近些年来，我国现已呈现了很多的制作型企业，跟着竞赛的开展，对产品质量的要求越 来越高，特别是在电子制作型的企业里，关于制作流程操控的要求不断进步。许多企业为了 增强竞赛力，不惜重金施行 ERP 体系，以求减缩本钱操控、缩短供货周期。但在内部出产 操控上，却没有一个完善老练的渠道。MES 制作履行体系便是在这种布景上，遭到咱们越 来越多的重视，越来越多的企业在考虑或施行自己的 MES 体系。 本书体系地介绍了 MES 的功用模块和完结的逻辑。本人在国内大型的电子产品制作企 业担任多年的工艺工程师和工厂操控体系事务剖析师， 对制作的流程十分了解， 参加规划了 地点企业的 MES 体系。本书是作者多年经历的总结。 期望本书有助于咱们了解 MES 体系，有助于国内制作企业的流程操控和质量进步。 杭州 张涛云 2006-12-1

　　在传统的加工出产企业中，往往用流程卡来进行出产的盯梢操控。在流程卡上印刷工序 列表， 每通过一个工位，则由作业人员打勾、签名、标示日期。这样产品在出产线上流通时， 咱们能够查看产品是否通过了一切的有必要工序。 MES 全称 Manufacturing Execution System 制作履行体系，它的中心功用与流程卡类 似，即通过流水号操控出产工序。MES 通过创立产品的序列号来代替流程卡号，出产过程 中的任何一个工序通过序列号拜访数据库，得到一切相关的操控信息。 流程卡在出产完结之后即报废，而序列号却一向保存在企业的数据库中，所以能够作为 产品往后的盯梢依据，便利质量办理。简略地说，MES 有两大中心功用：依据序列号进行 工序的操控，依据序列号进行前史数据的盯梢。其它功用还有安装、包装、物料盯梢，咱们 在详细的模块中详细介绍。

　　ERP 即 Enterprise Resource Planning 企业资源方案，是出产企业的中心模块，其主要 功用是物料办理和本钱操控。 一切的出产都是由 ERP(通过工单)建议、由 ERP(通过发货单)完毕的。 一些 ERP 体系也包括了简略的出产模块。 咱们能够把 MES 当作 ERP 出产模块的专业 化。因而 MES 与 ERP 的接口应坚持逻辑上的共同性。

　　MES 的流程一般是由 ERP 体系建议的，因而关于产品的界说有必要与 ERP 坚持共同。 一般，用 item_no(产品编或许 item_no 和 item_revision(产品版别)的组合来界说一个产 品(product)。从 ERP 的视点而言，产品等同于物编码。 一个完好的产品周期或许包括以下环节，这些环节都与产品相关，如图 2-1 所示：

　　关于 MES 而言，产品除了物料特点以外，还有一些其它与出产密切相关的特点，如工艺 流程、安装结构、测验标准等。咱们在后边的章节中将连续打开。

　　工单又称使命单、方案单。一个工单界说了一次加作业业，包括以下信息：待加工产品、 数量、加工起点、原资料输出库房、制品输入库房，以及工单状况、方案完结时刻等辅佐信

　　息。一个标准的 MES 体系是由工单驱动的。首要由方案员在 ERP 中界说工单，然后将此 工单刷新到 MES，车间的主管将工单落实到详细的产品工艺道路，操作人员依照工艺道路 序列号 序列号(Serial Number)

