机械制造企业制造过程信息系统研究概论.pdf

机械制造企业制造过程信息系统研究 王永良 重庆大学制造工程研究所，重庆（400030 ） 摘 要：在综合分析制造执行系统技术发展的基础上，结合我国机械制造企业的具体情况的， 提出了面向车间的制造过程信息管理系统总体模型，分析了制造过程信息管理系统在总体模 型中的作用和信息流，介绍了制造过程信息管理系统的主要功能模块，并对系统实现的一些 相关技术进行了探讨。 关键词：MES；生产调度；集成 0. 引言 美国先进制造研究协会(Advanced Manufacturing Research，AMR)于1990 年11 月首次正 式提出制造执行系统(MES)的概念，历经十几年，MES 经历了由单一功能向集成化MES 的 演变，正在向标准化、协同化、智能化MES 发展。MES 在计划层信息管理的MRP Ⅱ/ERP 与制造单元的设备控制系统之间构筑一座信息桥梁，连接企业上层管理与工作地之间过去一 [1] 直被忽略但却急需解决的信息断层 。 机械制造企业是典型的离散类制造企业，由于物料和产品生产工艺的特点，目前还存在 一些函待解决的问题：产品零部件多，生产计划的变更使工序级的生产计划编制困难，加工 过程关键路径的变化增加了调度和协调的复杂性了，不能满足车间调度实时性的要求；操作 中涉及到的物料、设备、工具和文档等资源离散地分布在企业中，资源管理比较复杂；过程 控制层的信息不能实时、准确的反馈给MRP Ⅱ/ERP 系统。签于这种情况，本文提出了面向 车间的制造过程信息管理系统的结构模型，分析了制造过程信息管理系统在总体模型中的作 用和信息流，介绍了车间作业计划、生产调度等主要功能模块，旨在对机械制造企业 MES 的规划和实施提供一些有用的参考。 1. 制造过程信息管理系统的结构模型 针对机械制造行业的特点，参照AMR 于 1992 年提出的三层企业集成模型，本文提出 了符合机械制造企业生产特点的制造过程信息管理系统的结构模型，如图1 所示。模型中各 个层次的特点如下： - 1 - (1)计划层 计划层主要是系统，也可能是SCM、SSM、P/PE 等系统或者是它们中的某些组合。计 划管理层强调企业的计划性，以客户订单和市场预测为计划来源，制定生产计划、管理企业 的各种资源、管理销售和服务等。该层主要解决企业资源的合理利用和生产计划的编制问题。 (2)执行层 位于执行层的制造过程信息管理系统强调计划的执行，依据计划层下达的生产计划和指 令，根据车间的实时情况制定工序级的生产计划，控制产品的生产过程及其相关的操作。该 层可以共享上层产品设计部门设计的必威体育精装版的与生产相关的技术资料（主要是产品设计和工艺 资料），用来指导工人的操作和设备的运行。该层主要对整个生产过程进行动态优化管理， 从根本上解决工序级生产计划的制定、车间调度实时性和底层实时信息上传的问题。 (3)控制层 位于底层的控制层包括DCS 、DNC(分布式数控系统) 、PLC 、SCADA 等系统，强调生 产过程和设备的控制。其作用是对生产过程和设备进行实时监控，并对实时生产数据进行采 集，通过执行层传递给计划层。该层主要解决设备的自动控制以保证生产出合格产品并采集 实时生产数据。 2. 制造过程信息管理系统与上下层的信息传递 基于上述的结构模型，制造过程信息管理系统与上层计划层和底层控制层之间的信息传 递如图2 所示。 - 2 - 生产计划、临时计划、 物料BOM 、技术资料 库存信息、人力资源 （工艺、图纸、标准等） MRP Ⅱ/ERP