互关联、互为补充，实现企业的连续信息流。

从层次角度分析，制造企业的控制结构可划分为工厂层（或公司层）、车间层、单元层和设备层。

其中，单元层相当于一般企业的工段或班组。