　　在传统的出产过程中，咱们往往用流程卡来辅导产品的出产。在 MES 体系中，咱们用序 列号来代表一个详细的产品。 序列号代表体系里仅有的一个产品， 它具有 item_no 特点(ERP 物料号)，此外，它有必要与工单相关，这样才干够用工单进行驱动。关于制作件和安装件， 它们的序列号规矩是不相同的。关于制作件，其序列号能够悉数由 MES 体系分配发生，而 收购件的序列号是供货商发生的， 只能作为外来数据导入 MES， 一起赋予其 item_no 特点。 在一些状况下，序列号是企业的重要资源。如关于网卡 MAC 地址，其前 6 位是企业代号， 后 6 位是企业内部的 MAC 流水号，MAC 地址的请求需求向相关安排交纳费用。另如我国 GSM 手机的 IMEI 号码，是由政府信息产业部分配的。 在某些状况下，序列号并不代表 ERP 中清晰界说的产品。如有一款手机产品 G10，其 ERP 物料号为 10010，MES 体系会为其分配一序列号 (item_no 特点为 10010)， 然而在 ERP 的 BOM 中并没有界说 IMEI， 为了坚持序列号格局的共同， 咱们为 IMEI 界说一个“虚拟”(ERP 中没有此物料号)的 item_no：IMEI。这样此手机在出产完结之后，至 罕见 2 个序列号，1 个是 10010 对应的序列号，1 个是 IMEI 对应的序列号。

　　车间的操作人员在作业时，将序列号与工单树立相相联系，这样工艺道路就落实到每一 个详细的序列号了。 产品、 工单、 序列号三者之间的联系如图 2-3 所示， 序列号承继自产品， 工单通过与序列号相关的办法驱动产品。

　　为了进步序列号输入的功率，MES 体系选用条形码(以下简称条码)来记载序列号。条码 是用条码打印设备， 把序列号打印在尺度裁切好的不干胶贴纸上， 然后用激光扫描设备辨认。 常用的条码打印设备有 zebra 公司的系列条码打印机。常用的激光扫描辨认设备有 symbol 公司的手持激光扫描枪系列。常用的条码编码标准有 39 码和 128 码，在一些包装工厂，还 用二维码来记载很多数据信息

　　工艺道路是指产品的出产办法。一般咱们用流程图来表明工艺道路，在 MES 体系中，工位的界说能够和 实践的作业有必定的收支。

　　在现代化出产中，批量出产多选用流水作业，流水线由若干个独立作业的工位组成。工 位是产品出产周期中的一个点，或许说一次作业。工位是一个逻辑概念，一个工位能够对应 若干个实践的作业台，比方电脑的主板安装工位，能够由 4 个工人、在 4 个作业台上做相 同的安装作业，那么咱们说这 4 个作业台对应于同一个工位。在 MES 体系中，工位的界说 能够和实践的作业有必定的收支。 仍是举主板安装工位为例， 在实践出产中或许作进一步的 细化，分红定位、焊接、固定 3 个工位，但在 MES 体系中只界说一个工艺道路操控点，那 么咱们能够看作是一个工位。

　　工艺道路是指产品的出产办法。一般咱们用流程图来表明工艺道路，流程图由当时工位、 成果、下一工位组合而成，如图 3-1。 工艺道路表达了产品完好的出产周期。一个产品能够界说若干个工艺道路，如试出产工 艺道路、量产工艺道路、返工工艺道路等。可是一个工单只能驱动一条工艺道路，因而工单 从 ERP 刷新到 MES 后，在出产之前，有必要由车间主管或出产线组长指定工单到某一工艺 道路。简略地说，工艺道路是产品的一种特点，由工位组成，受工单驱动。

　　出产操控的意图，是为了完结“在指定的工位，做指定的产品”。咱们在工艺道路里现已定 义了当时工位、成果、下一工位的组合联系，因而咱们只需再记载某个序列号对应的产品当 前的工位和成果，就能够得到下一工位，由此能够进行工艺查看和工艺记载。对当时工位的 界说办法有两种。 榜首种界说刚刚完毕的工位是当时工位。 这样在工艺状况表里记载了序列 号、当时工位名、当时工位成果。第二种界说下一工位是当时工位。这样在工艺状况表里记 录了序列号、当时工位名。

　　工艺查看是判别序列号是否呈现在正确的工位。办法如下： 按榜首种界说，前台录入工单、序列号、作业工位。

　　后台依据工单得到工艺道路；依据序列号得到当时工位和成果；然后依据工艺道路和当 前工位、成果，得到下一工位；比较下一工位和作业工位，得到工艺查看的成果。如图 3-2 所示：

