基石數(shù)據(jù)：TOC理論物理學淺析—MES的前世今生（十一）

MES的前世今生

前面的文章大體介紹了TOC下的低結(jié)存，計劃統(tǒng)一性原則，列隊生產(chǎn)，日結(jié)日清，品質(zhì)問題碎片化等，有很多朋友問是否基石公司不再做數(shù)字化，而做流程梳理，非也！

其實所有不同的制造業(yè)生產(chǎn)方式都有底層的制造業(yè)理論，TOC是適合流程行業(yè)和離散制造業(yè)在工作方法上統(tǒng)一思想、集中目標、關(guān)注重點，而數(shù)字化幫助流程行業(yè)和離散制造業(yè)暴露所有問題，讓大家更容易集中目標、關(guān)注重點。說到數(shù)字化，很多人就自然而然想到MES系統(tǒng)，那我們就從MES開始聊聊。

30年前，MES系統(tǒng)就被美國人提出，當然這和流程行業(yè)及離散制造業(yè)的汽車、半導體、航天航空的發(fā)展一直是伴生狀態(tài)。

MES的出現(xiàn)也是制造業(yè)的必然過程，是通向數(shù)字化和智能制造的重要橋梁。

百度百科中對MES的定義是：在1990年美國先進制造研究機構(gòu)AMR（Advanced Manufacturing Research）提出來MES架構(gòu)，將MES定義為“位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)”，它為操作人員/管理人員提供計劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶需求等)的當前狀態(tài)。

制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(Manufacturing Execution System Association，MESA)對MES所下的定義：“MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理。

當工廠發(fā)生實時事件時，MES能對此及時做出反應(yīng)、報告，并用當前的準確數(shù)據(jù)對它們進行指導和處理。

這種對狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動，有效地指導工廠的生產(chǎn)運作過程，從而使其既能提高工廠及時交貨能力，改善物料的流通性能，又能提高生產(chǎn)回報率。

MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。

隨后國際標準化組織ISA（Instrument Society of America），定義了企業(yè)級業(yè)務(wù)系統(tǒng)與工廠車間級控制系統(tǒng)相集成時所使用的術(shù)語和模型，用于描述和標準化這類軟件系統(tǒng)，記錄在ISA-95國際標準中，對企業(yè)層次的劃分、制造運營管理過程的一般活動、MES功能模型等，都進行了詳細說明。

隨后國際標準化組織ISA（Instrument Society of America），定義了企業(yè)級業(yè)務(wù)系統(tǒng)與工廠車間級控制系統(tǒng)相集成時所使用的術(shù)語和模型，用于描述和標準化這類軟件系統(tǒng)，記錄在ISA-95國際標準中，對企業(yè)層次的劃分、制造運營管理過程的一般活動、MES功能模型等，都進行了詳細說明。

MESA在MES定義中強調(diào)了以下三點：

（1）MES是對整個車間制造過程的優(yōu)化，而不是單一的解決某個生產(chǎn)瓶頸；

（2）MES必須提供實時收集生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的功能，并作出相應(yīng)的分析和處理。

（3）MES需要與計劃層和控制層進行信息交互，通過企業(yè)的連續(xù)信息流來實現(xiàn)企業(yè)信息全集成。

但是，我們連載第三篇聊過，TOC理論是作用點理論，而全廠全工序的優(yōu)化，對于企業(yè)整體效益沒有太大幫助。

因此實際上MES無法從根本上達到制造過程優(yōu)化的效果，IT人員寫的MES系統(tǒng)更達不到這個效果。

如何在MES中加入TOC的方法，來提升企業(yè)整體效益，我們后續(xù)詳談。

MES定義的其他兩點，都是主張需要實時采集生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，打通計劃層、控制層信息流，這一點與我們現(xiàn)在談?wù)摰臄?shù)字化、大數(shù)據(jù)以及智能制造有密切的關(guān)系，數(shù)字化才是目前智能制造發(fā)展的必經(jīng)之路。

言歸正傳，先說說流程連續(xù)行業(yè)的MES。流程連續(xù)行業(yè)主要包括：能源發(fā)電、水處理、石化、化工日化、金屬冶煉、食品飲料、醫(yī)藥、水泥玻璃造紙的前制程等。
因為流程行業(yè)產(chǎn)品相對單一，批量大，不容易停線，所以計劃相對單一，大部分是MTS的生產(chǎn)方式，計劃的單一性對MES來說是容易實現(xiàn)。

而且像電力行業(yè)，由電網(wǎng)的AGC統(tǒng)一調(diào)度不同的發(fā)電企業(yè)，生產(chǎn)計劃并非真正的“生產(chǎn)”計劃，而是設(shè)備維保計劃。

在工藝方面，因為流程行業(yè)在設(shè)計之初他已經(jīng)確定了工藝和產(chǎn)品，所以流程行業(yè)帶有EPC工程總包性質(zhì)，不存在大的工藝變更問題，主要是產(chǎn)品細分中存在配方相關(guān)的工藝參數(shù)改變和控制參數(shù)的調(diào)整，一般會有專門的批次控制系統(tǒng)（Batch Control System）來進行管理。

生產(chǎn)過程中，流程行業(yè)生產(chǎn)自動化程度都很高，通常采用DCS系統(tǒng)或多個PLC+SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)集成，主要的生產(chǎn)流程中所有設(shè)備都統(tǒng)一在一套PCS系統(tǒng)中監(jiān)視與控制，設(shè)備大部分使用周期長，折舊年限也長，設(shè)備穩(wěn)定高。

DCS系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)，定時就能自動打印生產(chǎn)報表，再通過標準的接口上傳MES、ERP，實現(xiàn)數(shù)據(jù)對接。

流程行業(yè)的特性決定了MES的行業(yè)化，規(guī)?；褂?，應(yīng)用和發(fā)展都比較好，他的行業(yè)特性使得MES和計劃之間的強關(guān)聯(lián)性不高，生產(chǎn)連續(xù)，計劃排產(chǎn)可以不需要強實時，可以做周和月計劃，而且流程行業(yè)產(chǎn)品特點，像化工生產(chǎn)，原料投入反應(yīng)釜，定時生產(chǎn)后，必須出爐，裝罐，基本不可能存在在制品結(jié)存，因此，自然而然的達到了低結(jié)存，計劃統(tǒng)一性原則，列隊生產(chǎn)，日結(jié)日清（生產(chǎn)周期長的，就周結(jié)周清、月結(jié)月清）。

加上流程行業(yè)都是財大氣粗的公司，對生產(chǎn)自動化（DCS、PLC，SCADA）等投入很高，經(jīng)過多年發(fā)展，自動化設(shè)備及各種生產(chǎn)系統(tǒng)在做EPC設(shè)計或者招投標時，對接口協(xié)議都有明確的規(guī)范，所以流程行業(yè)的MES對設(shè)備及運行數(shù)據(jù)的對接及上傳相對容易。

在流程行業(yè)從ERP到MES再到DCS或者SCADA他們的分工其實很明確，特別流程行業(yè)的ERP其實不需要管理太多物料資源計劃（MRP）的內(nèi)容，ERP的功能更趨向于平面信息化，MES也更偏向MIS類的管理系統(tǒng)，與ERP的信息化更多的是補充，同樣在DCS系統(tǒng)或者SCADA上面也是調(diào)用數(shù)據(jù)，最多在MES定位上做些工藝配方的管理，與PLM、PDM一類的產(chǎn)品研發(fā)系統(tǒng)對接。

下一篇，我們著重聊聊離散行業(yè)，特別是離散長流程行業(yè)的MES。