制造执行系统（mes）的应用与发展

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1、制造执行系统（MES）的应用与发展

2、第1由于ERP层和DCS层的IT应用起步较早,多已基本实现,因此需要通过MES层的功能实现对两者进行整合,并填充其间的空隙或狭缝.最初,MES并没有一个非常明确的定义,它几乎涵盖了所有那些无法准确地分配给其他层的应用程序或产品.大多数这样的产品都是由一些定制的应用程序逐渐演化而来的,而这些应用程序基本上都是由系统集成商针对某类特定用户进行开发的,并且通常都是针对某个特定领域(如排产、实验室、质量、产品跟踪等)的.4)IMES和MES-Ⅱ20世纪90年代,MES发展为IMES(integratedME

3、S)和MES-Ⅱ(manufacturingexecutionsolutions).1993年,AMR公司提出了MES的集成模型[1](见图2),这样MES作为整个工厂生产现场的集成系统出现,故又称为IntegratedMES(IMES).本模型包括4个主要功能,并由实时数据库支持.在这个模型指导下,MES在20世纪90年代初期的重点是生产现场信息的整合.1997年,制造执行系统国际联盟组织MESA(manufacturingexecutionsystemassociationinternational,)提出了如图3所示的MES外部

4、环境模型[2].从图3可以看出,企业资源计划(ERP)系统、供应链管理(SCM)系统、销售和服务管理(SSM)系统、生产工艺(PPE)系统、过程控制(controls)系统以及制造执行系统(MES)是面向制造企业的6种主流信息系统.MES与其他几种类型的信息系统都紧密相连,这使得它在企业的整体信息基础中处于重要的地位.从信息集成的角度来看,MES在企业范围的SCM、SSM、ERP等系统与面向工厂底层设备的控制系统之间承上启下,起着垂直信息集成的作用.同时MES连接SCM、SSM、ERP、PPE等系统,起着横向信息集成的作用.20世纪9

5、0年代中期,又提出了MES标准化和功能组件化、模块化的思路.这时,许多MES软件实现了组件化,也方便了集成和整合,这样用户可根据需要灵活快速地构建自己的MES.1997年,MESA提出了MES的功能模型[3](见图4).该模型代表的11个功能模块如同龟背一样配置.MESA规定,只具备11个之中的某一个或几个,也属MES系列的单一功能产品.AMR组织则又把按着11个功能实现的整体解决方案称为MES-Ⅱ.这一时期,很多团体、政府机构、组织也参与了MES的标准化以及标准、模型的研究和建立活动.涉及分布对象技术、集成技术、平台技术、互操作技术

6、和即插即用等技术.所有组织和学者都倡导MES功能和接口的标准化,以及集成(integration)、互操作性(inter-operability)的重要性.系统之间、功能模块之间提倡以ORB(objectrequestbroker)作为MES信息访问接口协议,实现MES功能组合的即插即用.另外,分部式对象技术标准CORBA和有关标准平台都是开发MES软件的基础,但是由于开发成本高、系统性能差以及三层模型界限不明确等因素,一直影响着MES功能的组件化.1998年,AMR公司发表REPAC(ready,execute,process,an

7、alyze,coordinate)模型[4](见图5).即包括准备、实行、处理、分析、调整5个阶段组成的过程周期.该模型将计划、技术方案、调度、执行和控制等对应的5个信息系统集成连接.REPAC模型不只是针对MES三层模型的中间层,而是与相应系统一起连接在经营系统的闭环回路中.1994年5月AMR对MES的概念进行了如下表述:MES是在公司的整个资源按其经营目标进行管理时,为公司提供实现执行目标的执行手段,通过实时数据库连接基本信息系统的理论数据和工厂的实际数据,并提供业务计划系统与制造控制系统之间的通信功能.因此,MES不只是工厂的

8、单一信息系统,而是横向之间、纵向之间、系统之间集成的系统,即所谓经营系统.对于SCP、ERP、CRM、数据仓库等近年被关注的各种企业信息系统,只要包含工厂这个对象,就离不开MES.总之,MES可以概括为一个宗旨制造怎样执行,两个核心数据库实时数据库、关系数据库,两个通信接口与控制层接口和与业务计划层接口,4个重点功能生产管理、工艺管理、过程管理和质量管理,以及11个基本功能(包括重点功能和辅助功能).近10年来,新兴的业务类型不断涌现,对技术革新产生了巨大的推动力.正是基于这一点,使人们对B2B以及供应链给予了极大的关注.尽管B2B和

9、供应链属于业务层的解决方案,但如果想要充分地实现它们,还需要得到制造执行系统(MES)的强有力的支持.其结果是MES不能仅仅做成业务(business)和过程(process)之间的接口层,还需要建立大量可以完成公司关键