產(chǎn)品關(guān)鍵詞：
MES,制造執(zhí)行系統(tǒng),
概述
制造執(zhí)行系統(tǒng)(manufacturing execution system，簡稱MES）是美國AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc.)在90年代初提出的，旨在加強(qiáng)MRP計(jì)劃的執(zhí)行功能，把MRP計(jì)劃同車間作業(yè)現(xiàn)場控制，通過執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)系起來。這里的現(xiàn)場控制包括PLC程控器、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、各種計(jì)量及檢測儀器、機(jī)械手等。MES系統(tǒng)設(shè)置了必要的接口，與提供生產(chǎn)現(xiàn)場控制設(shè)施的廠商建立合作關(guān)系。
MES的引入
21世紀(jì)的制造企業(yè)面臨著日益激烈的國際競爭，要想贏得市場、贏得用戶就必須全面提高企業(yè)的Ｔ、Ｑ、Ｃ、Ｓ、Ｅ。許多企業(yè)通過實(shí)施MRPII/ERP來加強(qiáng)管理。然而上層生產(chǎn)計(jì)劃管理受市場影響越來越大，明顯感到計(jì)劃跟不上變化。面對客戶對交貨期的苛刻要求，面對更多產(chǎn)品的改型，訂單的不斷調(diào)整，企業(yè)決策者認(rèn)識到，計(jì)劃的制訂要依賴于市場和實(shí)際的作業(yè)執(zhí)行狀態(tài)，而不能完全以物料和庫存回報(bào)來控制生產(chǎn)。同時(shí)MRPⅡ/ERP軟件主要是針對資源計(jì)劃，這些系統(tǒng)通常能處理昨天以前發(fā)生的事情（作歷史分析），亦可預(yù)計(jì)并處理明天將要發(fā)生的事件，但對今天正在發(fā)生的事件卻往往留下了不規(guī)范的缺口。而傳統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)場管理只是一黑箱作業(yè)，這已無法滿足今天復(fù)雜多變的競爭需要。因此如何將此黑箱作業(yè)透明化，找出任何影響產(chǎn)品品質(zhì)和成本的問題，提高計(jì)劃的實(shí)時(shí)性和靈活性，同時(shí)又能改善生產(chǎn)線的運(yùn)行效率已成為每個企業(yè)所關(guān)心的問題。
生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）恰好能填補(bǔ)這一空白。生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES是處于計(jì)劃層和車間層操作控制系統(tǒng)SFC之間的執(zhí)行層，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。它通過控制包括物料、設(shè)備、人員、流程指令和設(shè)施在內(nèi)的所有工廠資源來提高制造競爭力，提供了一種系統(tǒng)地在統(tǒng)一平臺上集成諸如質(zhì)量控制、文檔管理、生產(chǎn)調(diào)度等功能的方式。從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)實(shí)時(shí)化的ERP/MES/SFC系統(tǒng)。MES是美國管理界90年代提出的新概念。美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR(Advanced Manufacturing Research)通過對大量企業(yè)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)普遍由以ERP/MRPII為代表的企業(yè)管理軟件，以SCADA、HMI(Human Machine Inteface)為代表的生產(chǎn)過程監(jiān)控軟件和以實(shí)現(xiàn)操作過程自動化，支持企業(yè)全面集成的MES軟件群組成。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，AMR于1992年提出的三層的企業(yè)集成模型。由于MES強(qiáng)調(diào)控制和協(xié)調(diào),使現(xiàn)代制造業(yè)信息系統(tǒng)不僅有很好的計(jì)劃系統(tǒng),而且能使計(jì)劃落實(shí)到實(shí)處的執(zhí)行系統(tǒng)。因此短短幾年間MES在國外的企業(yè)中迅速推廣開來，并給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。企業(yè)認(rèn)識到只有將數(shù)據(jù)信息從產(chǎn)品級（基礎(chǔ)自動化級）取出，穿過操作控制級，送達(dá)管理級，通過連續(xù)信息流來實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息全集成才能使企業(yè)在日益激烈的競爭中立于不敗之地。
隨著企業(yè)生產(chǎn)模式逐漸向敏捷制造發(fā)展，企業(yè)業(yè)務(wù)流程重組（BPR）的實(shí)施、企業(yè)環(huán)境的異構(gòu)性以及企業(yè)間動態(tài)聯(lián)盟的組建等等對MES又提出了更高的要求，傳統(tǒng)的MES解決方案難以適應(yīng)敏捷制造的要求，面向敏捷制造的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES不僅要費(fèi)用合理更要具有良好的適應(yīng)性（adptable），可重構(gòu)性(reconfigurable)，可集成性(integratable)，因此，國外許多組織和研究機(jī)構(gòu)開始研究面向敏捷制造的MES。然而，國內(nèi)對MES概念和應(yīng)用的研究卻不太多，更不說有成熟的軟件產(chǎn)品。隨著企業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷推廣，企業(yè)信息化應(yīng)用水平逐漸提高，企業(yè)越來越需要車間執(zhí)行層的管理信息系統(tǒng)。因此如何深刻理解MES內(nèi)涵，把握它的發(fā)展趨勢，在我國企業(yè)中開發(fā)和應(yīng)用MES，對于提高企業(yè)競爭力，縮小與發(fā)達(dá)國家企業(yè)差距是迫在眉睫的事情，也將是企業(yè)信息化水平深層次推進(jìn)的需要。
