制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）

發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

柴天佑?xùn)|北大學(xué)自動(dòng)化研究中心國(guó)家冶金自動(dòng)化工程技術(shù)研究中心（沈陽(yáng)）流程工業(yè)綜合自動(dòng)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Email：tychai@MES概述MES的發(fā)展過程與趨勢(shì)關(guān)鍵技術(shù)結(jié)論提綱

一、MES概述1.1生產(chǎn)過程管理與控制流程圖過程控制實(shí)時(shí)優(yōu)化實(shí)時(shí)調(diào)度生產(chǎn)計(jì)劃過程控制系統(tǒng)(PCS)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)過程優(yōu)化系統(tǒng)化工過程有效的廠級(jí)控制不僅能夠通過優(yōu)化操作、減少設(shè)備停機(jī)次數(shù)、減少不合格產(chǎn)品數(shù)量帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠促進(jìn)安全生產(chǎn)和減少環(huán)境污染（FrancisJ.DoyleIII，IEEE_T_CST主編，JPC,2007）

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，過程企業(yè)作為柔性供應(yīng)鏈的一部分為了競(jìng)爭(zhēng)不斷追求準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)，因此緊迫需求過程的動(dòng)態(tài)操作。（Backx，ADCHEMplenarylecture2000）在市場(chǎng)環(huán)境下，保證產(chǎn)品質(zhì)量，成本最小化，僅僅依靠管理人員和操作人員的經(jīng)驗(yàn)是不夠的，需要將過程控制和過程管理集成的有效的敏捷操作。（SebastianEngel，JPC,2007）1.2MES的重要性1.3MES的定義成立于1992年的制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)(ManufacturingExecutionSystemsAssociation，MESA)于1997年9月發(fā)表的白皮書給出了MES定義：MES提供實(shí)現(xiàn)從訂單下達(dá)到完成產(chǎn)品的生產(chǎn)活動(dòng)優(yōu)化所需的信息；并運(yùn)用及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)、啟動(dòng)、響應(yīng)并記錄車間生產(chǎn)活動(dòng)，能夠?qū)ιa(chǎn)條件的變化做出迅速的響應(yīng)，從而減少非增值活動(dòng)，提高效率。1.4MES的結(jié)構(gòu)

協(xié)同的MES結(jié)構(gòu)

流程工業(yè)MES結(jié)構(gòu)圖2.1MES的發(fā)展過程MRP：物料需求計(jì)劃系統(tǒng)MRPⅡ：MRP＋車間報(bào)表管理系統(tǒng)、采購(gòu)系統(tǒng)等ERP：企業(yè)資源計(jì)劃DRP：配置資源計(jì)劃系統(tǒng)SCM：供應(yīng)鏈管理SCADA:過程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

二、MES的發(fā)展過程與趨勢(shì)國(guó)際MES的發(fā)展趨勢(shì)MES作為協(xié)同制造的必要組成部分，朝協(xié)同的方向發(fā)展以MES為核心，向制造業(yè)中各個(gè)系統(tǒng)之間的經(jīng)營(yíng)過程延伸的制造企業(yè)整體解決方案正在形成。因此，MESA改名為制造企業(yè)解決方案協(xié)會(huì)MES向標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，如ISA發(fā)布的SP95系列標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)以敏捷制造和企業(yè)全局優(yōu)化為目標(biāo)的智能化MES將成為MES新的發(fā)展方向我國(guó)MES的發(fā)展趨勢(shì)以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗為目標(biāo)的流程工業(yè)MES以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、管理一體化的集成制造為目標(biāo)的離散制造業(yè)MES2.2MES的發(fā)展趨勢(shì)生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度一體化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)方法預(yù)測(cè)與反饋相結(jié)合的計(jì)劃與調(diào)度智能優(yōu)化技術(shù)以節(jié)能減排為目標(biāo)的能流、物流綜合平衡與協(xié)調(diào)控制技術(shù)以提高產(chǎn)品質(zhì)量為目標(biāo)的產(chǎn)品在加工過程中的性能預(yù)測(cè)與監(jiān)控技術(shù)以安全運(yùn)行為目標(biāo)的故障預(yù)警與設(shè)備智能維護(hù)技術(shù)

以優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)的智能化生產(chǎn)控制指揮與運(yùn)行管理平臺(tái)技術(shù)基于行業(yè)知識(shí)的MES標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和組件化開發(fā)技術(shù)三、MES的關(guān)鍵技術(shù)MES是實(shí)現(xiàn)企業(yè)全局優(yōu)