對MES（Manufacturing Execution System 制造執(zhí)行系統(tǒng)）系統(tǒng)的研討(二)

                 圖1-1企業(yè)信息化基本內(nèi)容

    1) 企業(yè)信息化基礎(chǔ)建設(shè)

    企業(yè)信息化基礎(chǔ)建設(shè)主要包括計算機網(wǎng)絡(luò)、信息門戶、信息中心、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、信息安全系統(tǒng)等五方面建設(shè)。顧名思義，作為企業(yè)信息化的這些基礎(chǔ)設(shè)施，都是企業(yè)各種信息系統(tǒng)的支撐環(huán)境和運行條件。企業(yè)信息化基礎(chǔ)建設(shè)與信息系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用是同步而行的。

    2) 產(chǎn)品研發(fā)信息化

產(chǎn)品研發(fā)信息化是產(chǎn)品研究與開發(fā)過程的信息化包括計算機輔助設(shè)計(Computer Aided Design，CAD )、計算機輔助工程分析(( Computer Aided Engineering,，CAE ）、計算機輔助工藝規(guī)劃(Computer Aided Process Planning， CAPP ),計算機輔助制造(Computer Aided Manufacturing， CAM )、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management，PDM)等，隨著應(yīng)用的深入，上述系統(tǒng)之間的集成問題變得越來越重要。    

3) 生產(chǎn)制造信息化

生產(chǎn)制造信息化是利用先進的信息技術(shù)、管理技術(shù)和制造技術(shù)，控制和規(guī)范生產(chǎn)過程，使生產(chǎn)制造活動更加高效、敏捷、柔性。生產(chǎn)制造信息化涉及從投料開始到最終完成產(chǎn)品的全過程，主要包括制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES )、數(shù)字控制系統(tǒng)(Numerical Control ，NC )，柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System, FMS )、工業(yè)機器人(robot )、計算機輔助質(zhì)量管理(Computer Aided Quality，CAQ )、計算機輔助檢測(Computer Aided Testing，CAT)等。生產(chǎn)制造信息化可以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的優(yōu)化、監(jiān)控和管理、提高產(chǎn)品制造的質(zhì)量、精度，以達到提高生產(chǎn)效率，準時完成生產(chǎn)任務(wù)的目的。

 4) 企業(yè)管理信息化

 企業(yè)管理信息化是將信息技術(shù)和管理技術(shù)用于企業(yè)管理領(lǐng)域，提高企業(yè)管理水平和經(jīng)營效益。企業(yè)管理信息化主要包括管理信息系統(tǒng)(Management Information System，MIS )、辦公自動化(Office Automation，OA)、企業(yè)資源計劃(Enterprise Resource Planning，ERP)等內(nèi)容。這些系統(tǒng)在企業(yè)的應(yīng)用都是伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，它們共存于企業(yè)中，相互關(guān)聯(lián)，各有側(cè)重。

5) 企業(yè)商務(wù)信息化

企業(yè)商務(wù)信息化是現(xiàn)代信息技術(shù)和管理技術(shù)在企業(yè)商務(wù)活動領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，主要包括供應(yīng)鏈管理（Supply Chain Management，SCM )、客戶關(guān)系管理(Customer Relationship Management，CRM )、電子商務(wù)(Electronic Business， EB )等內(nèi)容供應(yīng)鏈管理加強了制造企業(yè)與供應(yīng)商之間的有效合作，客戶關(guān)系管理為制造企業(yè)維系與客戶的關(guān)系和擴大市場銷售創(chuàng)造了條件，電子商務(wù)系統(tǒng)支持企業(yè)的對外業(yè)務(wù)協(xié)作，為企業(yè)供應(yīng)商關(guān)系管理和客戶關(guān)系管理的應(yīng)用提供了集成平臺。

    6) 企業(yè)信息系統(tǒng)集成

企業(yè)信息系統(tǒng)集成是企業(yè)信息化的重要內(nèi)容，它應(yīng)用系統(tǒng)集成的哲理、方法、技術(shù)，通過信息集成、過程集成、企業(yè)間集成和綜合集成等方式，將企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、企業(yè)管理、企業(yè)商務(wù)等領(lǐng)域內(nèi)建立的信息系統(tǒng)進行整合，消除“信言息孤島”，實現(xiàn)企業(yè)各個經(jīng)營環(huán)節(jié)的信息共享，使各種信息系統(tǒng)緊密配合企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)揮更大的作用。

