導讀：工單模塊之于MES系統(tǒng)，相當于一幢大樓的地基。工單模塊設計需要充分考慮MES其他模塊的需要。

只有地基做得夠好，即使將來從2層樓加蓋的4層樓，承重不會有問題；即使將來加裝電梯，消防通道不會有問題；即使挖地下室，也不會有漏水問題...

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MES任務對生產流程的影響

MES作為組織和實施生產流程的驅動力，直接或間接地支持了公司的所有業(yè)務流程。這意味著引進和使用MES可以在這些流程的執(zhí)行中挖掘潛力。為了設計比較完整的MES系統(tǒng)，以發(fā)揮MES支撐生產管理的潛力，必須更具體地了解這些企業(yè)流程與MES的關聯(lián)。

MES支持（或接近）實時的企業(yè)生產過程和與生產有關的業(yè)務流程。因此，MES的系統(tǒng)設計，通常應靠近生產，也就是說，在生產管理的責任范圍內。

 

表1：生產流程和MES任務的矩陣關系

德國工程師協(xié)會在2007年頒布了德國MES標準VDI5600，將MES的系統(tǒng)功能劃分為10個主要任務并支持制造過程的6個業(yè)務流程，如表1所示。

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MES工單管理

在生產中，訂單通常是所有活動的觸發(fā)點。它也是處理生產過程中需要的或由此產生的所有信息和成本的數據容器。根據生產的類型，使用不同的訂單類型，如生產訂單、看板、維修或保養(yǎng)訂單，以及返工或管理費用訂單。訂單管理因此是制造企業(yè)中MES功能的組成部分。例如，如果沒有訂單管理，詳細的調度和流程控制幾乎是無法想象的。

MES的訂單管理不應該與ERP系統(tǒng)的訂單管理相混淆。為此，在本講座中使用“工單”表示MES中的生產訂單。

? 在ERP系統(tǒng)中，訂單的處理有一個中期或長期的范圍，以及隨后的賬單。

? 在MES系統(tǒng)中，確定生產過程中工序或基本子步驟的處理時間、資源分配和訂單處理的順序（生產過程規(guī)劃），并負責執(zhí)行。所有可能與訂單相關的行動通常都被記錄下來（登錄/注銷、中斷、操作層面的數量、拒絕的原因、過程數據等等）。

圖1：MES中工單管理功能模型

工單管理是以工單作為虛擬載體對生產力的三要素（勞動對象、勞動工具和勞動者）進行生產建模，形成以工單為的制造管理體系。

MES“工單管理”從不同的外部來源和MES其他任務接收工單列表，并將這些數據提供給其他MES功能，如“詳細排產”。隨著工單的處理，通過MES “數據采集”和其他MES任務產生了一定數量的新信息，然后“工單管理”將數據分配給工單，以便各部門能夠快速有效地使用，例如，幫助他們對生產中斷或變化作出適當和及時的反應。通過這種方式，可以地提高生產中的透明度和減少時間損失。

圖1描述了MES“工單管理”的功能模型。

輸入是不同類型的工單和工單相關的狀態(tài)。原則上生產工單來自ERP，包括關鍵的日期、生產批量和工序詳細等信息。MES中其他任務也會產生工單，如生產工單登錄時觸發(fā)檢驗工單，出現(xiàn)次品時創(chuàng)建返工工單，根據維護日歷創(chuàng)建的設備維護工單，觸發(fā)物料移動的運輸工單、按庫存生產的看板工單，以及記錄間接成本的管理費用工單。

工藝建模：來自ERP的生產工單往往需要在MES中分解到工序層級，定義工序的資源、物料、時間和數量等細節(jié)。

處理工單采集數據：處理來自MES“數據采集”中的原始數據，如以脈沖值形式，在各個層級上進行匯總。

工序條件：確定工單中各個工序的關系。如前工序完成20件，后工序才可以開始。

反饋工單信息：當前生產整體情況是從訂單的目標與生產方面的當前信息之間的持續(xù)比較過程中獲得的。提供可視化功能實時地表示生產進展，如延遲、達成率等。工單管理在生產控制流程中創(chuàng)造了必要的透明度。

MES的任務 "工單管理 "管理著生產區(qū)域內各種類型的訂單，持久更新工單的狀態(tài)使管理人員有可能對變化作出反應。工單信息為其他MES任務中的進一步處理提供了信息，如生產計劃與工單處理形成真正的控制循環(huán)。

通過對工單數據的長期評估，可以得出關于組織缺陷的結論，從而為制造企業(yè)的持續(xù)改善過程提供支持。

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MES系統(tǒng)功能模型

MES的“工單管理”功能之一工藝建模定義了工單執(zhí)行所有的規(guī)范。這些規(guī)范成為MES其他任務的模型基礎。

如圖2所示，工序需要一定數量和資質的工人來執(zhí)行，在人員管理中需要建立工人的資質矩陣以匹配工序要求和人員排產時的工位安排，在工人日歷中建立班次模型可以結合人員出勤來獲得某一時間段可用的工人數量。記錄工人在生產工單上的工時和生產數量，可以評估員工的績效。記錄工人在間接成本工單上的活動和活動時間，可以優(yōu)化人員安排。

圖2：工單是MES系統(tǒng)的

工序定義了所需的設備及設備工時。所有非計劃停機將延長工序時間，導致流程效率下降。為提高設備可用性，需要定義設備的資源績效賬戶RPA，然后采集實際的設備狀態(tài)并記錄到對應的RPA中。一方面管理層可以及時獲得設備異常狀態(tài)而做出快速調整，另一方面可以分析主要停機原因來指定有效措施消除非計劃停機。正確的設備工作時間采集是制定預防性維護計劃的依據。

在設計MES系統(tǒng)時，我們把生產資源定義為除設備以外在生產過程中需要的輔助資源，如工裝、模具、刀具、量具、設置程序、作業(yè)文件等。工序細節(jié)中需要定義生產做需要的資源數量。產品、設備和資源的組合是排產時考慮的一個約束條件。在生產過程中，需要記錄資源的使用時間，以便及時維護，比如修模。在管理層面上，需要評估使用不同資源的績效。

工藝模板中定義的工序日期、工序作業(yè)時間、生產順序是工序排產的起始點。設備、人員和資源狀態(tài)是排產的約束。工序物料產出和工序設置時間是排產優(yōu)化策略的選擇。

過程質量顧名思義是伴隨生產過程。因此，生產工序集成檢驗工序確保當生產工單開始時，根據不同事件，如換班、工單生產一段時間或一定數量、設備停機后恢復生產等事件，產生對應的檢驗任務。檢驗任務的執(zhí)行結果決定了工序的流轉。

工單模塊之于MES系統(tǒng)，相當于一幢大樓的地基。工單模塊設計需要充分考慮MES其他模塊的需要。只有地基做得夠好，即使將來從2層樓加蓋的4層樓，承重不會有問題；即使將來加裝電梯，消防通道不會有問題；即使挖地下室，也不會有漏水問題。

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