4008-0537-07
1 MES概述
1.1 MES的概念
ARM將MES定義為：“管理信息系統(tǒng)屬于中間的車間層，就工藝本身指導(dǎo)工業(yè)控制?！?/p>
1.2 MES系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展史
MES的國內(nèi)外發(fā)展分為五個(gè)階段。第一階段：70年代的專用MES(Point MES：P-MES)。效果：為了解決制造周期的競爭力、產(chǎn)品積壓、產(chǎn)品質(zhì)量低、設(shè)備利用率低、缺乏過程控制等，提供相應(yīng)的軟件系統(tǒng)來解決這個(gè)問題，是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：對特定的問題找到最優(yōu)的解決方案。缺點(diǎn)：信息共享和集成比較困難。第二階段：80、90年代的集成MES。效果：基于P-MES的開發(fā)，提供一套可同時(shí)解決多種生產(chǎn)問題的一套集成應(yīng)用軟件。優(yōu)點(diǎn)：功能多樣，一體性強(qiáng)，在一定的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。缺點(diǎn)：對車間環(huán)境過于依賴，過于固定化、難開發(fā)性、可重構(gòu)性差，不好擴(kuò)充以及修改，難以適應(yīng)各種復(fù)雜多變制造環(huán)境。第三階段：傳統(tǒng)MES(Traditional MES：T-MES)?；诘谝浑A段信息控制技術(shù)，信息系統(tǒng)是比較傳統(tǒng)的MES，這種系統(tǒng)很不穩(wěn)定，在生產(chǎn)過程的一些小變化就可能讓系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，隱含了較大風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定性也比較差。第四階段：可集成MES(Integratabie MES：1-MES)。效果：在T-MES的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，在MES的系統(tǒng)開發(fā)中應(yīng)用模塊化應(yīng)用組件。優(yōu)點(diǎn)：能更容易實(shí)現(xiàn)各個(gè)廠商之間系統(tǒng)的集成，是目前MES的發(fā)展方向。第五階段：智能第二代解決方案。MESII其核心目標(biāo)是記錄以獲取更多的數(shù)據(jù)來更方便的進(jìn)行生產(chǎn)管理、通過更精確的過程狀態(tài)和更完整地的數(shù)據(jù)，它通過分布在設(shè)備中的智能來保證生產(chǎn)的自動(dòng)化。MES與ERP能智能的聯(lián)結(jié)和斷開，具有更加智能的操控系統(tǒng)。
2 MES系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景
2.1 智能制造的時(shí)代背景
在改革開放后，我國制造業(yè)發(fā)展十分迅速，形成了獨(dú)立完整、門類齊全的產(chǎn)業(yè)體系，極大地推動(dòng)了現(xiàn)代化、工業(yè)化進(jìn)程，使得我國國立顯著增強(qiáng)。但是，中國制造業(yè)與世界的先進(jìn)水平相比仍然落后，特別是我們的創(chuàng)新能力，還有資源利用效率和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平，以及信息化程度和質(zhì)量效益等方面差距明顯，所以轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫。
2.2 MES系統(tǒng)的現(xiàn)狀
2.2.1 MES系統(tǒng)的國內(nèi)現(xiàn)狀
國內(nèi)在智能制造系統(tǒng)與技術(shù)方面投入很多，但目前大多數(shù)仍處在探索人工智能在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用的階段。這些年，對制造環(huán)境的全面“智能化”研究工作還處于剛剛起步階段，開發(fā)出了許多水平各異的面向制造過程中特定環(huán)節(jié)、不同類型的系統(tǒng)，比如專家系統(tǒng)或者智能輔助系統(tǒng)等。
2.2.2 MES系統(tǒng)的國外現(xiàn)狀
美國作為世界智能制造思想的發(fā)源地之一，智能制造作為領(lǐng)先世界制造中的重要一環(huán)，美國政府對智能制造的前景十分的重視。
在1990年日本首先提出了10年的智能制造系統(tǒng)(IMS)的國際合作計(jì)劃，并與美國，歐洲自由貿(mào)易協(xié)定國在內(nèi)的多個(gè)國家開展了以克服柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的局限性為目標(biāo)的聯(lián)合研究，通過合作把美國的系統(tǒng)技術(shù)和日本工廠和車間的專業(yè)技術(shù)、歐盟的精密工程技術(shù)充分地結(jié)合起來，為了開發(fā)出不受生產(chǎn)操作和國界限制高技術(shù)生產(chǎn)系統(tǒng)。
在2010年歐盟啟動(dòng)了第七框架計(jì)劃(FP7)的制造云項(xiàng)目E31，德國作為工業(yè)強(qiáng)國，在實(shí)施智能工廠(Smart factoy)之后，在國家大力支持下又啟動(dòng)了工業(yè)4.0(Industry 4.0)項(xiàng)目投入達(dá)2億歐元，目前其已上升為國家級戰(zhàn)略。
