小议制造执行系统（mes）的发展和挑战

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1、小议制造执行系统（MES）的发展和挑战

2、第1lunissioncritical)信息。其关键词是精确的实时数据，这是以业务为基础的（transactionbased)ERP和MRPⅡ系统未曾加以考虑的。美国AMR研究公司对MES也有自己的定义：MES是一个常驻工厂层的信息系统，介于企业领导层的计划系统与主生产过程的直接工业控制系统之间。它以当前视角向操作人员／管理人员提供生产过程的全部资源(人员，设备，材料,工具和客户要求)的数据和信息。其着重点是将信息技术运用于改善制造过程。在AMR的MES集成企业模型中分为3层：承担企业全面管理，包括会计／财务系统的管理决策层ERP；承担工厂级协调／跟踪

3、跋现并监控趋势的执行层MES；承担工厂生产控制的控制层。美国的国家标准研究所(NIST)有关MES定义的表述是：为使从接受订货到制成最终产品全过程的管理活动得以优化，采集硬件嗽件的各种数据和状态信息。由上可知，关于MES的定义存在一些不同的表述。但是，以下几点共识还是普遍被接受的：*MES在整个企业信息集成系统中承上启下，是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁。*MES采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息，目的在于优化管理活动。它强调是当前视角，即精确的实时数据。*从对实时的要求而言，如果说控制层要求的实时的时间系数为1，那么,MES的时间系数为1O,ERP的时间系数为100(

4、见图2)。图2MES中数据流和响应时间要求二、我们为什么需要MES?在许多工厂中，全厂管理的功能目前仍然由文件和人工系统进行，通常有经验的人员执掌着工厂生产效益的钥匙。在大多数运行中，人工系统和有经验运行人员的判断总是起着重要作用(见图3)。但是，市场要求产品的品种和数量经常变化，靠人工和经验调整生产显然效率低、反应慢、缺乏竞争力。而且人工系统也不可能适应产品、工艺、技术和用户要求日趋加速的变化。由于生产运行变化如此迅速，MES的信息的及时性要求以分，甚至秒的速度进行反应，此时光靠人恐怕不行。因此，采用MES带来的效益不言而喻(图4)。图3工厂信息系统在许多时候还由人来决策图4采用MES取代

5、人工决策的工厂信息系统ERP／MRP的环境是以具体事务为基础的。其数据交换系对生产调度、运输安排或对生产计划要求的响应。与此不同的是，控制的决策必须在秒甚至更短的时间内完成，它对生产过程、操作人员，或对材料的操作需求作出响应。显然，实时环境和实时响应的差异影响着绝大多数的具体事务和在控制层的执行。传统的数据流和控制流在ERP与控制层之间存在着巨大的鸿沟。传统的信息管理系统向主管财务的总经理和财务管理负责人报告，居于管理层；而传统的工程生产信息则向负责生产的总经理报告；职责不同，相互之间的沟通不一定能做到及时且细致深入。与此相反，MES能提供的材料数据是与生产消耗相关的，同时能生成基于精确执行

6、时间的材料供应提前量，这将改善仓储控制。准确的生产模型是与实际测量相对于计划时间表的关系紧紧相连的，因而可用来修正过程模型，而且有助于精确表达生产计划的实时行为。在当今激烈竞争的世界经济中，要占有“最有价值”的地位，必须使企业具有最好的质量、最佳的客户服务、最低的制造成本、快速响应以及灵活性的特点。而要达到这样的水平，就必须在正确的时间提供正确的信息才可能进行最佳的决策。这就要求不断地对公用的数据库进行改善，同时让每个部门都拥有把数据转化为有用信息的工具。怎么能做到这些呢?唯有MES才能真正向企业提供以上这些功能。三、MES在信息系统体系结构中的地位主要的制造信息系统有：ERP(企业资源计划

7、)、SCM(供应链管理)、SSM(销售和服务管理)、P／PE(产品和过程工程)，以及MES(制造执行系统)和控制。这些系统每一个都有其一定的功能，包括若干不同的模块。它们间存在一些重叠，如调度可能出现在MES和SCM；劳务管理出现在MES、SSM、ERP中的人力资源(HR)功能模块中；文件管理出现在MES和P／PE；过程管理出现于MES和控制中。ERP包括财务、订货管理、生产和材料计划，以及相关功能；SCM包括预测、分配和后勤、运输管理、电子商务以及高级计划系统；SSM包括销售力自动化、产品配置、服务报价、产品返回等；P／PE包括计算机辅助设计／制造(CAD／CAM)、过程建模以及产品数据管

8、理(即PDM)：控制包括DCS、PLC、SCADA、DNC(分布式数控)，以及其它计算机化控制装置。四、MES与其它系统的关系图5给出了MES和ERP、SCM、SSM、P／PE，以及控制系统之间实施数据交换的相互关系，主要是：MES作为生产制造系统的核心向其它系统提供有关生产的数据：MES向ERP提供实际生产数据，如成本、周期时间、产出和其它生产数据。MES向SCM提供实际订货状态、生产能力和容量、班次间(s