我國作為傳統(tǒng)制造業(yè)大國,制造業(yè)的信息化直接影響著工業(yè)化的進程,面對制造業(yè)信息集成存在的瓶頸問題,MES應運而生。文章從我國制造業(yè)對MES的研發(fā)現(xiàn)狀出發(fā),揭示了應用MES存在的一些問題,并對解決當前問題,實現(xiàn)MES更好地研究提出了相應的對策和建議。
引言
20世紀80年代之后，消費者對產(chǎn)品的需求越來越多樣化，全球市場競爭也日漸激烈，企業(yè)信息化在各個領域發(fā)展的過程中越發(fā)重要，然而在企業(yè)信息集成的實踐中，仍然存在瓶頸等帶來的各種問題，使企業(yè)的發(fā)展受阻，產(chǎn)生這些問題的主要原因仍然是由于生產(chǎn)管理業(yè)務系統(tǒng)與生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)相分離，計劃系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)之間的界限不確定、 聯(lián)系不緊密。隨后美國先進制造研究機構AMR在20世紀90年代提出了MES的概念，在解決企業(yè)信息集成問題時提供了一個方法，這就是制造執(zhí)行系統(tǒng)。對于MES，國內(nèi)外相關學者、專家及企業(yè)都進行了大量的研究。
我國MES研究存在的問題
我國對MES的研究時間并不長，當前仍然只是停留在MES思想、內(nèi)涵及體系結構等方面的研究。盡管一些大學和科研院所等單位在MES理論與應用系統(tǒng)開發(fā)方面做了一定的工作。但相比與西方的發(fā)達國家，我國不論是在 MES 技術上，還是在實踐上都存在很大的差距，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
（一）缺乏MES技術標準。MES在設計、開發(fā)、實踐、保養(yǎng)等方面缺乏一定的技術標準，這導致系統(tǒng)在這些方面的成本增加， 從而影響了MES產(chǎn)品的性能。因此我國MES產(chǎn)品與國外同類MES產(chǎn)品相比，沒有競爭優(yōu)勢。
（二）集成性還沒有完全解決。因為缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，MES各功能子系統(tǒng)之間及 MES 與企業(yè)其余相關信息集成較為缺乏，使得MES作為企業(yè)制造協(xié)同的引擎功能不能得到充分的發(fā)揮。
（三）智能化程度不高。MES 中涉及的信息及決策過程都非常復雜，因為缺少相關的智能機制，現(xiàn)有MES 大多只提供了一個系統(tǒng)平臺， 因此需要大量的人工參與，難以保證生產(chǎn)過程的高效和優(yōu)化。
（四）MES 體系還不完整。MES 的基本功能還不夠完善， 核心模塊的流程管理和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)導向通常缺乏。 對于離散制造業(yè)還沒有完整、系統(tǒng)的解決方案及成熟的軟件產(chǎn)品，特別是優(yōu)化模塊，國內(nèi)幾乎是一塊空白。
（五）通用性和可配置性較差?，F(xiàn)有系統(tǒng)針對的只是某些特定的需求，難以應對企業(yè)業(yè)務流程的重組和變更。針對基于數(shù)據(jù)集成技術的工廠數(shù)據(jù)模型的不足，使系統(tǒng)的可配置性，可重構性，可擴展性差， 限制了推廣和應用MES系統(tǒng)范圍。
（六）實時性不強。制造車間的實時信息系統(tǒng)MES，實時性是體現(xiàn)MES功能的基礎。 現(xiàn)有的數(shù)據(jù)收集與信息反饋機制不準確、實時、完整，底層數(shù)據(jù)的實時收集、多源信息的融合、復雜信息的處理和快速的決策是非常弱的。
問題的對策
針對我國MES系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，無論是為了適應企業(yè)的發(fā)展需求進行自行開發(fā)，還是采用已成形的套裝軟件，都應該注意如下幾點。
（一）加快對MES技術標準的研究。標準化是將研究成果轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力的重要橋梁，是組織現(xiàn)代化和集成化生產(chǎn)的重要條件。行業(yè)技術水平的提升，關鍵靠主導企業(yè)的發(fā)展。