MES的基本概念
1990年11月，美國先進(jìn)制造研究中心AMR（Advanced Manufacturing Research）就提出了MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）概念。1997年，MESA提出的MES功能組件和集成模型，包括11個功能，同時(shí)規(guī)定，只要具備11個功能之中的某一個或幾個，也屬M(fèi)ES系列的單一功能產(chǎn)品。2004年，MESA提出了協(xié)同MES體系結(jié)構(gòu)(c-MES)。
20世紀(jì)90年代初期，中國就開始對MES以及ERP的跟蹤研究、宣傳或試點(diǎn)，而且曾經(jīng)提出了 “管控一體化”，“人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷”等頗具中國特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念，只是總結(jié)、歸納、宣傳、堅(jiān)持或者提煉、提升不夠，發(fā)展勢頭不快。
國內(nèi)最早的MES是20世紀(jì)80年代寶鋼建設(shè)初期從SIEMENS公司引進(jìn)的。中國工業(yè)信息化基本上是沿著西方工業(yè)國家的軌跡前進(jìn)，只是慢半拍而已。幾乎絕大多數(shù)大學(xué)和工業(yè)自動化研究單位，甚至于國家、省、市級政府主管部門都開始跟蹤、研究MES。從中央到地方，從學(xué)會到協(xié)會，從IT公司到制造生產(chǎn)廠，從綜合網(wǎng)站到專業(yè)網(wǎng)站，從綜合大學(xué)到?？圃盒＃季砣肓薓ES熱潮之中。
制造執(zhí)行管理系統(tǒng)(MES)是企業(yè)CIMS信息集成的紐帶，是實(shí)施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略和實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術(shù)手段。工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)MES是近10年來在國際上迅速發(fā)展、面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。MES可以為用戶提供一個快速反應(yīng)、有彈性、精細(xì)化的制造業(yè)環(huán)境，幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和提高服務(wù)質(zhì)量。適用于不同行業(yè)(家電、汽車、半導(dǎo)體、通訊、IT、醫(yī)藥)，能夠?qū)我坏拇笈可a(chǎn)和既有多品種小批量生產(chǎn)又有大批量生產(chǎn)的混合型制造企業(yè)提供良好的企業(yè)信息管理。
目前國外知名企業(yè)應(yīng)用MES系統(tǒng)已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象，國 內(nèi)許多企業(yè)也逐漸開始采用這項(xiàng)技術(shù)來增強(qiáng)自身的核心競爭力。返回企業(yè)計(jì)劃層與過程控制層之間的信息“斷層”問題我國制造業(yè)多年來采用的傳統(tǒng)生產(chǎn)過程的特點(diǎn)是“由上而下”按計(jì)劃生產(chǎn)。簡單的說是從計(jì)劃層到生產(chǎn)控制層：企業(yè)根據(jù)訂單或市場等情況制定生產(chǎn)計(jì)劃—生產(chǎn)計(jì)劃到達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場—組織生產(chǎn)—產(chǎn)品派送。企業(yè)管理信息化建設(shè)的重點(diǎn)也大都放在計(jì)劃層，以進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)劃管理及一般事務(wù)處理。如ERP就是“位”于企業(yè)上層計(jì)劃層，用于整合企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)資源，編制生產(chǎn)計(jì)劃。在下層的生產(chǎn)控制層，企業(yè)主要采用自動化生產(chǎn)設(shè)備、自動化檢測儀器、自動化物流搬運(yùn)儲存設(shè)備等解決具體生產(chǎn)(制程)的生產(chǎn)瓶頸，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的自動化控制。
由于市場環(huán)境的變化和現(xiàn)代生產(chǎn)管理理念的不斷更新，一個制造型企業(yè)能否良性運(yùn)營，關(guān)鍵是使“計(jì)劃”與“生產(chǎn)”密切配合，企業(yè)和車間管理人員可以在最短的時(shí)間內(nèi)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的變化，作出準(zhǔn)確的判斷和快速的應(yīng)對措施，保證生產(chǎn)計(jì)劃得到合理而快速修正。雖然ERP和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了非常成熟的程度，但是由于ERP系統(tǒng)的服務(wù)對象是企業(yè)管理的上層，一般對車間層的管理流程不提供直接和詳細(xì)的支持。而現(xiàn)場自動化系統(tǒng)的功能主要在于現(xiàn)場設(shè)備和工藝參數(shù)的監(jiān)控，它可以向管理人員提供現(xiàn)場檢測和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但是本身并非真正意義上的管理系統(tǒng)。所以，ERP系統(tǒng)和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間出現(xiàn)了管理信息方面的“斷層”，對于用戶車間層面的調(diào)度和管理要求，它們往往顯得束手無策或功能薄弱。比如面對以下車間管理的典型問題，它們就難以給出完善的解決手段：
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