　　按第二种界说，前台录入序列号、作业工位。后台依据序列号得到当时工位；比较当时 工位和作业工位，得到工艺查看的成果。如图 3-3 所示：

　　工艺记载是指工位作业完结后，对工艺的状况进行更新。按榜首种界说，前台录入序列 号、作业工位、成果，后台直接将此数据更新到工艺状况表。如图 3-4 所示：

　　按第二种界说，前台录入工单、序列号、作业工位、成果；后台依据工单得到工艺道路； 依据工艺道路、作业工位、成果，得到下一工位；依据序列号、下一工位更新工艺状况。如 图 3-5 所示：

　　咱们能够看出，两种办法的差异是：榜首种办法在 route check 时引证工艺道路，第二种 办法在 route update 时引证工艺道路。榜首种办法在 route check 时较为繁琐，可是合适以 下这种特别状况，即当时工位和成果的组合，对应的下一工位有多条记载，如图 3-6：

　　在进行 Route Update 的时分，一起发生一条 log 记载，包括作业时刻、作业人员、作业 工单、序列号、当时工位、成果。当出产完毕的时分，一个序列号有多条 route log 记载， 这些记载就构成了一个序列号的工艺前史 Route History，也便是一个完好的出产周期的记 录。

　　工艺的起始点比较特别，因为有了它之后才干进行工艺查看。为了规划的便利，咱们在 一切的工艺道路中，均规划其起始点为工艺初始化点，此点之后的工位就能够运用 route check 和 route update 办法了。 初始化的办法有两种。 榜首种是在序列号创立之时就进行初始化。 第二种是在 route check 时查看是否有 route status 记载，假如没有，则先进行初始化。 初始化是一种特别的 route update，其工位名是 initial。

　　工艺完毕点也是较为特别的一个工位，它是一切工艺道路的最终一个工位。依照 route update 的第二种办法，则体系通过 route update 主动发生 close 工位。关闭工单时，体系 得到此工单驱动的一切序列号； 然后 route check 其当时工位是否都是 close； 假如悉数 close 则答应关闭工单，否则需强行关闭工单。 依照 route update 的榜首种办法，则 route history 里不包括 close 工位，所以有必要手动 关闭。关闭工单时，体系得到此工单驱动的一切序列号；然后 route check 其当时工位是否 都是 close；假如悉数 close 则答应关闭工单，否则需强行关闭工单。能够在关闭工单时， 将其驱动的序列号 route update 到 close 工位。

　　毛病工位与修理工位是较为特别的 route 工位，因为它们在 route update 的一起，还要 记载相应的毛病与修理记载。毛病与修理信息能够当作 route update 的扩展信息，每一次 的毛病与修理记载，都通过外键相关到一条 route log 前史记载，因而 route 与毛病、修理 的动作就接合在一起，能够通过序列号找到它们之间的相关。

　　在现代企业的出产中，为确保产品的质量，往往在出产周期中设置若干个测验点，在大 批量的出产中， 这些点往往选用主动测验完结。 详细的操作是： 首要依据产品与工位界说 test profile 测验模板，然后输入实测数据，生成测验数据文件，并相关到序列号。因为测验文件 与测验模板是相关的， 因而能够依据 test profile 进行分类计算。 主动测验是一个特别的 route 工位， 操作前需求 route check， 完结后进行 route update 并生成 route log。 测验数据与 route log 进行相关，因而能够依据 route history 直接定位测验数据。

　　ERP 中的产品不仅是物料，它一起仍是一个安装件，通过 BOM 表达它的安装结构。 一个安装件由若干个子安装件组成。 比方一台 PC，包括的子安装件有主板、CPU、显卡、硬盘、显示器等，其 BOM 的结构 如图 4-1：