以企業(yè)為主體，如果在相關部門的監(jiān)督下形成統(tǒng)一的行業(yè)標準，對于促進行業(yè)的標準化工作，推動技術進步、產(chǎn)業(yè)升級、產(chǎn)品質(zhì)量、工程質(zhì)量和服務質(zhì)量，推進我國現(xiàn)代化，完成工業(yè)化建設，都具有重要的意義。
（二）強調(diào)與外部系統(tǒng)的集成和系統(tǒng)內(nèi)部各模塊的整合。當企業(yè)在做計劃時，計劃層系統(tǒng)如果與 MES 系統(tǒng)緊密銜接起來，就能發(fā)揮很大作用。因此，為了確保 MES 系統(tǒng)和計劃層系統(tǒng)采用的是統(tǒng)一、規(guī)范的數(shù)據(jù)格式和存取形式，不僅要讓MES提供計劃層系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，也應采用MES系統(tǒng)控制程序。
（三）重視基于運籌學的過程優(yōu)化并應用于MES中。MES不僅僅是一個上傳 下達的信息“傳遞手”，更重要的方面在于它的優(yōu)化和智能化功能。
由于中國的整個工業(yè)結構的不完善，我國大多數(shù)的企業(yè)經(jīng)營粗放，而今我國出現(xiàn)能源短缺、消耗過多的現(xiàn)象，這與科學發(fā)展的要求是不一致的。目前流程工業(yè)中最重要的是能源和原材料兩方面，因此需要堅持節(jié)能降耗的原則，用MES來優(yōu)化某些流程的原料消耗，并對其進行整體的優(yōu)化，全面提升各企業(yè)的節(jié)能降耗水平。因此，提升MES的優(yōu)化功能，是MES 研究開發(fā)的一個重要方面。
（四）完善MES的功能模塊。特別要注意根據(jù)不同行業(yè)的特點，有針對性地開發(fā)適合本行業(yè)的MES核心模塊?，F(xiàn)如今市場上的大部分的MRPII/ERP系統(tǒng)是來源于離散制造業(yè)，因此這些系統(tǒng)更適合于離散制造業(yè)。在采用套裝軟件或自行開發(fā)的時候，需要注意不同流程企業(yè)的特點，例如在生產(chǎn)計劃方式方面主要進行市場預測，而在作業(yè)計劃調(diào)度時以整個流水生產(chǎn)線進行調(diào)度等。
（五）建立基于行業(yè)的工廠數(shù)據(jù)模型。缺乏統(tǒng)一的工廠數(shù)據(jù)模型是我國MES缺乏通用性、可配置性的主要原因。
然而建立完全統(tǒng)一的工廠數(shù)據(jù)模型的難度往往很大，而且也給MES具體實施過程帶來巨大的客戶化工作量。較好的方法是從行業(yè)入手，根據(jù)離散制造業(yè)，流程制造業(yè)的不同特點，或者根據(jù)更為細化的行業(yè)特點，例如冶金、石化、制藥等行業(yè)建立基于行業(yè)的工廠數(shù)據(jù)模型，以提高MES在同行業(yè)之間的通用性和可配置性。
（六）在實施MES的同時，注重二級PCS的建設。二級計算機系統(tǒng)是保證MES和PCS之間生產(chǎn)指令和生產(chǎn)實績順利下達上傳的關鍵，也是保證體現(xiàn) MES 實時性功能的重要環(huán)節(jié)。因此，在開發(fā) MES 的過程中，要保證PCS系統(tǒng)各功能結構，特別是與MES接口數(shù)據(jù)庫的有效運行，才能實現(xiàn) MES 與 PCS 之間準確、及時、完整的數(shù)據(jù)采集與信息反饋，保證 ERP、MES、PCS之間的完美協(xié)調(diào)運作。
結論
MES 在整個企業(yè)信息集成系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，是生產(chǎn)與管理活動過程中信息溝通的橋梁。對于現(xiàn)代化制造加工企業(yè)，如果沒有MES的作用，企業(yè)將很難去組織、管理和優(yōu)化生產(chǎn)適應市場的需求。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，很有可能開發(fā)出更加模塊化、更柔性的MES系統(tǒng)，使MES的應用和維護成本將大幅度地降低。
應用MES軟件縮短了企業(yè)計劃層和生產(chǎn)車間過程控制系統(tǒng)間的距離，MES系統(tǒng)通過應用制造過程的整體優(yōu)化來實現(xiàn)企業(yè)的閉環(huán)生產(chǎn)，為敏捷制造企業(yè)提供了一個很好的基礎。對于MES相關的管理思想的深刻理解，并對其未來的發(fā)展趨勢的把握，對于如何在我國正確的應用和推廣MES具有重要的理論及應用價值。
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