在制造業(yè)信息化進(jìn)程中，車(chē)間級信息化是薄弱環(huán)節。發(fā)展MES技術(shù)是提升車(chē)間自動(dòng)化水平的有效途徑。MES強調車(chē)間級的過(guò)程集成、控制和監控，以及合理地配置和組織所有資源，滿(mǎn)足車(chē)間信息化需要，提高車(chē)間對隨機事件的快速響應和處理能力，有力地促進(jìn)企業(yè)信息化進(jìn)程向車(chē)間層拓展。通過(guò)構建以“精益生產(chǎn)、智能制造”為特點(diǎn)的車(chē)間管理系統，建立數字化車(chē)間，從而實(shí)現了精益生產(chǎn)和智能制造。

　　MES體系架構
　　數字化車(chē)間將信息、網(wǎng)絡(luò )、自動(dòng)化、現代管理與制造技術(shù)相結合，在車(chē)間形成數字化制造平臺，改善車(chē)間的管理和生產(chǎn)等各環(huán)節，從而實(shí)現了敏捷制造。MES是數字化車(chē)間的核心。MES通過(guò)數字化生產(chǎn)過(guò)程控制，借助自動(dòng)化和智能化技術(shù)手段，實(shí)現車(chē)間制造控制智能化、生產(chǎn)過(guò)程透明化、制造裝備數控化和生產(chǎn)信息集成化。車(chē)間MES主要包括車(chē)間管理系統、質(zhì)量管理系統、資源管理系統及數據采集和分析系統等，由技術(shù)平臺層、網(wǎng)絡(luò )層以及設備層實(shí)現。
　　MES執行系統構成
　　MES由車(chē)間資源管理、生產(chǎn)任務(wù)管理、車(chē)間計劃與排產(chǎn)管理、生產(chǎn)過(guò)程管理、質(zhì)量過(guò)程管理、物料跟蹤管理、車(chē)間監控管理和統計分析等功能模塊組成，涵蓋了制造現場(chǎng)管理等方面。MES是一個(gè)可自定義的制造管理系統，不同企業(yè)的工藝流程和管理需求可以通過(guò)現場(chǎng)定義實(shí)現。
　　車(chē)間資源管理
　　車(chē)間資源是車(chē)間制造生產(chǎn)的基礎，也是MES運行的基礎。車(chē)間資源管理主要對車(chē)間人員、設備、工裝、物料和工時(shí)等進(jìn)行管理，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，并提供資源使用情況的歷史記錄和實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。
　　生產(chǎn)任務(wù)管理
　　生產(chǎn)任務(wù)管理包括生產(chǎn)任務(wù)接收與管理、任務(wù)進(jìn)度展示和任務(wù)查詢(xún)等功能。提供所有項目信息，查詢(xún)指定項目，并展示項目的全部生產(chǎn)周期及完成情況。提供生產(chǎn)進(jìn)度展示，以日、周和月等展示本日、本周和本月的任務(wù)，并以顏色區分任務(wù)所處階段，對項目任務(wù)實(shí)施跟蹤。
　　車(chē)間計劃與排產(chǎn)管理
　　生產(chǎn)計劃是車(chē)間生產(chǎn)管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。提高計劃員排產(chǎn)效率和生產(chǎn)計劃準確性是優(yōu)化生產(chǎn)流程以及改進(jìn)生產(chǎn)管理水平的重要手段。
　　車(chē)間接收主生產(chǎn)計劃，根據當前的生產(chǎn)狀況（能力、生產(chǎn)準備和在制任務(wù)等），生產(chǎn)準備條件（圖紙、工裝和材料等），以及項目的優(yōu)先級別及計劃完成時(shí)間等要求，合理制訂生產(chǎn)加工計劃，監督生產(chǎn)進(jìn)度和執行狀態(tài)。
　　高級排產(chǎn)工具（APS）結合車(chē)間資源實(shí)時(shí)負荷情況和現有計劃執行進(jìn)度，能力平衡后形成優(yōu)化的詳細排產(chǎn)計劃。其充分考慮到每臺設備的加工能力，并根據現場(chǎng)實(shí)際情況隨時(shí)調整。在完成自動(dòng)排產(chǎn)后，進(jìn)行計劃評估與人工調整。在小批量、多品種和多工序的生產(chǎn)環(huán)境中，利用高級排產(chǎn)工具可以迅速應對緊急插單的復雜情況。
　　生產(chǎn)過(guò)程管理
　　生產(chǎn)過(guò)程管理實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)可視化控制，以減少等待時(shí)間、庫存和過(guò)量生產(chǎn)等浪費。生產(chǎn)過(guò)程中采用條碼、觸摸屏和機床數據采集等多種方式實(shí)時(shí)跟蹤計劃生產(chǎn)進(jìn)度。生產(chǎn)過(guò)程管理旨在控制生產(chǎn)，實(shí)施并執行生產(chǎn)調度，追蹤車(chē)間里工作和工件的狀態(tài)，對于當前沒(méi)有能力加工的工序可以外協(xié)處理。實(shí)現工序派工、工序外協(xié)和齊套等管理功能，可通過(guò)看板實(shí)時(shí)顯示車(chē)間現場(chǎng)信息以及任務(wù)進(jìn)展信息等。
　　質(zhì)量過(guò)程管理
　　生產(chǎn)制造過(guò)程的工序檢驗與產(chǎn)品質(zhì)量管理，能夠實(shí)現對工序檢驗與產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)程追溯，對不合格品以及整改過(guò)程進(jìn)行嚴格控制。其功能包括：實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程關(guān)鍵要素的全面記錄以及完備的質(zhì)量追溯，準確統計產(chǎn)品的合格率和不合格率，為質(zhì)量改進(jìn)提供量化指標。根據產(chǎn)品質(zhì)量分析結果，對出廠(chǎng)產(chǎn)品進(jìn)行預防性維護。
　　生產(chǎn)監控管理
　　生產(chǎn)監控實(shí)現從生產(chǎn)計劃進(jìn)度和設備運轉情況等多維度對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監控，實(shí)現對車(chē)間報警信息的管理，包括設備故障、人員缺勤、質(zhì)量及其他原因的報警信息，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題、匯報問(wèn)題并處理問(wèn)題，從而保證生產(chǎn)過(guò)程順利進(jìn)行并受控。結合分布式數字控制DNC系統、MDC系統進(jìn)行設備聯(lián)網(wǎng)和數據采集。實(shí)現設備監控，提高瓶頸設備利用率。

