對MES（Manufacturing Execution System 制造執(zhí)行系統(tǒng)）系統(tǒng)的研討(一)

摘要

    工業(yè)4.0智能制造改革大潮下，傳統(tǒng)制造企業(yè)需要進(jìn)行自動(dòng)化,數(shù)字化,智能化的升級改造.需要納入MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）系統(tǒng)，是用來幫助企業(yè)從接獲訂單、進(jìn)行生產(chǎn)、流程控制一直到產(chǎn)品完成，主動(dòng)收集及監(jiān)控制造過程中所產(chǎn)生的生產(chǎn)資料，以確保產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的應(yīng)用軟件。

企業(yè)需要整合更多維度的數(shù)據(jù)，就需要更多的系統(tǒng)。要促使系統(tǒng)產(chǎn)生最大價(jià)值就需要系統(tǒng)與系統(tǒng)無縫協(xié)作。

我們以往采用軟件和軟件對接，依靠BI去整合的模式有很大局限性。與其被動(dòng)打通系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的壁壘，更好的做法是以數(shù)據(jù)為中心，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源模型，倒逼各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成。（新的系統(tǒng)集成模式）企業(yè)需要處理數(shù)據(jù)的算法符合企業(yè)的核心價(jià)值，這對軟件的快速迭代和個(gè)性化持續(xù)交付有更高要求。

目前通過合同約定式的軟件交付模式，必然導(dǎo)致系統(tǒng)交付的敏捷性降低。（以往的IT架構(gòu)模式要改變）。

流程企業(yè)在我國的國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位,流程企業(yè)在發(fā)展壯大的同時(shí),對信息技術(shù)和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的需求也在持續(xù)變化。MES作為ERP系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),對從生產(chǎn)命令下發(fā)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理,并實(shí)時(shí)的將生產(chǎn)過程信息反饋給ERP系統(tǒng),從而將生產(chǎn)活動(dòng)與管理活動(dòng)信息有效的集成起來,在企業(yè)的綜合自動(dòng)化中起到了承上啟下的作用,是整個(gè)流程工業(yè)綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵,其中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫又是連接MES與PCS的橋梁。

 對于流程制造型化工企業(yè)，設(shè)備裝置24h/d連續(xù)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)制造過程中每秒鐘都會(huì)有大量數(shù)據(jù)信息產(chǎn)生和變化，有鑒于此，“快速、準(zhǔn)確、可靠”就構(gòu)成了對MES系統(tǒng)最基本的要求。而從技術(shù)層面搭建MES系統(tǒng)，首先要解決的就是如何讓數(shù)據(jù)流在整個(gè)MES系統(tǒng)中“快速、準(zhǔn)確、可靠”地暢通流動(dòng)，也就是MES系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性問題。

   智能工廠的智能化本質(zhì)上體現(xiàn)為數(shù)據(jù)的計(jì)算能力（數(shù)據(jù)是根本），通過關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(RDBMS)、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(NoSql)、大數(shù)據(jù)(big data) 等數(shù)據(jù)庫存取方式，圖示化使用界面(BI)，開放式架構(gòu)(Open Platform)等信息相關(guān)技術(shù)。

MES 系統(tǒng)是一個(gè)環(huán)境也是一個(gè)架構(gòu)，它將實(shí)時(shí)的信息和其他信息系統(tǒng)（如生產(chǎn)流程規(guī)劃系統(tǒng)等）結(jié)合，使得企業(yè)、工廠或流程控制系統(tǒng)之間的鴻溝得以連結(jié)起來。

我們研究的目的，在MES需以大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，以便于大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、比對、運(yùn)作等環(huán)境下，怎樣合理構(gòu)建異構(gòu)數(shù)據(jù)庫。

目錄

摘要 3

引言 5

第一章 MES的定義及功能 11

1.1  MES系統(tǒng)簡介 11

1.2  MES的功能結(jié)構(gòu) 13

1.2.1  MES在企業(yè)系統(tǒng)中的定位 13

1.3  MES的現(xiàn)狀 15

1.3.1  國內(nèi)MES產(chǎn)業(yè)政策 15

1.3.2  國內(nèi)MES的行業(yè)會(huì)議 16

1.3.3  MES的技術(shù)現(xiàn)狀 18

    1.3.4  國內(nèi) MES存在的問題 21

1.4  MES系統(tǒng)主要模塊功能簡介 22

1.5  集控MES 集成開發(fā)平臺(tái) 27

1.5.1 平臺(tái)介紹 27

1.5.2 MES 系統(tǒng)總體架構(gòu) 31

1.5.4 MES信息集成與工廠建模結(jié)合 33

第二章RDBMS關(guān)系型數(shù)據(jù)庫定義及功能 33

2.1  RDBMS關(guān)系型數(shù)據(jù)庫簡介 33

2.2  RDBMS關(guān)系型數(shù)據(jù)庫優(yōu)點(diǎn) 34

2.3  RDBMS關(guān)系型數(shù)據(jù)庫缺點(diǎn) 34

第三章 NoSql內(nèi)存數(shù)據(jù)庫定義及功能 34

3.1  NoSql內(nèi)存數(shù)據(jù)庫簡介 34

3.2  NoSql內(nèi)存數(shù)據(jù)庫優(yōu)點(diǎn) 35

3.3  NoSql內(nèi)存數(shù)據(jù)庫缺點(diǎn) 36

第四章 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫定義與功能 36

4.1  實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫簡介 36

4.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的功能 38

第五章 總結(jié)與展望 40

結(jié)束語 41

參考文獻(xiàn) 41

致 謝 42

引言

制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）研究背景

黨的十六大報(bào)告明確指出：“實(shí)現(xiàn)工業(yè)化仍然是我國現(xiàn)代化進(jìn)程中艱巨的歷史性任務(wù)。信息化是我國加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇。堅(jiān)持以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走出一條科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化路子”。

