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制造执行系统 (manufacturing execution system, 简称MES)


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陈恩博

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制造执行系统
制造执行系统 (manufacturing execution system, 简称 MES)是美国 AMR 公 司(Advanced Manufacturing Research,Inc.)在 90 年代

初提出的,旨在加强 MRP 计划的执行功能,把 MRP 计划同车间作业现场控制,通过执行系统联系起来。 这里的现场控制包括 PLC 程控器、数据采集器、条型码、各种计量及检测仪器、 机械手等。MES 系统设置了必要的接口,与提供生产现场控制设施的厂商建立 合作关系。 美国先进制造研究机构 AMR(Advanced Manufacturing Research)将 MES 定 义为 “位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息 系统”,它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、 物料、客户需求等)的当前状态。 制造执行系统协会(Manufacturing Execution System Association,MESA)对 M ES 所下的定义:“MES 能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过 程进行优化管理。当工厂发生实时事件时,MES 能对此及时做出反应、报告,并 用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使 MES 能够减少企业内部没有附加值的活动,有效地指导工厂的生产运作过程,从而使 其既能提高工厂及时交货能力,改善物料的流通性能,又能提高生产回报率。M ES 还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的 关键任务信息。” MES 作为生产形态变革的产物,其起源大多源自工厂的内部需求。为了更好 得理解 MES 的产生背景,我们先回顾一下计算机辅助生产管理系统的演化历史 八十年代 MRPII 在美国生产与库存管理协会(APICS)大力宣传和组织推动下得 到了迅速的普及和广泛应用,但也暴露出一些不足之处,如 MRPII 对预测需求和 销售管理不够重视,对车间的大量实时事件与数据不能很好地利用等等。许多企 业认识到需要其它系统来解决 MRPII 在某些方面管理薄弱的问题。 于是为了满足 销售、预测的需求,产生了分销资源计划 DPR(Distribution Resource Planni ng)。同样,为了强化车间的执行功能,制造执行系统(MES)也就应运而生。 传统的 MES(Traditional MES,T-MES)大致可分为两大类: 1)专用的 MES 系统(Point MES)。它主要是针对某个特定的领域问题而开发的 系统,如车间维护、生产监控、有限能力调度或是 SCADA 等; 2)集成的 MES 系统 (Integrated MES)。该类系统起初是针对一个特定的、规范 化的环境而设计的,目前已拓展到许多领域,如航空、装配、半导体、食品和卫 生等行业,在功能上它已实现了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成。

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虽然专用的 MES 能够为某一特定环境提供最好的性能, 却常常难以与其它应用集 成。集成的 MES 比专用的 MES 迈进了一大步,具有一些优点,如单一的逻辑数 据库、系统内部具有良好的集成性、统一的数据模型等等,但其整个系统重构性 能弱,很难随业务过程的变化而进行功能配置和动态改变。 美国 AMR(Advanced Manufacturing Research)研究小组在分析信息技术的 发展和 MES 应用前景的基础上提出了可集成 MES(Integratable MES,I-MES) 。 它将模块化和组件技术应用到 MES 的系统开发中,是两类 T-MES 系统的结合。从 表现形式上看,具有专用的 MES 系统的特点,即 I-MES 中的部分功能作为可重用 组件单独销售。同时,它又具有集成的 MES 的特点,即能实现上下两层之间的集 成。此外,I-MES 还能实现客户化、可重构、可扩展和互操作等特性,能方便地 实现不同厂商之间的集成和原有系统的保护,以及即插即用等功能。 MESA 在 MES 定义中强调了以下三点: 定义中强调了以下三点: 1)MES 是对整个车间制造过程的优化,而不是单一的解决某个生产瓶颈; 2) MES 必须提供实时收集生产过程中数据的功能, 并作出相应的分析和处理。 3)MES 需要与计划层和控制层进行信息交互,通过企业的连续信息流来实现企 业信息全集成。

制造执行系统 - MESA 对 MES 的功能定义 1.制造资源分配与状态报告; 2.详细工序作业计划; 3.生产调度; 4.车间文档管理; 5.数据采集; 6.人力资源管理; 7、质量管理; 8.工艺过程管理; 9.设备维修管理; 10.产品跟踪; 11.业绩分析。


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