　　这个结构表明一台 PC 由 1 件主板、1 件 CPU、1 件显卡、2 件硬盘、1 件显示器、1 件 机箱组成。这种结构能够当作 PC 这种产品的一个特点。在 MES 体系中，这种结构通过产 品工艺道路的若干个工位表现，如图 4-2：

　　图 4-2 表明 PC 的安装工艺共涣散在 4 个工位中。 为了记载产品与其子安装之间的联系，咱们需求将产品的序列号与子安装的序列号进行 相关。详细的操作如表 4-3：

　　从技能的视点而言，有两种办法记载序列号的相相联系。榜首种办法是在数据库里保存 产品的结构，然后各相关序列号指向这种结构。 第二种办法是直接记载各序列号之间的相相联系，构成一棵“树”。比较而言，榜首种办法方 便构成批量数据相相联系的报表， 而第二种办法隔离了序列号数据与产品结构， 所以产品的

　　结构变了也不会影响前史数据。 咱们更倾向于选用第二种办法，因为这关于后边要提到的序列号相关替换、刊出等操作 更为便利。

　　考虑到相关的结构， 用父-子节点来界说树状结构是十分便利的， 功率也比较高。 如图 4-5 所示的结构：

　　ID 字段是序列号地点的节点，SN 是序列号，father_id 是序列号的父节点，如为负数则 表明此父节点并没有对应的序列号存在，也便是说此 SN 是该节点数上的根节点，为便利， 咱们称负数的节点为虚节点。

　　便利叙说， 咱们共同称为把 SN1 的节点设置为 SN2 的父节点， 或许把 SN2 相关到 SN1 上。 新增序列号相关的办法为：更新序列号相关表，设置 SN2 的父节点等于 SN1 的节点。 为防止逻辑上的紊乱，咱们在相关之前有必要进行查看，规矩为： 1)SN2 的父节点有必要为虚节点，也便是说 SN2 是根节点，这样做是为了确保任何一个 SN 只能有一个父节点。 2)SN2 的父节点不能是 SN1 地点树上的根节点。 例如，将 2221 相关到 1116 上，如图 4-7

　　则 2221 有必要没有父节点，这样不会形成大于 1 个父节点。而且 2221 有必要不等于 1116 树上的根节点(1111)。

　　输入旧序列号 SN_old、新序列号 SN_new，以进行替换。替换的前提条件： 1)SN_new 的父节点有必要是虚节点，也便是说，SN_new 有必要是根节点。 2)SN_new 不能等于 SN_old 地点树上的根节点。 替换的办法为： 1)设置 sn_new 的父节点等于 sn_old 的父节点。 2)设置 sn_old 的父节点为一个新的虚节点，这样 sn_old 仍能够当作以 sn_old 为根的一 棵树。

　　关于在序列号相关表中已有记载的序列号，它不仅有自己的节点，而且也或许是其它序 列号的父节点，因而在刊出时或许对其它序列号发生影响。 序列号相关刊出的动作为：

　　1)界说该序列号的父节点为一新的虚节点； 2)更新一切该序列号的子节点，别离界说其父节点为新的虚节点。 例如：刊出 1113，如图 4-10 所示：

　　1)追溯至此序列号的根节点。 2)以根节点做递归查询，列出一切树状结构的子节点。 3)在每个节点上，通过相关表得到序列号的相关信息。 这种办法很简单复原生成序列号相相联系的树，而且也不存在功率的问题。 可是在实践的出产中，常常需求做大批量的查询，而且生成格局共同的报表，比方依据 工单输出一切的相关序列号。 象这种状况， 假如还要逐一序列号进行迭代查询的话那么功率 就会有很大的影响。解决办法是，在查询之前，体系定时对相关数据进行后台处理，把树表 展成平表，这样查询时就无需迭代，一条 SQL 就能够跑出一切的数据。详细的完结方面，

