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MES系統(tǒng)：讓制造與計(jì)劃相統(tǒng)一 發(fā)布時(shí)間：2017-05-31         瀏覽： 次
 

導(dǎo)讀

 

現(xiàn)在，以MRP II、ERP為代表的管理信息系統(tǒng)，以及以數(shù)控加工、DNC單元和柔性制造為代表的自動(dòng)化技術(shù)，在制造業(yè)行業(yè)已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用。盡管這兩類系統(tǒng)的推廣取得了一定效果，但卻忽略了兩者之間的有效配合，導(dǎo)致企業(yè)上層計(jì)劃缺乏有效的實(shí)時(shí)信息支持、下層控制環(huán)節(jié)缺乏優(yōu)化的調(diào)度與協(xié)調(diào)。計(jì)劃層與車間執(zhí)行層無法進(jìn)行良好的雙向信息流交互，企業(yè)就難以實(shí)時(shí)反應(yīng)。

 
 

 

MES直指這一問題，目前在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)普遍推廣。在我國，對MES的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用還處于剛剛起步階段。為此，我們特意邀請南京航空航天大學(xué)的專家做專題介紹，將從企業(yè)需求、技術(shù)模型、如何實(shí)施以及不同行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)等角度系統(tǒng)地介紹MES這一概念。 
 
　　上個(gè)世紀(jì)80年代后期，美國在總結(jié)MRPⅡ?qū)嵤┏晒β瘦^低的教訓(xùn)并吸收日本準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)系統(tǒng)(JIT)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出既重視計(jì)劃又重視執(zhí)行的管理新思想。此時(shí)，將計(jì)劃與制造過程統(tǒng)一起來的制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，簡稱MES）應(yīng)運(yùn)而生。
 
　　以MRP II、ERP為代表的管理信息系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)企業(yè)的計(jì)劃性。它們以客戶訂單和市場需求為計(jì)劃源頭，力求充分利用企業(yè)內(nèi)的各種資源、降低庫存、提高企業(yè)的整體運(yùn)作效率。
 
　　以數(shù)控加工、DNC（分布式數(shù)控技術(shù)）單元和柔性制造系統(tǒng)為代表的自動(dòng)化技術(shù)，則強(qiáng)調(diào)設(shè)備的控制——通過控制優(yōu)化，減少人為因素的影響，提高產(chǎn)品的質(zhì)量與系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
 
　　然而，上述努力盡管取得了一定成功，卻并沒有很好地達(dá)到預(yù)期效果。一方面是由于企業(yè)在管理改革方面跟不上信息化發(fā)展的步伐，另一方面是由于企業(yè)對執(zhí)行層的重視不夠，導(dǎo)致上層計(jì)劃缺乏有效的實(shí)時(shí)信息支持，下層的控制缺乏優(yōu)化的調(diào)度與協(xié)調(diào)。
 

　　MES面向制造企業(yè)的車間層，可以為企業(yè)其它應(yīng)用系統(tǒng)（例如ERP、SCM）提供生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而加強(qiáng)計(jì)劃管理層與底層控制之間的溝通。

 

 
承上啟下：MES所處“位置”關(guān)鍵
 
 
　　上個(gè)世紀(jì)九十年代初期，通過對大量企業(yè)的調(diào)查，美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)（AMR）發(fā)現(xiàn)：完善的企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，普遍由以下三種軟件構(gòu)成：以ERP、MRPII為代表的企業(yè)管理軟件，以SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視）、HMI(Human Machine Interface)為代表的生產(chǎn)過程監(jiān)控軟件，以及實(shí)現(xiàn)操作過程自動(dòng)化、支持企業(yè)全面集成的MES軟件。
 
　　制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在計(jì)劃管理層與底層控制之間架起了一座橋梁，填補(bǔ)了兩者之間的空隙。一方面，MES可以對來自MRPII、ERP軟件的生產(chǎn)管理信息進(jìn)行細(xì)化、分解，將來自計(jì)劃層操作指令傳遞給底層控制層；另一方面，MES可以采集設(shè)備、儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控底層設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，再經(jīng)過分析、計(jì)算與處理，從而方便、可靠地將控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)整合在一起，并將生產(chǎn)狀況及時(shí)反饋給計(jì)劃層。
 
　　一個(gè)企業(yè)的制造車間，是物流與信息流的交匯點(diǎn)，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最終就是在這里被物化出來。隨著市場經(jīng)濟(jì)的完善，車間在制造企業(yè)中逐步向分廠制過渡，導(dǎo)致其角色也由傳統(tǒng)的企業(yè)成本中心向利潤中心轉(zhuǎn)化，更強(qiáng)化了車間的作用。因此，位于車間起著執(zhí)行功能的制造執(zhí)行系統(tǒng)MES具有十分重要的作用。車間的實(shí)時(shí)信息的掌握與反饋是制造執(zhí)行系統(tǒng)對上層計(jì)劃系統(tǒng)正常運(yùn)行的保證，車間的生產(chǎn)管理是制造執(zhí)行系統(tǒng)的根本任務(wù)，而對底層控制的支持則是制造執(zhí)行系統(tǒng)的特色。

互通有無：MES與其它系統(tǒng)關(guān)系密切
 
 
　　作為面向制造的系統(tǒng)，MES必然要求與企業(yè)其它生產(chǎn)管理系統(tǒng)有密切關(guān)系，MES在其中起到了信息集線器（Information Hub）的作用，它相當(dāng)于一個(gè)通訊工具為其它應(yīng)用系統(tǒng)提供生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
 
　　MES可以為企業(yè)中其他管理信息系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。例如，企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)需要MES提供的成本、制造周期和預(yù)計(jì)產(chǎn)出時(shí)間等實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)；供應(yīng)鏈管理(SCM)系統(tǒng)從MES中獲取當(dāng)前的訂單狀態(tài)、當(dāng)前的生產(chǎn)能力以及企業(yè)中生產(chǎn)換班的相互約束關(guān)系；客戶關(guān)系管理(CRM)的成功報(bào)價(jià)與準(zhǔn)時(shí)交貨，則取決于MES所提供的有關(guān)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息，可以基于MES的產(chǎn)品產(chǎn)出和生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化；控制模塊則需要時(shí)刻從MES中獲取生產(chǎn)配方和操作技術(shù)資料來指導(dǎo)人員和設(shè)備進(jìn)行正確地生產(chǎn)。
 
　　另一方面，MES也要從其它管理系統(tǒng)中獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)以保證MES自身正常運(yùn)行。例如，MES中進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度的數(shù)據(jù)來自ERP的計(jì)劃數(shù)據(jù)；MES中生產(chǎn)活動(dòng)的時(shí)間安排需要依據(jù)供應(yīng)鏈（SCM）系統(tǒng)之中的主計(jì)劃和調(diào)度控制；PDM則為MES提供實(shí)際生產(chǎn)的工藝文件和各種配方及操作參數(shù)；從控制模塊反饋的實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，則被MES用于實(shí)際生產(chǎn)性能評估和操作條件的判斷。

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