制造执行系统MES现状及发展趋势探讨
制造执行系统MES现状及发展趋势探讨摘要:数控机床的维护与应用模块化设计制造技术为轿车家族添新丁寄语新刀客ADAMS在颚式破碎机优化仿真设计中的应用(一)关注刀具培训 提高数控加工技术水平关于硬态切削技术的研究机械压力机、摩擦离合器类操作规程注塑成型设备、工艺、产品的新特点SJ800型金刚石绳锯机 机械制造企业信息化讲座计算机数控装置概述庆鸿研制高精密级线切割机浅谈变频器的使用和维护提高数控加工中心切削效率的途径农用汽车车架纵梁钻孔刀具的设计我国数控锻压机床的进步与发展 降低精加工时冷却润滑剂的损失实施PDM、加快企业的信息化发展SIEMENS主轴驱动系统的故障诊断与维修数控技术及数控机床的发展及其技术水平 [标签:tag] 随着企业计算机应用的不断推广,企业信息化应用水平逐渐提高,企业越来越需要车间执行层的管理信息系统。因此如何深刻理解MES内涵,把握它的发展趋势,在我国企业中开发和应用好MES,对于提高企业竞争力,缩小与发达国家企业差距是迫在眉睫的事情,也将是企业信息化水.
随着企业计算机应用的不断推广,企业信息化应用水平逐渐提高,企业越来越需要车间执行层的管理信息系统。因此如何深刻理解MES内涵,把握它的发展趋势,在我国企业中开发和应用好MES,对于提高企业竞争力,缩小与发达国家企业差距是迫在眉睫的事情,也将是企业信息化水平深层次推进的需要。
引 言 21世纪的企业面临着日益激烈的国际竞争,要想赢得市场、赢得用户就必须通过实施MRPII/ERP来加强管理。然而上层生产计划管理受市场影响越来越大,明显感到计划跟不上变化。面对客户对交货期的苛刻要求,面对更多产品的改型,订单的不断调整,企业决策者认识到,计划的制订要依赖于市场和实际的作业执行状态,而不能完全以物料和库存回报来控制生产。同时MRPⅡ/ERP软件主要是针对资源计划,这些系统通常能处理昨天以前发生的事情(作历史分析),亦可预计并处理明天将要发生的事件,但对今天正在发生的事件却往往留下了不规范的缺口。而传统生产现场管理只是一个黑箱作业,这已无法满足今天复杂多变的竞争需要。因此如何将黑箱作业透明化,找出任何影响产品品质和成本的问题,提高计划的实时性和灵活性,同时又能改善生产线的运行效率已成为目前每个企业十分关心的问题。 制造执行系统(MES)恰好能填补这一空白。MES是处于计划层和车间层操作控制系统SFC之间的执行层,主要负责生产管理和调度执行。它通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力,提供一种系统的在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的方式。从而实现企业实时化的ERP/MES/SFC系统。 MES是美国管理界90年代提出的新概念。美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)通过对大量企业的调查发现现有的企业生产管理系统普遍由以ERP/MRPII为代表的企业管理软件,以SCADA、HMI(Human Machine Inteface)为代表的生产过程监控软件和以实现操作过程自动化,支持企业全面集成的MES软件群组成。由于MES强调控制和协调,使现代制造业信息系统不仅有很好的计划系统,而且能使计划落实到实处的执行系统。因此MES在国外的企业中迅速推广开来,并给企业带来了巨大的经济效益。企业认识到只有将数据信息从产品级取出,穿过操作控制级,送达管理级,通过连续信息流来实现企业信息全集成才能使企业在日益激烈的竞争中立于不败之地。 随着企业生产模式逐渐向敏捷制造发展,企业业务流程重组(BPR)的实施、企业环境的异构性以及企业间动态联盟的组建等等对MES又提出了更高的要求,传统的MES解决方案难以适应敏捷制造的要求,面向敏捷制造的MES不仅要费用合理更要具有良好的适应性(adptable),可重构性(reconfigurable)和可集成性(integratable),因此,国外许多组织和研究机构开始研究面向敏捷制造的MES。 一、MES 典型模型 1、 MES内涵 从以上定义可看出MES的关键是强调整个生产过程的优化,它需要收集生产过程中大量的实时数据,并对实时事件及时处理。