　　在 MES 体系中， 咱们界说包装的概念为， 将一个产品放在某一个不能代表此产品的容器 中的动作。 举个比方，将手机放入礼品盒的动作不是包装，因为礼品盒序列号与手机的序列号是一 一对应的，能够用礼品盒的序列号来描绘此手机，因而两者之间是序列号相相联系。而将多 件手机礼品盒打包到邮寄箱的动作是包装， 因为一个包装箱里包括了若干只手机， 因而不能用包装盒来代表某一件详细的手机产品。 咱们能够将包装了解为在产品出产完结之后，为发货而预备的一个动作。 5-1 是一个典型 图 的包装比方：

　　就技能的视点而言，包装和相关完结的办法根本共同，都是用数据库贮存树状的结构。 可是因为包装箱和产品的特点仍是有较大的差异，因而咱们有必要别离处理。详细的来说， 首要咱们界说包装箱的特点，如尺度、分量、物料号等，然后树立产品序列号与包装箱序号 的引证联系。图 5-1 的包装箱特点，如表 5-2 所示：

　　发货意味着产品出产周期的完毕，在许多企业里，往往有一个独立于 ERP 与 MES 的发 货办理体系。 在履行发货的动作时， 作业人员录入箱号， 然后从 MES 体系里得到此箱一切产品的序列 号，以及依照物料汇总的计算信息；然后将序列号信息录入到发货办理体系，将物料汇总信 息录入到 ERP。 为了发货的便利， 一般将一些发货的信息反映到包装箱上， 如粘贴 A4 报表， 或许贴二维条码，以及反映相应的发货单号等。因为许多信息是从 MES 体系中取的，为了 进步功率，往往将这些动作提早放在包装时进行。 也便是说，在包装时就预先记载了部分发货信息。MES 与 ERP、发货体系的联系，如 图 5-4 所示：

　　在许多状况下，咱们需求对出产过程中用到的资料进行盯梢，特别是针对一些要害的采 购件。 比方 PC 出产商发现一批 CPU 有严峻质量缺点，那么有必要知道这批 CPU 现已被使用到 哪些产品中，也便是说有必要依据 CPU 的批次信息，找到与之相关的产品序列号。MES 中的 资料盯梢模块，便是为完结这个功用而规划的。

　　这儿所说的资料，是指产品 BOM 中要盯梢的零部件列表，一般涣散在若干个工位中。 要盯梢的零部件列表是产品的一种特点，界说办法如图 6-1：

　　资料盯梢与安装的不同之处在于，子安装件都有独立的序列号，而待盯梢资料没有独立 的序列号，只需物料和批次信息。 比方关于常用的电阻电容，因为同一批次内的产品差异性不大，咱们不会追寻到每一个 独立的物料。一般对物料的界说树立在最小包装单位上的，如关于盘状包装的贴片元器件，

　　其最小包装单位是盘，也便是说每一个独自的包装盘，都有一个仅有的最小包装物料编号， 在此包装单位的一切物料具有彻底的可代替性。 最小包装序列号包括以下特点：ERP 物料号、单位、数量、供货商信息、进料日期、失 效日期。

　　物料的相关通过一个特别的 route 工位进行，详细的操作是相关产品序列号与最小包装 物料号。相关的完结办法与安装的办法较为相似，差异在于，安装的时分，一切的序列号之 间是一一对应的，而物料相关时，一个最小包装物料号答应相关到多个产品中。如图 6-2：

　　由图能够看出，最小包装 1 被使用到产品 1、产品 2 中，最小包装 4 被使用到产品 2、 产品 3 中。 假定产品 1 使用到的物料 1 数量等于 2， 那么这个物料有或许是在同一个最小包 装里的，也有或许是在不同的包装里的，那么怎样区别界说呢？ 在贴片加工的工艺中，除了要界说物料的编号外，还要界说物料的方位，相同物料在同 一方位呈现的数量只能是 1，因而在盯梢时只需记载产品相关的最小包装物料号与方位即 可。 而在非贴片加工的工艺中，往往对方位的信息并不灵敏，因而在相关时只需记载产品序 列号，以及与之相关的最小包装物料号和数量即可。