3 MES系統(tǒng)的優(yōu)勢與不足
3.1 MES系統(tǒng)的優(yōu)勢
a、MES系統(tǒng)能夠通過強(qiáng)化過程管理和控制，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)制造管理模式達(dá)到精細(xì)化管理目的。
b、MES系統(tǒng)提高了工作效率，使得各生產(chǎn)部門的協(xié)同辦公能力加強(qiáng)，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。
c、MES系統(tǒng)能及時(shí)準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，排除員工的干擾，促使企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理。
3.2 MES系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中存在的不足
MES沒能標(biāo)準(zhǔn)化。雖然MES的推薦標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)外已經(jīng)制定了許多。然而，國內(nèi)企業(yè)開和發(fā)商在實(shí)施MES系統(tǒng)時(shí)，卻少有關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)作用，不但國內(nèi)MES系統(tǒng)產(chǎn)品繁雜，同時(shí)不利于對MES系統(tǒng)進(jìn)行推廣。
4 結(jié)合實(shí)際對MES系統(tǒng)的展望與改進(jìn)
工廠從層次角度分析，把控制結(jié)構(gòu)可劃分為以下幾層，分別是工廠層、車間層、單元層和設(shè)備層。處于車間層和單元層的一般是MES系統(tǒng)，所以在執(zhí)行過程中可能會與ERP系統(tǒng)重疊。
在ERP系統(tǒng)負(fù)責(zé)決策計(jì)劃指導(dǎo)的前提下，MES系統(tǒng)根據(jù)車間生產(chǎn)情況產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對短期生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行分析、通過實(shí)時(shí)控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)化。
所以說，對數(shù)據(jù)的收集、分析、層層匯總是MES系統(tǒng)優(yōu)化的主要表現(xiàn)，越來越多的數(shù)據(jù)使MES系統(tǒng)的功能也是愈加強(qiáng)大。在信息交互方面，MES系統(tǒng)對向上一層提交周期盤點(diǎn)、生產(chǎn)能力、材料消耗、勞動(dòng)力性能等數(shù)據(jù)也會進(jìn)行優(yōu)化，并向底層執(zhí)行指令發(fā)布各類參數(shù)。
5 結(jié)論
在智能制造的時(shí)代背景下，制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型顯得尤為重要。企業(yè)生產(chǎn)管理集成的核心軟件之一是MES系統(tǒng)。制造企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)智能制造，最重要的就是企業(yè)首先要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠，而制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）作為數(shù)字化工廠的核心在制造業(yè)的重要性不言而喻。在智能制造和中國制造2025的背景下，我們需要把MES系統(tǒng)進(jìn)一步向前看，我進(jìn)行了以下歸納
●移動(dòng)化，可以使用各種例如手機(jī)的移動(dòng)終端分散控制；
●標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化不但有利于MES系統(tǒng)的推廣，更有利于信息的共享；
●精益化，優(yōu)化生產(chǎn)過程，與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合；
●數(shù)據(jù)化，智能制造離不開數(shù)據(jù)支持，企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)化有利于為智能制造打下基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)技術(shù)分析，通過數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)增值；
●協(xié)同化，即與云平臺相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)協(xié)同；
●動(dòng)態(tài)化，即根據(jù)CPS的原理，實(shí)現(xiàn)作業(yè)計(jì)劃動(dòng)態(tài)優(yōu)化和智能調(diào)度；
●模塊化，即參數(shù)化可配置，可重構(gòu)、快速實(shí)施。
動(dòng)脈智能——MES、智能制造、數(shù)字車間
