制造执行系统（MES）已经存在了很长一段时间，那里有数百个选择。

随着MES软件涵盖广泛且经常宽松的附加值主题，很难找到提供相同功能的两个系统，特别是鉴于相关IT技术的快速进展，例如工业互联网（IIOT），以及“智能工厂”等举措。因此，了解MES软件背后的原则和技术，因此它将适合您的需求，而不是其他方式。

MES软件至少使工程师和经理能够根据计划跟踪生产和相关活动的进度，并修改计划以反映客户需求、材料可用性和工艺能力的变化。一些MES软件包内置了先进的控制和优化功能，涵盖了支持运营管理的各个方面。

接近MES.

MES软件的最佳方法是确定需要实现的关键业务目标，然后向后工作。这避免了通过技术规范和功能的无限涉及，这通常会令人困惑地阐明所需的背景。

这就像研究新车的选择。如果你盯着“机舱空气离子器”足够长，并阅读它是如何工作的，最终你会相信你不能没有电离，即使你在阅读手册之前不知道它存在。同样，许多MES函数都听起来很棒，但可能并不是与您的直接需求相关的全部。这可以帮助解决选择过程，但工程师还应该考虑其运营需求可能在未来的需求。

MES软件和支持硬件技术的选择应为实现无需更换的长期目标的单一平台铺平道路。这是因为MES系统的成本不仅仅是软件和硬件的成本，而主要是为了使MES系统能够有效地工作而对操作进行的更改的投资。每个系统都有效地为您的工厂规定了一个整体的“最佳实践”，当与当前和目标操作进行比较时，必须考虑其基本原理。变更成本和所有权成本可能比资本购买更重要。

MES和ERP

MES将与其他工厂控制系统并驾齐驱。几乎每个工厂都有企业资源计划（ERP）软件，在许多情况下，它似乎与MES软件有重叠的功能。然而，ERP软件通常面向工厂的逻辑规划，而MES软件更关注实际操作。ERP软件本身并不清楚各个制造过程和能力，因此需要一个中间过程来将ERP计划“翻译”成可以执行的东西；如果没有MES软件，这通常是手动完成的。

使用MES软件，ERP系统的要求信息被用作创建MES软件将管理的特定生产操作的基础。反过来，MES软件又提供了关于返回ERP系统的更高准确性和细节的信息，可用于在下次上次增强规划。ERP和MES软件之间的关系是考虑的关键因素。两种系统之间的交换点在哪里？最简单的答案是根据其优势来定义两个系统的角色。通常，规划是以ERP系统内的简单且逻辑的方式完成的，而生产中的物理任务是以现场和详细的方式管理的。

开始

考虑MES软件时的起点是生产终点：已完成的产品已准备好运费。从客户角度来看，临界公制是可随时交付。对于制造操作，关键指标是制造成本和设施的能力。容量不仅可以通过适当的设备范围，还可以在面对从一个产品模型转换为另一个产品模型时的必然要求时，如何使用它。自动化和手动生产操作的灵活程度决定了在制作高混合产品时设施的整体效力。

当同时产生许多产品类型时，确定符合交付目标的整体能力是难以计算的。这是MES软件的第一个潜在价值。它始终创造了过程的现状和性能的可见性。它显示了改善生产流程甚至分配工单的机会。产品和子组件的现场跟踪是MES的基石。每个生产单元都可以提供唯一标识符，例如标签或蚀刻条形码，因此可以在整个工厂进行跟踪。

简单的MES操作

每个键站读取每个生产单元的ID代码，提供多个相关值。

首先，MES处理每个事件的信息，这样系统就可以显示每个生产单元的位置。

然后，利用每次读取的计时，MES可以直观地显示生产单元的流程。图表可以显示关键性能指标，帮助生产管理和工程人员了解装配线的性能。例如，软件可以识别产品在工作站前排队的瓶颈流程。它还可以找到饥饿的操作，在那里，操作员在等待下一个生产单元到达时处于空闲状态。测试或检验过程失败，需要重新安排到维修站的生产单元也可以看到，它对主要生产流程造成的中断也可以看到。有关效率、生产率、整体设备效率和其他指标的详细信息都可以通过对MES收集的数据的分析来确定。

