對MES（Manufacturing Execution System 制造執(zhí)行系統(tǒng)）系統(tǒng)的研討(三)

制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的發(fā)展歷程

MES概念雖然是上世紀(jì)90年初才出現(xiàn)，但在70年代末的時(shí)候，西方發(fā)達(dá)國家部分企業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)具有MES功能系統(tǒng)的端倪。在開發(fā)MES方面，要首數(shù)西門子公司。

Mannesmann鋼管廠和鋼板廠是西門子最旱的客戶之一，1975年Mannesmann委托西門子開發(fā)具有MES的功能的管材管理系統(tǒng)，其他功能由西門子逐步完善。在國內(nèi)，應(yīng)用最早的要數(shù)上海寶山鋼鐵公司。1992年，西門子取得的寶山熱軋帶鋼廠和1994年的寶山熱軋帶鋼廠MES訂單，這是中國最旱的MES系統(tǒng)。

    MES的發(fā)展人概可以分為兩個(gè)時(shí)期和兩個(gè)階段。

    (1) 上紀(jì) 70年代末—上世紀(jì)90年代末，傳統(tǒng)的M ES( Traditional MES，T-MES)時(shí)期。

 該時(shí)期的MES人體上可以分為兩人類，即前兩個(gè)階段:專用MES系統(tǒng)(Point MES)和集成MES系統(tǒng)(Integrated，MES)。前者是為了解決某個(gè)特定領(lǐng)域的問題而設(shè)計(jì)和開發(fā)的自成一體的系統(tǒng)，例如某個(gè)企業(yè)的車間維護(hù)、生產(chǎn){If控等;而后者起初是針對一個(gè)特定的、規(guī)范化的環(huán)境而設(shè)計(jì)的，日前已拓展到許多領(lǐng)域，如航空、裝配、半導(dǎo)體、食品和衛(wèi)生等行業(yè)，在功能上它已實(shí)現(xiàn)了與上層事務(wù)處理和下層實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的集成。前者能夠?yàn)槟骋惶囟ōh(huán)境提供最好的性能，卻常難以與其它應(yīng)用系統(tǒng)集成，集成的MES，比專用MES邁進(jìn)了一人步，具有很多優(yōu)點(diǎn):如單一的邏輯數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)內(nèi)部具有良好的集成性、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型等等。

    (2) 本1世紀(jì)初—可集成的MES( Integratable MES，I- MES)時(shí)期。

該時(shí)期的MES能將模塊化應(yīng)用組件技術(shù)應(yīng)用到MES的系統(tǒng)開發(fā)中，是兩類T- MES系統(tǒng)的結(jié)合。從表現(xiàn)形式上看，具有專用的MES系統(tǒng)的特點(diǎn)，即I- MES中的部分功能作為可重用組件單獨(dú)銷售;同時(shí)，又具有集成的MES的特點(diǎn)，即能實(shí)現(xiàn)上下兩層之間的集成。此外，I- M ES還能實(shí)現(xiàn)客戶化、可重構(gòu)、可擴(kuò)展和互操作等特性，能方便地實(shí)現(xiàn)不同廠商之間的集成和遺產(chǎn)系統(tǒng)的保護(hù)以及即插即用等功能。

第一章 MES的定義及功能

1.1  MES系統(tǒng)簡介

MES是英文Manufacturing Execution System的縮寫，它所對應(yīng)的中文名稱一般有兩種翻譯方式，在制造行業(yè)，MES翻譯成“制造執(zhí)行系統(tǒng)”，俗稱生產(chǎn)管理系統(tǒng)。在流程工業(yè)，MES翻譯成“生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)”。對于MES的定義，不同的機(jī)構(gòu)有自己不同的定義。

在企業(yè)中是面向車間的生產(chǎn)過程管理與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。它主要解決車間生產(chǎn)任務(wù)的執(zhí)行問題，填補(bǔ)了上層生產(chǎn)計(jì)劃與底層工業(yè)控制之間的鴻溝。它通過對能流、物流、設(shè)備狀態(tài)等實(shí)時(shí)監(jiān)測與協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，達(dá)到快速響應(yīng)制造及降低能耗的目標(biāo)。如圖所示：

目前被人廣泛接受的是由國際MES聯(lián)合會MESA(Manufacturing Execution System Association International)對MES給出的定義:MES提供從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過程的生產(chǎn)活動實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的信息。它采用當(dāng)前的和精確的數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)活動進(jìn)行初始化，及時(shí)引導(dǎo)、響應(yīng)和報(bào)告工廠的活動，對隨時(shí)可能發(fā)生變化的生產(chǎn)狀態(tài)和條件做出快速反應(yīng)，重點(diǎn)削減不會產(chǎn)生附加值的活動，從而推動有效的工廠運(yùn)行和過程。

此外，按照美國的咨詢調(diào)查公司AMR(Advanced Manufacturing Research)所給出的定義：MES是一個(gè)常駐工廠層的信息系統(tǒng)，介于企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層的計(jì)劃系統(tǒng)與主生產(chǎn)過程的直接工業(yè)控制系統(tǒng)之間。這里明確地將企業(yè)的運(yùn)作劃分為三個(gè)層次，分別是：計(jì)劃層、執(zhí)行層和控制層。如圖二所示

其中：計(jì)劃層就包括MRPⅡ、ERP等；控制層包括PLC、各種儀器設(shè)備等；介于兩者之間的是執(zhí)行層，MES就屬于執(zhí)行層。可以通過繪出數(shù)據(jù)流圖來明確每個(gè)層次間的關(guān)系。如圖2-1所示。

           圖2-1 MES數(shù)據(jù)流圖

它以當(dāng)前視角向操作人員/管理人員提供生產(chǎn)過程的全部資源(人員、設(shè)備、材料、工具和客戶要求)的數(shù)據(jù)和信息。其著重點(diǎn)是將信息技術(shù)運(yùn)用于改善制造過程。

    另外，美國的國家標(biāo)準(zhǔn)研究所NIST(National Institute of Standard and  Technology)對MES給出的定義:為使從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過程的管理活動得以優(yōu)化，采集硬件/軟件的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。

雖然不同機(jī)構(gòu)對MES的定義存在一些不同的描述，但是有幾點(diǎn)共識是普遍認(rèn)可:

1)MES在整個(gè)企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下，是生產(chǎn)活動與管理活動信息溝通的橋梁。

2)MES采集從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過程的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，目的在于優(yōu)化管理活動。它強(qiáng)調(diào)是當(dāng)前視角，即精確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

3)從對實(shí)時(shí)的要求而言，如果說控制層要求的實(shí)時(shí)時(shí)間系數(shù)為1，那么，MES的時(shí)間系數(shù)為10, ERP的時(shí)間系數(shù)為1000。

這從MESA的定義也可以看出，精確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是一個(gè)優(yōu)秀的MES必須達(dá)到的要求。因此，一個(gè)MES系統(tǒng)，就是負(fù)責(zé)溝通企業(yè)計(jì)劃層和控制層，憑借信息技術(shù)提供精確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并最終達(dá)到優(yōu)化管理活動和生產(chǎn)活動目的的系統(tǒng)。