同时又与计划层和控制层保持双向通信能力,从上下两层接收相应数据并反馈处理结果和生产指令。因此,MES不同于以派工单形式为主的生产管理和辅助的物料流为特征的传统车间控制器,也不同于偏重于作业与设备调度为主的单元控制器,而应将MES作为一种生产模式, 把制造系统的计划和进度安排、追踪、监视和控制、物料流动、质量管理、设备的控制和计算机集成制造接口(CIM)等一体化去考虑,以最终实施制造自动化战略。如图反应了MES在企业生产管理中的数据流图和所处地位。 2、MES的框架模型 20世纪90年代,随着计算机技术的日新月异,计算机集成生产系统的研究已成为自动化领域的一个前沿课题。国外大型流程工业企业,特别是石油化工企业,均十分重视信息集成技术的应用,纷纷以极大的热情和精力,构架工厂级、公司级甚至超公司级的信息集成系统。它以面向数据(而非面向应用)的模型为核心系统,连接实时数据库和关系数据库,对生产过程进行过程监视、控制和诊断、环境监测、单元整合、模拟和优化。并在管理决策层进行物料平衡、生产计划、调度、排产、企业资源计划、离线在线模拟与优化等。 据国外资料统计,石油化工企业为提高经济效益所采取的各项控制及优化技术主要有:装置的先进控制技术、库存管理、化验室自动化管理、公用工程优化和生产调度的优化等,其中生产调度的优化产生的经济效益是最明显的。这样,就使流程工业综合自动化系统中原来难以处理的具有生产与管理双重性质的信息问题得到了解决。目前,这已成为西方先进工业国家流程工业综合自动化系统理论和产品的主流框架。 3、MES的定位模型 4、MES的功能模型 二、MES的应用发展现状及建议 MES系统主要有专用MES系统和集成MES系统两类,若现有系统是专用系统,它就是针对某个特定领域的问题而开发的系统,如车间维护、生产监控、有限能力调度或是SCADA等。它的系统重构性能弱,很难随业务过程的变化而进行功能配置和动态改变。在进一步实施企业高级信息系统的时候,要考虑整个系统的整合性,最好是自行开发或是进行客户化的订制,充分考虑原有MES系统的结构和功能,并将新系统与原有系统进行无缝集成。若现有系统是集成MES系统,则具有良好的集成性、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原有系统的保护以及即插即用(P&P)等功能。企业则可以从一些成熟的、扩展性好的套装软件中选择适合自己企业需要的软件系统。 2、MES的几点建议 三、MES的发展趋势 1、MES软件开发及应用市场的两个动向 实力雄厚的自动化系统供应商(如Siemens,Rockwell Automation)都在采取并购一些卓有成效的MES公司,或开发MES软件包来抢占MES的市场。目前的MES软件产品并不是适合所有行业的。 2、MES的效益及趋势 我国企业实施以MRPII/ERP为主的企业管理软件有将近20年的历史,在业界,存在着为数庞大的ERP厂商和开发军团,但这部分厂商只有较少部分会向MES的方向发展,其原因是:MES与工业控制紧密结合,其研发和实施需要很强的工业自动化基础和工业现场工程经验,这是一道比较高的技术门槛,将很多ERP类型的IT厂商拒之门外。但随着行业和经济规模的发展,会有相当部分的IT厂商与自动化厂商、制造型企业合并或紧密合作,在2-3年后,MES厂商可能会如雨后春笋般涌现,其技术和实施手段也必然将日趋成熟。 结 论 (1)MES在整个企业信息集成系统中承上启下,是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁。不实施MES,管控一体化只是一句空话。对于面向制造加工业和过程工业的ERP,脱离MES将无法根据市场需求去组织、管理和优化生产。 制造执行系统(MES)软件弥合了企业计划层和生产车间过程控制系统之间的间隔,是制造过程信息集成的纽带。MES通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产,同时也为敏捷制造企业的实施提供了良好的基础。深刻理解MES这一先进的管理思想,把握它的发展趋势,对于如何在我国正确的研究和推广MES应用具有重要的理论和应用价值。 |
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