制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）

發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

柴天佑?xùn)|北大學(xué)自動化研究中心國家冶金自動化工程技術(shù)研究中心（沈陽）流程工業(yè)綜合自動化教育部重點實驗室Email：tychai@MES概述MES的發(fā)展過程與趨勢關(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時優(yōu)化實時調(diào)度生產(chǎn)計劃過程控制系統(tǒng)(PCS)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）企業(yè)資源計劃(ERP)過程優(yōu)化系統(tǒng)化工過程有效的廠級控制不僅能夠通過優(yōu)化操作、減少設(shè)備停機次數(shù)、減少不合格產(chǎn)品數(shù)量帶來顯著的經(jīng)濟效益，而且能夠促進安全生產(chǎn)和減少環(huán)境污染（FrancisJ.DoyleIII，IEEE_T_CST主編，JPC,2007）

在市場經(jīng)濟環(huán)境下，過程企業(yè)作為柔性供應(yīng)鏈的一部分為了競爭不斷追求準(zhǔn)時制生產(chǎn)，因此緊迫需求過程的動態(tài)操作。（Backx，ADCHEMplenarylecture2000）在市場環(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(ManufacturingExecutionSystemsAssociation，MESA)于1997年9月發(fā)表的白皮書給出了MES定義：MES提供實現(xiàn)從訂單下達到完成產(chǎn)品的生產(chǎn)活動優(yōu)化所需的信息；并運用及時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)、啟動、響應(yīng)并記錄車間生產(chǎn)活動，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，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：物料需求計劃系統(tǒng)MRPⅡ：MRP＋車間報表管理系統(tǒng)、采購系統(tǒng)等ERP：企業(yè)資源計劃DRP：配置資源計劃系統(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)展過程與趨勢國際MES的發(fā)展趨勢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)中各個系統(tǒng)之間的經(jīng)營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MES向標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，如ISA發(fā)布的SP95系列標(biāo)準(zhǔn)實現(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MES的發(fā)展趨勢以實現(xiàn)節(jié)能降耗為目標(biāo)的流程工業(yè)MES以實現(xiàn)設(shè)計、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)展趨勢生產(chǎn)計劃與調(diào)度一體化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計方法預(yù)測與反饋相結(jié)合的計劃與調(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)測與監(jiān)控技術(shù)以安全運行為目標(biāo)的故障預(yù)警與設(shè)備智能維護技術(shù)

以優(yōu)化運行為目標(biāo)的智能化生產(chǎn)控制指揮與運行管理平臺技術(shù)基于行業(yè)知識的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是實現(xiàn)企業(yè)全局優(yōu)