基于 ANSI／ISA -95的纺机制造 MES 建模与应用-论文.pdf

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1、2014年4月机械设计与制造工程Apr．2014第43卷第4期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．43No．4DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2014．04．009基于ANSI／ISA一95的纺机制造MES建模与应用廖一专，肖田元，韩丹(1．清华大学自动化系CIMS中心，北京100084)(2．经纬纺织机械股份有限公司，山西晋中030601)摘要：介绍了制造执行系统(MES)领域的企业一控制系统集成标准ANSI／ISA一95与其应用现状。利用制造运行管理活动模型分析，提取出纺机企业实际生产流程中关键性制造活动

2、及功能、硬件需求，以辅助MES方案设计。通过纺机制造行业MES案例，展示了该标准在行业应用的实践指导作用。关键词：制造执行系统；制造运行管理；CIMS；标准化中图分类号：TH166文献标识码：A文章编号：2095—509X(2014)04—0036—04制造执行系统(ManufacturingExecutionSys—个功能间的数据流关系和对象模型_lJ。标准将企tern，MES)的出现旨在联系企业资源计划、管理系业信息系统由底层至顶层划分为0至4共5个部统以及制造车间现场控制系统，起到两个层级之间分，如图1所示。ISA一95标准体系第一、二部分信息交互、协同反馈的作用。自MES概念提

3、出后，侧重于讨论企业第3—4层之间接口的描述。第三各研究机构先后提出相应的模型体系对其概念内部分介绍了制造运行管理的概念并提出了相应的涵进行丰富与拓展。目前，ANSI／ISA一95标准体模型分析方法。第四、五部分针对制造运行管理与系是业内较为权威的制造执行系统规范。但由于企业信息系统其他层的交互，提出了集成的解决方该标准覆盖范围囊括了各个制造行业，其在工业领法。域的实践仍然需要MES项目实施人员结合自身行第4层业、企业特点而给出相应的解决方案。如何将通用k务计划与物流管理工厂生产调度与运行管理等的建模方法应用于具体工业案例，在改善MES能●力的同时促进企业信息集成，是MES实践的要点，

4、●第3层也是本文的着眼点所在。制造运行与控制分派详细的生产调度等1ANSI／ISA一95标准与应用ANSI／／ISA一95是美国仪表协会制定的企业一控制系统集成规范，是不同类型工业的跨行业的定亘义集合，目前已经推出了5个部分。该标准的前三第0层实际物理生产过程部分和第五部分得到国际标准组织以及国际电工图1企业信息系统的层次模型委员会的评估，并已经接受为代号IEC／ISO62264的国际标准。我国国家标准委员会采纳并翻译了1．2标准在工业界应用的挑战该标准前三部分，制定了GB／T20720．1～GB／T自ISA一95标准被提出，学术界、工业界都开20720．3等3个部分的国家标准。始重视

5、其理论研究与实践应用。目前，ISA一95标1．1ANSI／ISA一95标准结构准已经开始在国内各制造行业得到参考。但同时，标准给出模型描述的术语及具体定义，使用企由于其覆盖各个行业的特点，导致标准在某一行业业层次模型界定了该标准描述的内容，并给出了各应用时针对性不够。国内一些MES研究学者和行收稿日期：2014—03—17作者简介：廖一专(1988一)，男，湖南长沙人，清华大学硕士研究生，主要研究方向为企业信息化。·36·2014年第4期廖一专：基于ANSI／ISA一95的纺机制造MES建模与应用业应用研发企业普遍反映标准的应用缺乏行业基入作为运行参数。础数据的支持，应该分行业制定IS

6、A一95的应用标准J。目前，像卷烟行业已经制定出与GB／T2纺机制造MES的MOM模型分析20720对应的行业MES功能与实施规范J。但ANSI／ISA一95制造运行管理模型体系的目标是，更多行业领域内的MES仍然需要实施、开发人并不在于完全展示制造系统的活动结构，而是为实员依据企业生产特点，深入研究MES的功能模型践提供一致性框架，从而让实施人员能够在此框架和实践方式。下发现可能存在的活动与信息流J。1．3制造运行管理及通用活动模型基于某大型纺织机械制造厂商关键件生产线标准的第三部分提出并着重描述制造运行管实际，结合ANSI／ISA一95制造运行管理模型结理(MOM)及其活动模型，制

7、造运行管理概念衍构，对其MES功能需求进行提炼，以得到适合厂商生于第一部分的控制模型、在功能性企业一控制生产实际的解决方案。现以生产、质量运行管理两模型划定的第3层边界内，按照功能活动的本质以类核心功能为例，阐述该模型对纺机制造MES功及信息交流的特点，进一步将第3层活动划分为4能需求、硬件需求的指导作用。个主要的管理功能模型：生产运行管理、质量运行2．1生产运行管理活动模型管理、维护运行管理以及库存运行管理。针对这4纺机零篆部件种类多样且生产