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MES 基础知识概述
turingMES 的研发是主要是建立在美国先进制造研究机构 AMR(Advanced
Manufacturing Research)发布的 MES 管理模型理论基础之上的,为了能更好的
掌握 turingMES ,该文档将相关的 MES 基本知识作一概述。
MES 即制造执行系统,通过信息传递,对从订单下达到产品完成的整个生产过程
进行优化管理。当工厂中有实时事件发生时,MES 能对此及时作出反应、报告,
并用当前准确的数据对它们进行约束和处理。这种对状态变化的迅速响应使得
MES 能够减少企业内部那些没有附加值的活动,有效地指导工厂的生产运作,同
时提高了工厂及时交货的能力、改善了物料的流通性能,提高生产回报率。MES
还能通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关生产行为的
关键任务信息。
一、MES 概述
MES 是在上世纪 90 年代由美国先进制造研究机构 AMR(Advanced Manufacturing
Research)对大量企业的调查提出的,认为制造业应该用三层模型(3rd Layer
Model)表示信息化(如图六所示),将位于计划层和控制层的中间位置的执行
层叫做 MES,MES 处于企业计划系统(ERP/SCM)和过程控制系统(PCS)的中间
位置。ERP 作为业务管理系统,DCS/PLC 作为控制系统,而 MES 则作为生产执行
系统与上层 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,把业务计划的指令传达到生产现场,将生产现场的信息及时收集、上传和
处理。MES 作为上、下两个层次之间双方信息的传递系统是连结现场层和经营层,
改善生产经营效益的前沿系统。
MES 是在公司的整个资源按其经营目标进行管理时,为公司提供实现执行目标的
执行手段。通过实时数据库连接基本信息系统的理论数据和工厂的实际数据,并
提供业务计划系统与制造控制系统之间的通信功能,是应用于各种制造业的重要
信息系统。
MESA 协会白皮书(MESAWhitePaperNo.3,1997)中提出 MES 在企业与供应链之
间提供一个双向的生产信息流,说明了 ERP、MES 与 PCS 的作业互动与信息流模
式,如图七所示。
图中左边部分的 ERP 等系统(计划层)将实时的产品库存量、客户订单状况与材
料需求等信息传送至 MES,MES 进行生产或安排库存以满足客户订单需求。
图中中间部分的 MES 系统(中间层)负责完成产品制造工作,产品的规格、型号
参数等相关资料储存于此系统中,MES 将此产品相关资料转化为作业程序提供给
控制系统之作业人员或机器设备来使用。
图中右边部分的控制系统(底层),当作业程序、相关流程、文件及其它相关生
产需求项目就绪,控制系统便运用所有工厂内相关资源(软、硬件及人员)负责
完成生产制造过程以达成产品生产目标。
在此基础上,1998 年,AMR 公司发表
REPAG(Ready,Execute,Proeeas,AnaLyze,
Coordinate)模型,即包括准备、实行、处理分析、调整 5 个阶段组成的过程周
期。该模型将计划、技术方案,调度、执行和控制等对应的 5 个信息系统集成连
接。REPAC 模型把 MES 三层模型的进行扩充,MES 不只是工厂的单一信息系统,
而是横向之间、纵向之间、系统之间集成的系统成为企业经营系统闭环回路中的
一部分。
二、MES 应用功能模型
随着 MES 的产生与发展,MES 的功能模型也发生了相应变化,1993 年,AMR
在提出了三层结构的基础上,指出 MES 应该包括车向管理、工艺管理、质量管理
和过程管理等功能的集成模型。1997 年,MESA 提出了包括 II 个功能的 BFES 集
成模到。该模型强调 MES 是一个与其他系统相连的信息网络中心,在功能上可以
根据行业和企业的不同需要与其他系统集成,为实施基于组件技术的可集成的
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春哥111
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