 企業(yè)信息化的發(fā)展歷程

   如圖1-2所示，企業(yè)信息化的發(fā)展主要可以分為五個階段。

   圖1-2 企業(yè)信息化的發(fā)展歷程

20世紀70年代中期以前，企業(yè)的計算機應(yīng)用水平還較低，所開發(fā)的計算機應(yīng)用功能也比較簡單，主要解決局部的計算功能，如財務(wù)記帳、生產(chǎn)計劃制定、采購物料數(shù)量品種計算、庫存統(tǒng)計、計算機輔助繪圖等。這個階段是企業(yè)信息化的雛形。

 20世紀70年代中期至80年代中期，計一算機輔助技術(shù)CAX在企業(yè)得到成功應(yīng)用和發(fā)展，其典型代表有：CAD、CAPP、SAM、CAQ、CAE                                  等。另外，在這一時期，企業(yè)開始應(yīng)用具有一定集成度的綜合應(yīng)用軟件，如制造資源計劃MRPII系統(tǒng)實現(xiàn)了財務(wù)、庫存、采購、計劃的集成，CAD軟件實現(xiàn)了產(chǎn)品造型與繪圖的功能，這些集成的應(yīng)用將企業(yè)的計算機應(yīng)用水平推上了一個新高度，也使企業(yè)信息化的進程達到了一個新的階段。

 20世紀80年代中期開始的以計算機集成制造技術(shù)(CIM ）、企業(yè)資源規(guī)劃(ERP ) ，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)為代表的企業(yè)范圍內(nèi)的集成應(yīng)用屬于企業(yè)信息化發(fā)展的第三個階段。

20世紀90年代中期以來，供應(yīng)鏈管理(SCM)和客戶關(guān)系管理(CRM)的出現(xiàn)，快速高效地實現(xiàn)了供應(yīng)鏈中相關(guān)環(huán)節(jié)之間的信息交換，降低了信息交換的事務(wù)成本，使企業(yè)信息化的發(fā)展進入第四個階段。

   企業(yè)信息化的發(fā)展正在向著結(jié)盟企業(yè)之問的信息集成、異地設(shè)計制造集成(并行工程)、協(xié)同產(chǎn)品商務(wù)系統(tǒng)、電子商務(wù)系統(tǒng)方向發(fā)展。這屬于企業(yè)信息化的第五個發(fā)展階段。

制造執(zhí)行系統(tǒng)的產(chǎn)生

制造執(zhí)行系統(tǒng)作為企業(yè)信息化的重要組成部分，它的產(chǎn)生和發(fā)展是與企業(yè)信息化的發(fā)展歷程緊密相關(guān)的。生產(chǎn)方式的演變和IT技術(shù)的進步是促進制造企業(yè)信息化發(fā)展的兩個基本動因。在制造業(yè)信息化的早期階段，受到當(dāng)時的環(huán)境限制，工廠的業(yè)務(wù)管理的信息化與生產(chǎn)設(shè)備的自動化通常被作為兩個獨立的領(lǐng)域而分別進行。由不同部門，基于不同看法而建成的一系列單一功能的信息系統(tǒng)，產(chǎn)生了以下兩個長期存在的信息阻斷問題。

1)信息孤島。在70年代末期，隨著社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及物資的日益豐富，企業(yè)面臨的壓力越來越大，市場全球化導(dǎo)致競爭日趨激烈，企業(yè)為了求得在下一世紀的生存和發(fā)展，紛紛尋求適合自己的先進的生產(chǎn)管理方式和信息化技術(shù)。這時，工廠內(nèi)出現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度、工藝管理、質(zhì)量管理、設(shè)備維護、過程控制等相互獨立的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)之間相互獨立、缺乏數(shù)據(jù)共享，從而導(dǎo)致功能重疊、數(shù)據(jù)矛盾等一系列問題。信息孤島造成了工廠中制造信息在水平方向的阻斷，所帶來的問題嚴重地制約著工廠內(nèi)各種系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)，阻礙了系統(tǒng)的發(fā)展，降低了制造領(lǐng)域信息化的整體作用。

