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一、MES的定義

    ①美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)（AMR）將MES定義為“位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)”，它為操作人員管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行跟蹤以及所有資源（人、設(shè)備、物料、客戶需求等）的當(dāng)前狀態(tài)。②制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)對(duì)MES所下的定義：“MES能通過信息傳遞對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠發(fā)生實(shí)時(shí)事件時(shí)，MES能對(duì)此及時(shí)做出反應(yīng)、報(bào)告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過程，從而使其既能提高工廠及時(shí)交貨能力，改善物料的流通性能，又能提高生產(chǎn)回報(bào)率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。

二、MES系統(tǒng)體系架構(gòu)

    MES系統(tǒng)自用戶功能匯總層向生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集層一般為五個(gè)層面：用戶功能匯總層、功能分析子系統(tǒng)層、功能應(yīng)用子系統(tǒng)層、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管控層和生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集層。

    1.數(shù)據(jù)層

    能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理以及后續(xù)的存儲(chǔ)，其作用分別為：PHD主服務(wù)器對(duì)于各裝置和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)；PHD緩沖服務(wù)器主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理；Oracle Server保存PHD實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的配置信息，與PHD主服務(wù)器一起作為Web應(yīng)用平臺(tái)的數(shù)據(jù)源。

    2.Web應(yīng)用層

    Web Server裝有基于.NET框架的Workcenter PKS軟件，用來發(fā)布裝置流程圖、趨勢(shì)圖和報(bào)表等生產(chǎn)信息；SQL Server保存Workcenter PKS的配置信息，也用來保存Web應(yīng)用數(shù)據(jù)。主域控制器為Web應(yīng)用提供了基于域的安全管理機(jī)制，只有域用戶才具有訪問該Web站點(diǎn)的權(quán)限。備份域控制器作為主域控制器的備份，為系統(tǒng)的安全驗(yàn)證提供雙重保障。

    3.客戶層

    客戶層提供一個(gè)Web界面來實(shí)現(xiàn)企業(yè)用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫的實(shí)施訪問，通過IE瀏覽器，企業(yè)生產(chǎn)管理、調(diào)度以及分廠人員都可以對(duì)相應(yīng)的生產(chǎn)信息加以了解。

三、數(shù)據(jù)采集

    1.控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

    制造企業(yè)的現(xiàn)場級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)所采用的DCS系統(tǒng)及其配套的遠(yuǎn)程站的輸入、輸出模塊及通訊元件，使用工業(yè)級(jí)監(jiān)控軟件作為人機(jī)交互監(jiān)控軟件。AS控制站、Engineer站和Server站相互之間進(jìn)行通訊物理連接形成Industrial Ethernet控制網(wǎng)（工業(yè)以太網(wǎng)），通訊介質(zhì)采用光纖和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。AS控制站安裝在DCS控制柜內(nèi)是生產(chǎn)控制系統(tǒng)的主要信號(hào)輸入輸出的處理單元，其下級(jí)連接的專用輸入、輸出模塊可以完成整個(gè)制造過程控制的數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場設(shè)備的動(dòng)作控制。

    2.數(shù)據(jù)矯正

    MES的采集系統(tǒng)是將一級(jí)執(zhí)行單元的集散控制系統(tǒng)（DCS統(tǒng)）、智能電力設(shè)備儀器等能采集制造企業(yè)的各種生產(chǎn)參數(shù)通過通用數(shù)據(jù)通訊協(xié)議（如OPC通用協(xié)議）或者選用專用數(shù)據(jù)硬件采集器采用網(wǎng)關(guān)工控機(jī)的形式進(jìn)行信息的接收和上傳，并采用單向傳遞技術(shù)給發(fā)送至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)工控機(jī)接口以UDP壓縮數(shù)據(jù)的方式傳輸?shù)缴霞?jí)的網(wǎng)絡(luò)控制層的服務(wù)器。

四、MES系統(tǒng)功能

    1.生產(chǎn)計(jì)劃與排產(chǎn)

    為了使客戶需求產(chǎn)品能夠按時(shí)交付，并最大水平的發(fā)揮產(chǎn)能，MES系統(tǒng)進(jìn)行有效的計(jì)劃編制和產(chǎn)能詳細(xì)調(diào)度。特別那些按訂單需求生產(chǎn)的企業(yè)，由于客戶訂單變化性和多樣性，MES系統(tǒng)可以有效適應(yīng)訂單、節(jié)約成本和產(chǎn)能。

    2.數(shù)據(jù)趨勢(shì)管理

    相對(duì)于現(xiàn)場級(jí)的由儀表采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史數(shù)據(jù)，MES系統(tǒng)更注重現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的匯總和分析，MES系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析某個(gè)生產(chǎn)參數(shù)通過對(duì)比一段時(shí)間的某一個(gè)或相關(guān)某幾個(gè)數(shù)據(jù)變化，分析出該部位工藝生產(chǎn)可以出現(xiàn)的問題對(duì)企業(yè)管理者的決策提供數(shù)據(jù)支持。

    3.能源管理

    能源管理以能源介質(zhì)為基本對(duì)象，通過建立各種介質(zhì)的能源管網(wǎng)和能源節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建企業(yè)能源拓?fù)淠Ｐ停⒁阅茉垂芫W(wǎng)為平衡中心的平衡體系，通過核算單元體系進(jìn)行能源核算，為能耗統(tǒng)計(jì)和ERP完工確認(rèn)提供有效數(shù)據(jù)支撐。能源管理模塊主要包括企業(yè)能源數(shù)據(jù)采集、能源節(jié)點(diǎn)計(jì)算、管網(wǎng)產(chǎn)耗平衡、能耗統(tǒng)計(jì)和ERP支撐等5項(xiàng)功能。

    4.安環(huán)管理

    MES系統(tǒng)通過建立自身的電能計(jì)量臺(tái)賬，并對(duì)企業(yè)總體風(fēng)水電氣的使用和消耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)使用成本進(jìn)行核算，整體監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)過程和日常經(jīng)營過程中的能源使用情況，對(duì)計(jì)量儀表參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，以周、月、年為周期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并優(yōu)化能源使用。

    5.物料追蹤

    通過數(shù)據(jù)采集會(huì)生成產(chǎn)品的出廠時(shí)間、地點(diǎn)、生產(chǎn)批次、原料信息、發(fā)出者、接收者等大量的信息，若某批次產(chǎn)品出現(xiàn)問題時(shí)，方便逆向追蹤或?qū)徲?jì)，減少制造商的損失，從而提高客戶的滿意度，實(shí)現(xiàn)更好的服務(wù)。

    6.質(zhì)量管理

    為了實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理，MES系統(tǒng)可以記錄和分析從供應(yīng)商、原料到售后服務(wù)的整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)和生命周期，并可以嚴(yán)格控制整個(gè)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題，使不良品率能有效地降低。

五、結(jié)束語

    如今在生產(chǎn)制造業(yè)中MES系統(tǒng)已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)對(duì)系統(tǒng)的依賴度也有所提高，該系統(tǒng)在企業(yè)發(fā)展中具有良好的發(fā)展前景，但是目前MES系統(tǒng)還存在一些問題，比如信息化程度不高，通用性差等，而且隨著信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于信息計(jì)劃系統(tǒng)的要求越來越高，因此未來將學(xué)科滲透以及系統(tǒng)集成度開發(fā)將成為企業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。