以这种方式跟踪生产单位会带来其他好处。因为每个生产单元都有一个唯一的标识符，MES可以确保每个装配符合工作指令。该软件可确保每个组件以正确的顺序完成每个过程，即使产品临时路由到维修循环。这确保了没有生产过程，更重要的是，测试或检查操作，是错过。

例如，与工程数据准备系统相连的MES系统可以确保操作标准、设置文件和工作说明与正在制造的产品相匹配，包括任何修订变更或材料替换。以电子方式向运营商展示此类文件的能力消除了出现错误或遗漏的机会，特别是在合规性至关重要、修订控制至关重要的经审计情况下。

来自自动化和半报道的生产过程的数据，例如测试结果，也可以收集和归因于每个生产单位，因此可以为可追溯性目的进行生产历史。这方面的复杂性取决于可以从机器获得多少数据以及手动操作员输入的时间有多少时间。机器连接和用户界面是MES软件成功的关键部分。解释来自许多不同机器的数据的能力，以及以一致和管理的方式收集手动操作员输入的能力是MES能力的清晰差异。使用手动进程，MES接口可以自定义为操作员而不是操作位置。制造操作通常具有某些产品的专用物理流程 - 例如，功能测试 - 所以并非所有流程都需要同时举报。

MES软件提供了操作的基本可视性和有关其如何工作的知识，同时强调了哪些地方可以进行改进。然而，有许多潜在的因素，需要考虑到如何处理任何变化，以及这些变化可能产生什么影响。生产依赖于整个工厂运作的许多其他方面。这些包括材料准备和物流、质量管理、工程数据准备以及工具、资源和人员的管理。

MES也能帮上忙。它可以更深入地研究工厂管理的各个方面，包括对这些相关流程的支持，因此可以解决生产流程中出现的症状的根本原因，并优化相关流程本身。

MES软件如何以及在何处管理依赖资源？大多数MES软件是为跨行业的最大范围而设计的，支持许多不同的行业。在某些情况下，某些特性是关键的，而在另一些情况下，它们几乎无关紧要。对于MES软件必须包含的内容或预期包含的内容，可能永远不会有一个标准定义。随着基于技术进步（如IIoT）的预期变化，关于这一主题的争论不断演变。现代人期望MES软件与自动化设备双向连接，以减少所需的操作员支持量，并减少数据采集和过程控制的延迟。MES软件应该提供一个连接这些区域的单一数字平台，这样管理人员就可以很容易地看到和解决生产中的中断。

工厂依赖项

今天的装配厂都是精益生产。零件和成品的库存是令人厌恶的。原材料和零件准时交货。不能容忍日程中断。管理层必须掌握有关材料准备、工程数据以及关键工具和资源（包括人员）状态的最新信息。MES软件知道当前和预期的生产计划，以及当前的生产进度。

可以预测提供材料和资源利用的序列，允许MES根据最终的生产要求管理此类资源，如果超过资源能力，甚至要调整最终的生产计划。MES实时运行，在许多地区同时使用许多不同的数据。MES适用于软件的设计和范围的信息范围取决于软件的设计和范围。基本系统将显示特定产品的生产要求，然后监控进度以显示性能。更先进的系统将管理依赖区域的关键方面，以自动化，管理和可追溯性的方式添加价值。

供应链管理

材料是成功生产的关键因素。即使是最简陋的部分，如电缆或电阻器的缺乏，可能意味着生产无法完成，甚至不应该开始。因此，MES需要将每个零件和材料视为关键。ERP仅通过“现场”的零件号和数量来识别材料，即从原材料到达到完成工单。这通常是由物料清单（BOM）中的物料计数生成的产品的简单乘法。虽然许多ERP系统都支持物料的位置，但不能依赖按位置的物料库存，因为在繁忙时间需要大量的人工物料盘点和数据输入。几乎无一例外，ERP对材料的看法与实际情况大相径庭，原因是变质和其他无法解释的损失。因此，企业资源规划系统经常会根据对材料可用性的错误假设做出糟糕的规划决策，这有可能造成无法完成的时间表。