2)信息斷層。進入80年代，全球市場競爭更加激烈，上層計劃管理系統(tǒng)(MRPII/ERP等)受市場影響越來越大，計劃的適應(yīng)性問題愈來愈突出，明顯感到計劃跟不上變化，面對客戶對交貨期的苛刻要求，面對更多產(chǎn)品的改型和訂單的不斷調(diào)整，企業(yè)的決策者逐漸認識到計劃的制定和執(zhí)行受市場和實際的作業(yè)執(zhí)行狀態(tài)的影響越來越嚴重，而由于企業(yè)級的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)無法得到及時準確的生產(chǎn)實績信息，無法把握生產(chǎn)現(xiàn)場的真實情況，使上層計劃的制定越來越困難，準確性和可行性難以得到保證。同時，由于生產(chǎn)現(xiàn)場人員與設(shè)備得不到切實可行的生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)指標，使車間調(diào)度系統(tǒng)失去了它應(yīng)有的作用，一方面造成在制品庫存量過多，使車間管理出現(xiàn)混亂以及資金占用過多，延誤交貨期；另一方面由于設(shè)備空閑，造成資源浪費信息斷層造成了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營信息在垂直方向的阻斷，嚴重阻礙了企業(yè)級的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)與工廠級的輸出管理系統(tǒng)之間的集成，阻礙了企業(yè)信息化的發(fā)展。

80年代中期以后，伴隨著消費者對產(chǎn)品的需求愈加多樣化，制造業(yè)的生產(chǎn)方式開始由大批量的剛性生產(chǎn)轉(zhuǎn)向多品種小批量的柔性生產(chǎn)，伴隨計算機網(wǎng)絡(luò)和大型數(shù)據(jù)庫等IT技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)的信息系統(tǒng)也開始從局部，事后處理系統(tǒng)為一式轉(zhuǎn)向全局、實時處理系統(tǒng)方式。在制造管理領(lǐng)域出現(xiàn)了準時生產(chǎn)（Just In Time,，IT）、約束理論(Theory of Constraints，TOC)等新的理念和方法；在管理系統(tǒng)軟件領(lǐng)域 MRP I I系統(tǒng)迅速普及，ERP系統(tǒng)嶄露頭角；在過程控制領(lǐng)域可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controllers，PLC)、分布式控制系統(tǒng)(Distributed Control System, DCS)得到廣泛應(yīng)用。

盡管企業(yè)信息化的各個領(lǐng)域都有了長足的發(fā)展，但是在工廠以及企業(yè)范圍信息集成的實踐過程中，仍然難以解決信息孤島和信息斷層所帶來的各種問題。例如，在計劃過程中無法準確及時地把握生產(chǎn)實際狀況，在生產(chǎn)過程中得不到切實可行的作業(yè)汁劃。工廠管理人員和操作人員難以跟蹤產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，不能有效地控制在制品庫存，用戶無法了解訂單的執(zhí)行狀況。產(chǎn)生這些問題的主要原因仍然在于生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)與生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的相互分離，計劃系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)之間的界限模糊，缺乏緊密的聯(lián)系。在這種情況下，作為面向企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行層的信息系統(tǒng)MES應(yīng)運而生。

   1990年AMR的報告中首次提出MES這一概念，并將MES定位于重點解決生產(chǎn)執(zhí)行層的生產(chǎn)管理問題，定義為“位于卜層的計劃管理系統(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)”，它是近10年來迅速發(fā)展的、面向生產(chǎn)執(zhí)行層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實時信息系統(tǒng)。它集成了車間中生產(chǎn)調(diào)度、工藝管理、質(zhì)量管理、設(shè)備維護、過程控制等相互獨立的系統(tǒng)，使這些系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)實現(xiàn)完全共享，完全解決了信息孤島狀態(tài)下的數(shù)據(jù)重疊和數(shù)據(jù)矛盾的問題。同時，MES系統(tǒng)可以收集生產(chǎn)過程中人量的實時數(shù)據(jù)，對實時事件實現(xiàn)及時處理的同時與計劃層和生產(chǎn)控制層保持雙向通信能力，從上下兩層接收相應(yīng)數(shù)據(jù)并反饋處理結(jié)果和生產(chǎn)指令。MES系統(tǒng)是實施企業(yè)先進制造戰(zhàn)略、實現(xiàn)車間生產(chǎn)管理自動化的基本技術(shù)手段。