    企業(yè)信息化是用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和實(shí)現(xiàn)信息化帶動(dòng)工業(yè)化的突破口。企業(yè)信息化就是將信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，帶動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法和工具的創(chuàng)新、企業(yè)生產(chǎn)管理模式的創(chuàng)新、企業(yè)間協(xié)作關(guān)系的創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)字化、企業(yè)管理的數(shù)字化、制造裝備的數(shù)字化、生產(chǎn)過程控制的智能化、咨詢服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化，最終全面提升企業(yè)的競爭力。

    信息化在企業(yè)中的重要作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

    1) 信息化是提高企業(yè)知識生產(chǎn)力的最有效工具

    現(xiàn)代管理之父杜拉克指出：“知識生產(chǎn)力將日益成為一個(gè)國家、一個(gè)產(chǎn)業(yè)、一家公司的競爭實(shí)力的決定性因素”，“無論什么傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，之所以能發(fā)展壯大，就是因?yàn)樗鼈儑�繞知識和信息進(jìn)行了重組”。在當(dāng)今知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代，知識已經(jīng)成為企業(yè)的重要資產(chǎn)，未來企業(yè)間的競爭是人才的競爭，而人才的競爭本質(zhì)上是知識的競爭，擁有更多更新知識的企業(yè)更有可能贏得市場的競爭。知識已經(jīng)是企業(yè)獲取利潤的最主要的原材料和關(guān)鍵資源。只有采用信息化的手段，才能用圍繞著生產(chǎn)過程的信息和知識對生產(chǎn)過程進(jìn)行重組，使優(yōu)秀的生產(chǎn)與操作經(jīng)驗(yàn)、專有技術(shù)和知識進(jìn)行最大效率的應(yīng)用，從而使企業(yè)生產(chǎn)力得到極大程度地提高。

    2) 企業(yè)信息化可以促進(jìn)業(yè)務(wù)流程重組和組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化

    我國企業(yè)傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)存在多等級、多層次、機(jī)構(gòu)臃腫、橫向溝通困難、信息傳遞失真、缺乏活力、對外界變化反應(yīng)遲緩等弊端。采用信息技術(shù)可以將原有的塔型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂芯�良、敏捷、�?chuàng)新精神特點(diǎn)的扁平化“動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu)，從而削減機(jī)構(gòu)規(guī)模，提高企業(yè)效率，同時(shí)促進(jìn)職工相互間知識和經(jīng)驗(yàn)的交流，形成學(xué)習(xí)型組織，使企業(yè)更好地適應(yīng)競爭日益激烈的市場環(huán)境。

    通過把信息技術(shù)與管理相結(jié)合，美國通用電器公司的管理層從26層減到5層。60多個(gè)部門組合為12個(gè)業(yè)務(wù)部，管理人員減少了1/4，1996年利潤居全美榜首；日本興亞電工公司(KOA)廢除中層管理職務(wù)后，銷售額和利潤都大幅度提升;美國IBM公司、英國石油公司和電訊電報(bào)公司均進(jìn)行了大幅度的體制改革，并取得顯著效果。北美福特汽車公司通過實(shí)施扁平化管理，使公司的1竹改率明顯提高，利潤人幅度增加。

    3) 信息技術(shù)可以促進(jìn)和提升制造技術(shù)水平

    信息技術(shù)與制造技術(shù)相融合，將進(jìn)一步給設(shè)計(jì)與制造技術(shù)帶來深刻的，甚至是革命性的變化，使企業(yè)可以更好、更快、更省、更可靠地制造出創(chuàng)新產(chǎn)品。

    以飛機(jī)研制為例，波音公司通過采用信息技術(shù)，尤其是并行工程技術(shù)和虛擬制造技術(shù)，使波音777的開發(fā)周期大幅度縮短，成本大人降低，山于實(shí)現(xiàn)了100%整機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)，為波音公司在飛機(jī)制造業(yè)方面取得世界壟斷與霸主地位奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。美國通用汽車公司通過采用數(shù)字化技術(shù)、虛擬制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也達(dá)到了開發(fā)周期縮短，成本降低的目的。

    先進(jìn)制造與信息技術(shù)為制造業(yè)的發(fā)展提供了核心的技術(shù)支撐，采用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、用信息化帶動(dòng)工業(yè)化、實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的跨越式發(fā)展是今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)我國制造企業(yè)的必由之路。我國的制造企業(yè)面臨著產(chǎn)品生命周期縮短、交貨期縮短、復(fù)雜性增加、客戶化定制需求增加等新的要求。這些要求迫使企業(yè)不得不采用信息化手段，并結(jié)合對其業(yè)務(wù)過程、產(chǎn)品研制模式、生產(chǎn)組織方式等進(jìn)行調(diào)整和改革，從而滿足用戶對產(chǎn)品的高要求。

企業(yè)信息化的內(nèi)容

企業(yè)信息化的主要任務(wù)是將信信息技術(shù)和管理技術(shù)、研發(fā)技術(shù)、制造技術(shù)相結(jié)合，以提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競爭力為目標(biāo)，全面支持企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)活動(dòng)、生產(chǎn)制造活動(dòng)、企業(yè)管理活動(dòng)和企業(yè)商務(wù)活動(dòng)。企業(yè)信息化的內(nèi)容如圖1-1所示，包括企業(yè)信息化基礎(chǔ)建設(shè)、產(chǎn)品研發(fā)信息化、生產(chǎn)制造信息化、企業(yè)管理信息化、企業(yè)商務(wù)信息化和企業(yè)信息系統(tǒng)集成。