频繁、昂贵、破坏性的库存检查的需要以及由此产生的对ERP系统进行调整的需要就是这一问题的征兆。同样，材料找不到的情况也是如此。一个基本的MES系统可以通过提供物料运动的知识来提供帮助。更先进的MES系统将完全控制材料。这从材料的唯一标识开始，可以单独用于关键部件和子组件，也可以通过散装材料的载体，例如电子制造中的表面贴装零件卷盘。然后，MES将决定和分配存储位置，为操作员创建和管理任务，因为他们将材料分散到整个工厂。

移动终端是MES功能的理想方式，可以在需要的地方出现，因为材料可以扫描到不同的位置。这有助于推动精益实践，如看板和JIT交付。MES知道生产所需的每种材料的数量。它完全了解当前和近期的生产计划，并直接从生产过程本身获得有关材料消耗的反馈。更先进的MES软件还将收集损坏数据，以便保持近乎完美的库存控制。所有这些数据都可以共享回ERP，使其能够做出更好的决策。MES软件还可以管理材料的高级方面，如储存环境要求、湿敏材料的烘烤周期、过时和过期以及根据批准的BOM进行材料替换。

MES软件消除了内部材料短缺，因此生产永远不会破坏缺乏材料。此外，库存库存可以减少75％;材料物流可减少30％;仓库空间可以减少50％。对于许多人来说，单凭材料相关成本的潜在节省是购买高级MES软件的理由。

工程数据管理

现代MES的部分工作是在装配和生产站显示电子文档。随着越来越多的过程变得自动化，这种文档更多地针对过程的设置，而自动化则遵循指定的指令序列。这些指令通常使用机器供应商提供的软件进行格式化和优化。

然而，它们导出的工程数据来自产品和本地BOM的设计。设计和BOM数据的转换和完成产品的分配，在MES的各种自动化和手动过程之间分配，具体取决于过程功能和吞吐量指标。

在没有数据管理工具的情况下，工程师必须读入来自许多不同格式的设计数据，确认数据的一致性，根据本地BOM的更改进行调整，然后根据他们的技术诀窍将数据手动拆分到各个生产系统。这一过程通常需要很多天的情况下，复杂的制造，如电子产品，不仅是新产品的介绍，但每当修订。由于只有一个基本的工程数据管理过程，仅对一个组件进行一个小的更改可能需要重复许多步骤和确认。

至关重要的是，这一整个数据管理过程有效地决定了工程决定提前制作每个产品的生产配置，具有很小的灵活性。虽然这被视为高卷和低产品组合的日子中的“开展业务成本”，但它在当今的动态高混合环境中不可持续。使用先进的MES软件，创建数字产品型号的过程，以电子格式从设计和BOM文件中获取数据，并分配工作是自动的，以后的工程偏好。整个过程需要几分钟而不是几天，无论是新产品介绍还是修改现有设计。这是由于产品混合增加，生产力通常急剧下降的原因。

有效地按需创建过程数据的能力使MES规划功能能够根据当时的生产和需求状态，决定每个产品使用的最佳配置。更灵活的规划可以显著提高资产利用率和生产率。MES计划功能将考虑子组件在产品层次中的前置时间、优化执行和考虑所有可用配置、转换时间和产品分组策略。

这种依据规划方法是在未来几小时或日，而不是数周或几个月的情况下执行的。这种灵活性允许现代工厂响应客户需求变化的能力进行阶跃变化。工厂可以平稳地在高度混合的产品中进行过渡，最大限度地利用，无需生产过剩的成品库存。因此，工厂的生产率提高了20％至50％。

资源管理

任何特定的生产过程都需要多种资源来正确运行。如果任何这些资源未到位，则无法执行该过程。过程还可以需要一系列支撑装置，例如用于表面安装机的材料进料器。必须设置进料器以支持他们将馈送的部件，并且必须安装部件。因此，MES的要求包括饲养剂制剂。其他示例包括必须设置为必须设置，校准和检查的特定扭矩值或测试设备的螺母。

资源的状况和维护与可用性和设置一样重要。必须计算和管理占空比，从而触发例行维护。

一个更完整的MES可以管理这两个任务。

作为资源的人

管理最复杂的资源之一是运营商。每个运营商都有不同的技能，能力和经验，使得他们可能或可能没有资格在某些生产过程中工作。由于休息，疾病或假期可以妨碍工厂满足生产目标的能力甚至开始生产。因此，必须知道每次生产作业都有所需技能的运营商是必不可少的。

