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先进制造模式下的MES系统发展与应用

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发表时间:2020-07-01 13:10作者:德诚智能制造网址:http://www.yizlean.com

MES系统是制造企业实现智能制造升级的重点和当前热点,区别于服务业,制造活动是制造企业的核心活动。作为制造活动的实体单位,计划目标和企业价值的实现环节,车间管理是企业管理的焦点。


伴随着制造业信息化技术的应用,特别是以ERP为代表的上层管理应用的推广实施,一方面,企业在解决了合理投入/产出计划之后,开始回归到对车间管理活动的关心;另一方面,由于上层应用系统中对车间问题和制造执行过程的弱化,缺少全面及时的执行过程及现场设备支撑和支持,使得计划的执行效果和计划的进一步优化受到制约。


更为重要的是,车间现场作为整个生产系统物流和信息流的交汇点,其管理除了具有多部门和多系统的集成性、数据交互处理量大且实时性高等特点外,更因其涉及到的资源的变化性而需要复杂的自我调整能力和灵活适应能力,因而,难以由其他的系统功能代替。


早期的制造资源计划MRPII因其囊括了包括制造执行车间现场管理在内的制造企业当时的所有功能,而在制造业得到了有效推广。但一方面,因受当时的技术水平和管理需求所限,在管理时间粒度、信息实时性、上下层应用的集成能力上,已难以满足当前的需求;另一方面,由于市场不再具备当时相对平稳的特点,MRPII复杂的计划过程、僵硬的提前期等致命缺陷,难以弥补计划与执行的间隙,而不适于当前的市场环境。


企业资源计划ERP源于制造企业MRP和MRPII,定位于企业信息集成框架、企业功能和过程的集线器,并迅速扩张为包括非制造企业在内的各行各业的通用解决方案。


尽管为摆脱其在功能上面面俱到却不深入的局面,后期集成了客户关系管理CRM、供应链管理SCM、先进计划与排程APS、电子商务EB、商务智能BI等许多优秀的单项软件功能,但因没有顾及其最基本的生产管理功能(特别是生产现场管理功能)的扩展,在制造业中的应用效果不近理想。


目前,以MES提出的“计划一执行一控制”三层结构模型为基础,以ERP为主体形成上层的各种企业级资源计划和决策分析应用,以MES为主体,并结合CAD/CAM等形成围绕产品设计制造过程管理的中间层应用,以产线、装置、设备等不同层面的监测与控制作为下层的自动化应用,并通过先进的软件架构技术,实现层间的信息集成和功能集成,已成为制造业企业信息自动化系统的整体框架。这一框架的发展,呈现出了“二头优先、中间落后”现状,MES已成为近年来的应用和发展热点。


面向AMR集成,MES作为上下层应用间的信息集线器,从上层接收中长期计划,向上层提交作业实绩等生产运行数据,向下层发布生产指令及控制参数、接收汇集下层数据采集和设备运行状态等,要求较高的实时性。


在功能上,区别于单纯的车间管理系统,而是面向包括制造作业和控制间的整个企业制造活动。抛开其面向不同过程和工艺的行业性,普遍采用基于11个功能模块的“龟甲”功能模型。


这些基本模块包括:工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集。计划、调度是核心,优化是关键。


除了流程生产、离散生产、混合生产等带来的MES具体功能配置的差异外,面向不同的制造模式和管理目标,MES在核心功能的配置及其逻辑、系统的架构实现技术等方面都有明显的不同。在国际上,MES已从专用功能系统发展到了数据、网络、应用的集成系统(I-MES),并逐步向在系统、接口、业务上可重构的智能MES发展。


面向MES的可重构和智能性,除了在支撑技术上提升系统架构外,更应结合制造业转型的特征,对MES进行核心功能的提升,才能更好地适应并促进这一转型。MES的整体发展趋势是:功能拓展与系统集成,模块和支持业务的可重构能力加强,核心功能与系统的智能性提高。


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