MES技术及其应用论文.docVIP

MES技术及其应用论文 PAGE 7 MES技术及其应用 摘要：美国先进制造研究机构AMR将MES定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”。 通过传统的MES时期和可集成的MES时期两个发展时期。由于MES的多样性、复杂性、特殊性以及特定行业的需要性，MES在国内市场已经出现较大的需求和商机。关键词：MES；人工智能；模型；应用。??从上个世纪80年代中期到现在的20年来，世界各个国家纷纷推出了国家级的先进制造技术发展计划，包括中国的863/CIMS 主题计划。在这些计划中，计算机集成制造（CIM）理念正是其重要组成部分，而管理系统和控制系统的集成又是其中特别而又关键的部分。从80 年代末90 年代初，美国在总结MRPⅡ实施成功率较低的教训并吸收日本准时制生产系统（JIT）经验的基础上，提出既重视计划又重视执行的管理新思想，此时将计划与制造过程统一起来、将管理系统和控制系统统一起来的制造执行系统（Manufacturing Execution System，简称MES）应运而生。??对于一个企业来说，完整的、能够引导其保持长期的业务利益和价值的企业信息系统，必须是控制、制造执行系统MES和企业规划系统ERP管理信息系统三者协同作用的整合。目前，由于管理信息系统往往仅仅注重于企业的销售、采购、库存、财务等部分，缺乏生产管理、调度功能，导致与自动化控制系统成为各自独立的系统，成为各自为政的“信息化孤岛”。作为CIMS的中心环节，生产执行系统MES在整个CIMS中起到承上启下的作用，是生产活动与管理活动信息的桥梁，是CIMS技术发展的关键。1、MES的定义? 美国先进制造研究机构AMR（Advanced Manufacturing Research）将MES定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”，MES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、客户需求等方面）的当前状态信息。AMR继1990年提出MES概念后，1992年又紧接着提出MES三层模型，如图1所示。 图1 AMR的企业三层集成模型 ??制造执行系统协会（Manufacturing Execution System Association，MESA）也给MES 做出定义：“MES能通过信息传递，对从订单下达到产品完成整个的 具有很多优点：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。（2）本世纪初——，可集成的MES（Integratable MES，I-MES）时期。??该时期的MES能将模块化应用组件技术应用到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，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遗产系统的保护，以及即插即用等功能。3、MES模型3.1 MES定位模型??MES作为面向制造的系统必然要与企业其他生产管理系统有密切关系，MES在其中起到了信息集线器（Information Hub）的作用，它相当于一个通讯工具为其他应用系统提供生产现场的实时数据。其定位模型如图3所示。从图3中可看出，MES与其他分系统之间有功能重叠的关系。例如，MES，CRM，ERP中都有人力资源管理，MES和PDM两者都具有文档控制功能，MES和SCM中也同样有调度管理等等。各系统重叠范围的大小与工厂的实际执行情况有关，但每个系统的价值又是唯一的。 图3 MES定位模型 3.2 MES功能模型??国际MES协会（MESA）给出MES的11个主要的功能模块，其一般功能模型如图4所示。但实际应用中的产品可能是只包含其中一个或几个功能模块。 图4 MES一般功能模型 4、MES技术特点??目前在流程工业MES中，使用有十几种主要技术，大致如下：生产过程数据挖掘与知识获取技术、复杂工业系统的智能建模技术、高级控制技术、生产过程成本控制技术、生产过程计划调度的流程模拟技术、物流仿真以及控制与管理技术、基于知识的生产过程支持技术、异常生产过程运行智能体技术、基于工艺目标和经济指标的在线智能优化技术、重大设备在线故障诊断/预报/维护支持技术、统计过程/质量控制技术、基于事例的推理技术、智能实时调度技术、演化计算技术。??事实上上述技术不仅仅是MES、所特有。在管理决策系统和生产控制系统进行系统集成的时候，MES的引入，能够将上述技术更加有机的系统的进行综合运用。由于MES在上层系统和底层系统之间起着承上启下的桥梁作用，所以在技术上也更