MES可以提供​​该信息。更先进的MES包可以为工人提供工作说明和装配指导。这意味着每个站的工人都可以少专业化，工人可以快速轻松地从一个角色转移到另一个角色，增加灵活性。

主动质量管理

与质量有关的问题总是具有破坏性的。缺陷导致不必要的检查、修理、返工和重新测试周期，以及相关的延迟和成本。更糟糕的是，每当检测到缺陷时，它可能不是唯一的。在确定并应用某种对策之前，缺陷很可能会再次出现。在某些情况下，最好至少在知道缺陷的性质之前暂停生产。

除了路由和跟踪缺陷产品，MES还可以从测试和检查过程中收集电子维修单，为缺陷分析和维修程序提供支持。通过以最快的速度进行缺陷分析，并辅以缺陷装置的完整生产历史（包括材料和工艺事件），将生产中断降至最低。统计数据可用于找出导致缺陷发生的唯一情况集，并识别在相同条件下制造的任何其他生产单元。

对于每个生产单元，MES提供完整的可追溯性信息，以便合规和一致性，确保特定产品所需的一切都已到位并正确设置。通过这种方式，先进的MES提供了积极的质量管理，这有助于最大限度地降低工厂和市场内的质量差的成本。

最先进的MES软件更进一步。无论何时，只要确定了缺陷的原因，允许缺陷发生的情况就应该在操作之外进行管理。带有内置故障报告、分析和纠正措施系统的MES软件可以实现这一点，从而实现真正的零缺陷运行。

维修管理

设备故障是制造业的另一个严重问题。为了避免这些意外事件，必须对所有关键设备进行定期维护。然而，挑战在于了解需要执行哪些维护任务以及多久执行一次。毕竟，维护的停机时间仍然是停机时间。理想情况下，适当数量的维护应该在适当的时间进行。

有了MES，工程师们可以利用每个生产过程所完成的累积工作的信息，创建更先进的维护策略。制定预防性维护计划，将维护降至最低限度，以满足需要。这种策略可以应用于频繁的维护任务，如清洁和润滑，以及主要的维护工作，如电机更换。

MES管理维护资源并协调维护任务的时间。例如，当机器空闲时，可以在其他原因空闲时完成维护任务，或者它们可以按计划作为某些整体规划活动的一部分。MES.
维护终端本质上是可移动的，是维护工程师的关键工具。使用移动终端，维护技术人员可以与MES交互，了解工作的位置和性质，记录调整和设置，了解维护程序。

MES选择的广度

MES包的范围和广度有些不同。然而，将MES软件分为不同的类型大致是可能的。

更简单，更通用，MES系统可以被认为是一种类型。他们是针对具有基本功能和灵活性或定制有限的各种行业。这些系统可以是有用的，尽管它们倾向于被限制为自动化当前的生产操作。

在光谱的另一端是MES封装，可提供对特定行业的复杂要求的深入支持。经常
这种类型的MES需要大量定制，成本非常高，包括持续的支持成本。

MES软件的“甜蜜点”是这些极端之间的东西。现代化的MES系统将使用已建立的数字技术，包括最新的IIOT标准，从一系列自动化流程中可以采用最小的所有权，使数据收集。在标准数字过程建模之后，模块将提供合理的深入细节，以便在标准数字过程建模之后，以最小的定制需求。

这种口径的MES系统非常可配置，并带来了在生产，工程和其他流程工作的方式提供“最佳实践”程序的优势。这些系统提供了可实现的投资回报。

MES系统越智能，他们就越能够利用他们收集的数据，并在他们的运营中创造价值。

更简单的，传统的MES包缺乏精确性和细节深度，需要频繁的人工干预来保持操作的运行。这样的限制意味着，即使是简单的操作员目标仪表板也会很快变得不可用。如果这些仪表盘显示的数据不可靠，那么它们就一文不值。

最新的数字MES系统提供更好的决策和可见性。具有合格的“大数据”形式的信息使得能够以分析处理的形式创建更高级值。除了提供高精度的操作仪表板外，制造数据的高级分析可以揭示模式，机会和优势。管理层可以做出创造运营和财务改进的决定，否则甚至不会被构思。即使MES软件演变为包括人工智能，这种趋势也将继续持续下去，即使是MES软件也会发生。这是MES系统之间的关键差异。