　　一般有两种盯梢办法。 榜首种是依据序列号盯梢物料。依据工单或其它产品信息，得到产品序列号的调集，然 后依据序列号调集得到物料的批次信息。

　　MES 主要由资源办理、流程操控、报表查询 3 个大的模块组成，如图 7-1 所示： MES 中的资源包括工单、产品、序列号。工单从 ERP 导入，产品的根本信息也在 ERP 中界说。序列号依据工单和产品信息，在 MES 体系本地发生。流程操控模块包括工艺道路 操控、安装操控、包装操控、资料盯梢操控。这些操控模块都依据产品界说，然后依据序列 号进行操控。尽管工单、产品、序列号简直贯穿于一切流程操控模块，可是咱们会将它们的 扩展特点与根本特点别离， 并拆分到各相应的操控模块中， 这样就确保了各操控模块的逻辑 分闭。

　　数据中心模块包括数据收拾和数据查询。此模块将资源办理和流程操控中的数据，定时 在后台依照必定的规矩进行收拾归类，然后供给共同的接口进行剖析查询。因为 MES 中的

　　数量十分巨大，各类数据之间的引证联系又较为杂乱，数据不收拾的话，进行计算查询的效 率会十分低。

　　因为 MES 体系的数据量巨大， 连接数和并发量都比一般的体系大得多， 所以有必要选用支 持这种特性的数据库，如 oracle 和 sqlserver。

　　从逻辑上来说，MES 体系应包括以下 3 种服务台：http 服务器、ftp 服务器、email 服务 器。http 服务器供给以下服务：web service、权限办理、报表查询、其它后台数据处理。 ftp 服务器供给以下服务：文件存储、版别更新。

　　体系选用三层架构，客户端通过 web service 进行事务处理。 客户端依据人物的不同，供给不同的功用。关于制作工程师，客户端供给的功用是界说 产品的工艺道路。工艺道路由工位组成，而安装结构、包装结构、物料盯梢结构、测验模板 均界说在工位上，因而客户端的中心功用是对工位的界说。 关于出产主管而言，客户端供给的功用是激活工单，行将工单相关到详细的序列号。对 于出产作业人员而言， 客户端供给的功用是发生序列号和完结各工位的详细操作， 因而其核 心功用是解析体系对工位的界说，并展示相应的结构，完结数据录入和流程操控。

　　现在出产外包的现象现已十分遍及。为了便利出产数据的归纳剖析，有必要将外部数据集 中到企业的中心数据库。图 8-1 是一个典型的外部数据办理流程。

　　由图 8-1 能够看出，OEM 操控体系是一个逻辑关闭的体系，与 MES 的中心数据库通过 接口进行数据交换。 OEM 的数据通过收拾之后进入数据中心，就能够象本地的数据相同，选用共同的报表进 行查询剖析。

　　为了便利对 OEM 数据的共同办理，应该剖析数据的特性，依照数据类型进行分类，经 过分类的数据类型适用于一切的 OEM 厂商。OEM 最根本的数据类型有：序列号根底信息、 安装信息、包装信息、测验信息等。关于已界说的数据类型，一切的 OEM 厂商都以相同的 格局存储数据。

　　最便利的数据传输办法是通过 FTP 传输。 OEM 的数据首要在本地聚集到一台 PC 上， 然后通过 FTP 上传到企业的 FTP 服务器上。 能够在 FTP 上，依据数据类型的不同，创立若干个子目录，以便利数据的后续处理。 因为数据类型和 OEM 厂商无关， 所以一切的 OEM 厂商都能够用同一个数据传输程序进 行数据上传，有助于数据安全和操控。

　　MES 的程序从 FTP 服务器上取数据，通过收拾之后导入数据中心。因为数据现已依照 特性进行了分类，所以能够很便利地编写导入程序，定时在后台运转。数据一旦进入 MES 数据库，就和本地发生的数据没有实质的不同，能够使用相同的规矩进行数据收拾，因而不 需求开发额定的报表。