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MES对过程控制系统（PCS）的数据采集

1引言

随着计算机信息技术的高速发展、软件应用技术的不断普及、企业信息化

建设经验的不断积累和计算机信息管理系统应用水平的提高，使企业深刻地认识

到走信息集成化道路的重要性。实施信息集成化技术，已成为企业信息化建设发

展的一种必然选择。在流程制造行业的企业信息化建设中，位于底层车间进行生

产控制的是以先进控制、操作优化为代表的过程控制系统（PCS），PCS强调

的是通过控制优化，减少人为因素的影响，提高产品的质量与系统的运行效率；

而位于上层的企业计划系统（ERP），强调的是企业的计划性。尽管这两类系统

的推广取得了一定效果，但却忽略了两者之间的有效配合，导致企业上层经营管

理缺乏有效的实时信息支持、下层控制环节缺乏优化的调度与协调。为此，将经

营计划与生产过程统一起来的生产执行系统（MES）应运而生。

2MES系统功能及构成

MES（ManufacturingExecutionSystem）即制造执行系统，俗称生产执

行系统。MES位于企业信息计划系统（ERP／SCM）和过程控制系统（PCS）

的中间位置，过程控制系统包括分散控制系统（DCS）和安全仪表系统（SIS）

等。ERP作为业务管理系统，DCS／SIS属于控制系统，而MES则是生产执行

系统。MES与上层ERP等业务系统和底层DCS等生产设备控制系统一起构成

企业的神经系统，一是把业务计划指令传达到生产现场，二是将生产现场的信息

及时收集、上传和处理。MES不单是面向生产现场的系统，而是作为上、下两

个层次之间双方信息的传递系统，连结现场层和经营层，通过实时数据库传输基

本信息系统的理论数据和工厂的实际数据，并提供企业计划系统与过程控制系统

之间的通信功能，是应用于企业的重要信息系统。其具体功能如下：

2.1资源分配、状态及人力资源管理

管理设备、工具、人员物料、以及其他生产实体，满足生产计划的要求对

其所作的预定和调度，用以保证生产的正常进行；提供资源使用情况的历史记录

和实时状态信息，确保设备能够正确安装和运转。为单位提供每个人的状态，通

过时间对比，出勤报告，行为跟踪及行为（包含资财及工具准备作业）为基础的

费用等为基准，实现对人力资源间接行为的跟踪管理。

2.2工序详细调度及生产单元分配

提供与指定生产单元相关的优先级（Priorities）、属性（Attributes）、特

征（Characteristic）以及处方（Recipes）等，通过基于有限能力的调度考虑生

产中的交错、重叠和并行操作来准确计算出设备上下料和调整时间，实现良好的

作业顺序，并最大限度地减少生产过程中的准备时间。以作业、订单、批量、成

批和工作单等形式来管理生产单元间的工作流。通过调整车间已制订的生产进

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度，对不合格品进行处理，用缓冲管理的方法控制任意位置的在制品数量。当车

间有事件发生时，要提供一定顺序的调度信息并按此进行相关的实时操作。

2.3过程管理、生产跟踪及维修管理

监控生产过程、自动纠正生产中的错误并向用户提供决策支持以提高生产

效率。通过连续跟踪生产操作流程，在被监视和被控制的机器上实现一些比较底

层的操作；通过报警功能，使车间人员能够及时察觉到出现了超出允许误差的加

工过程。指示出作业的位置和在什么地方完成作业、通过状态信息了解谁在作业、

供应商的资财、关联序号、现在的生产条件、警报状态及再作业后跟生产联系等

其他事项。为了提高生产和日程管理能力，对设备和工具等维修行为的指示及跟

踪，以实现设备和工具的最佳利用效率。

2.4计划管理、执行分析及文档控制

监视生产，为作业者的议事提供支持，从内部起作用或从一个作业到下一

个作业进行计划跟踪、监视、控制；从外部包含让作业者和每个人知道允许误差

范围的计划变更警报管理。通过对过去记录和预想结果的比较，提供报告实际的

作业运行结果。执行分析结果包含资源活用、资源可用性、生产单元的周期、日

程遵守、及标准遵守的测试值。控制和管理并传递与生产单元有关的工作指令、

配方、工程图纸、标准工艺规程、零件数控加工程序、批量加工记录、工程更改

通知以及各种转换操作间的通讯记录，并提供信息编辑及存储功