　　物料跟蹤管理
　　通過(guò)條碼技術(shù)對生產(chǎn)過(guò)程中的物流進(jìn)行管理和追蹤。物料在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)條碼掃描跟蹤物料在線(xiàn)狀態(tài)，監控物料流轉過(guò)程，保證物料在車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程中快速高效流轉，并可隨時(shí)查詢(xún)。
　　庫存管理
　　庫房管理針對車(chē)間內的所有庫存物資進(jìn)行管理。車(chē)間內物資有自制件、外協(xié)件、外購件、刀具、工裝和周轉原材料等。其功能包括：通過(guò)庫存管理實(shí)現庫房存貯物資檢索，查詢(xún)當前庫存情況及歷史記錄；提供庫存盤(pán)點(diǎn)與庫房調撥功能，對于原材料、刀具和工裝等庫存量不足時(shí)，設置告警；提供庫房零部件的出入庫操作，包括刀具／工裝的借入、歸還、報修和報廢等操作。
　　統計分析
　　能夠對生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的數據進(jìn)行統計查詢(xún)，分析后形成報表，為后續工作提供參考數據與決策支持。生產(chǎn)過(guò)程中的數據豐富，系統根據需要，定制不同的統計查詢(xún)功能，包括：產(chǎn)品加工進(jìn)度查詢(xún)；車(chē)間在制品查詢(xún)；車(chē)間和工位任務(wù)查詢(xún)；產(chǎn)品配套齊套查詢(xún)；質(zhì)量統計分析；車(chē)間產(chǎn)能（人力和設備）利用率分析；廢品率／次品率統計分析等。

　　MES與其他數字化系統關(guān)系
　　通過(guò)MES、ERP系統、PDM／工藝管理（CAPP）系統、數控機床聯(lián)網(wǎng)（DNC）／機床監控與數據采集（MDC）系統的集成，實(shí)現從設計／工藝、管理和制造等多層次數據的充分共享和有效利用。
　　ERP系統利用從PDM／CAPP系統中獲取的信息制訂主生產(chǎn)計劃。主生產(chǎn)計劃傳遞給MES，用于車(chē)間級排產(chǎn)和車(chē)間生產(chǎn)準備。與物料相關(guān)的信息需傳遞給數字化立體倉庫，用于指導倉庫管理。數字化立體倉庫中物料的存儲信息以及財務(wù)信息反饋給ERP系統，用于指導采購與財務(wù)管理。
　　MES從ERP系統中獲得主生產(chǎn)計劃及物料、供應、采購和庫存等生產(chǎn)準備相關(guān)信息后，進(jìn)行車(chē)間計劃排產(chǎn)，并將生產(chǎn)任務(wù)下發(fā)給DNC系統安排數控加工，將檢驗任務(wù)下發(fā)給質(zhì)量系統用于質(zhì)量跟蹤。同時(shí)，MES通過(guò)數據采集系統獲得生產(chǎn)過(guò)程中的任務(wù)執行、加工、物料、工時(shí)、設備、工裝和人員等信息，用于生產(chǎn)過(guò)程監控和車(chē)間事件處理。
　　QMS從CAPP系統中獲取物料、結構、工藝、工具和設備等信息，從ERP系統中獲取生產(chǎn)計劃等信息，獲取的質(zhì)量記錄、報告和修正信息等向PDM／CAPP／MES反饋以指導后續的質(zhì)量管理過(guò)程。并利用數字化檢測與測量?jì)x對檢測信息進(jìn)行質(zhì)量監控和分析。
　　數據采集和數據分析系統利用DNC系統提供的機床聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)采集功能和觸摸屏、掃描槍等手工采集方式進(jìn)行車(chē)間數據采集，這些數據傳遞給MES系統用于生產(chǎn)監控，與質(zhì)量相關(guān)的信息則傳遞給QMS，用于質(zhì)量跟蹤、問(wèn)題處理及統計分析。
　　基于網(wǎng)絡(luò )與信息化的制造技術(shù)是未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展方向之一。以MES為核心的數字化車(chē)間，利用計算機軟、硬件及網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，實(shí)現產(chǎn)品數字化制造，可提高產(chǎn)品制造能力，縮短產(chǎn)品制造周期，降低制造成本，從而提高企業(yè)競爭能力。