浅谈MES在生产管理和调度建设中的应用
时间：2021-01-21 08:02:37 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
虽然MES作为企业生产管理辅助工具在国内的发展历史并不长,但它所带来的管理优化和巨大的经济效益已使它迅速走近了众多企业的视线,当前国内正处在MES迅速发展的时期,MES正逐渐成为一个广为关注的热点。本文通过对其在国内外的发展’隋况介绍入手,阐述了其在企业生产管理和企业集团调度指挥中心建设中的作用。
1 MES系统技术简介
1.1 MES技术在国内外发展概况
正如计算机技术在不断发展一样,计算机辅助生产管理也是一个不断开发应用的过程。早在20世纪70年代,国外企业开始开发或引入单一功能的软件产品和软件系统,如设备状态监控系统、质量管理系统等,这些系统可以理解为早期单一功能的MES系统。
到了80年代,美国制造业在总结MRPII实施成功率较低的教训并借鉴日本准时制生产系统经验的基础上,提出既重视计划又重视执行的管理新思想,将计划与制造过程统一起来的制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)应运而生。1990年,美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)第一次提出并使用MES概念。可以说,MES是计算机技术应用于企业生产管理需求的时代产物。
在国内,国家“十五”期间的“863”项目将MES确定为重点研究项目并设立了研究课题,将流程工业领域的MES技术研究作为突破口。以期分步实现“获得MES技术研究成果”,“形成系统平台”、“实现产品的工程应用”等目标。2007年,原信息产业部又以信部规[2007]1539号文件形式印发了《信息技术改造提升传统产业“十一五”专项规划》。《规划》提出了要求重点突破的八项共性技术和四个方面的十三个重要系统,MES就与DCS、ERP一同位列流程工业等四个方面的重要系统之中。目前,MESE经在国内钢铁,石化等行业得到较为普遍的应用,并且在电器、轮胎、轴承等制造行业的部分企业获得了研发和使用。
1.2 MES的定义和作用
目前广为接受的是由MESA(MES国际联合会)给出的定义:MES提供从接受订单到制成最终产品全过程的生产活动实现优化的信息。它采用当前的和精确的数据,对生产活动进行初始化,及时引导,响应和报告工厂的活动,对随时可能发生变化的生产状态和条件做出快速反应,重点削减不会产生附加值的活动,从而推动有效的工厂运行和过程。
此外,按照AMR所给予的定位:MES服务于工厂生产执行层的信息系统,位于企业经营层的计划系统与生产过程的直接工业控制系统之间。该定位将企业的运作划分为三个层次,分别是 计划层,执行层和控制层。其中:计划层就是MRP II或ERP等经营管理信息系统。控制层包括DCS,PLC、NC/CNC或SCADA中的一个系统或这几种配置的组合,以及各种仪器设备等:介于两者之间的是执行层,MES(制造执行系统)。各层次间的关系可以通过体系结构图来说明。如图1所示:
作为计算机辅助生产管理系统,MES的作用就是实现企业的连续信息流。并通过对信息的传递和处理,对订单下达到产品完成的整个生产过程优化管理,通过实践,MESA归纳了MES的十一个主要功能模块,包括工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理。性能分析和数据采集等模块,通过MES这些模块的有效协作,可以起到沟通企业计划层和控制层,凭借信息技术提供精确的实时数据,并最终达到优化管理活动和生产活动的目的。而在现实当中,各不同行业企业可以根据行业特点和企业实际,开发适合自身情况的多种功能模块。
从MESA的定义也可以看出,提供精确的实时数据是一个优秀的MES的优势所在,MES对数据提供的实时性要明显高于ERP,如果说控制层提供的实时时间系数为1,那么,MES的时间系数为10,ERP的时间系数为100。图2可以显示出MES与两者的数据流的时间关系:
2 企业集团调度指挥中心的建设架构
近年来,集成的生产调度指挥系统在国内发展迅猛。其中,国家邮政、民航、水利,铁路,电网、石化行业已先后建立起总部或区域性的生产调度指挥系统。目的是实现资源的高效调配和对安全生产的监控,提高企业绩效。根据对部分大企业集团调度指挥系统的调研,以近期拟实施生产调度指挥中心建设的某大型企业集团为模型,推荐其应用集成架构如下图3显示。
2.1 控制层
在企业控制层,根据企业现状及实际需要,通过对现有的{或新增)生产过程自动化系统 如集散控制系统(distributed centre0 system,DCS)、可编程逻辑控制系统(programmaboe 00glC controller,PLC)、数据采集与监视控制系统(supervisory contr00 and dataacquisiton,SCADA)等单一系统或多系统组合与仪器设施进行集成,起到过程控制优化以及采集和提供实时数据的作用。
2.2生产层(执行层)
生产执行层通过制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)对信息的传递和处理,对订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理,实现企业信息系统全局优化的解决方案。当工厂里有实时事件发生时,MES能对此快速做出反应和报告,并用当前的准确数据对其进行指导和处理。
按照企业集团信息化建设现状,结合国内石化企业MES模块建设实践经验,建议根据试点企业信息化水平和实际生产管理需要,分步实施,逐步达到多数企业实现生产计划、生产统计与平衡,生产调度、操作管理、物枓移动、能源管理、质量管理、设备管理、生产信息运行平台,集成平台,ERP支撑等模块。
2.3 企业经营层
在企业经营管理方面,以ERP(enterprise resource poanning,企业资源计划)为核心的经营管理信息系统将来自MES系统的管理类生产数据和实时类数据进行处理,与供应、销售、计划等其它企业资源实现企业的供应链优化。同时,在企业层面进行的WCM(世界级制造),CRM(客户关系管理)、HSE(健康安全环保管理)、CI(持续改进)、OA(办公自动化)、GRC风险控制、HR(人力资源管理)等管理项目所形成的数据一并作为经营层信息流上传至商务智能进行集成和处理。
2.4 集团管控决策层
通过商业智能(BI) (Business lnteligent) 将来自于企业的管理类数据和实时类数据进行集成和处理,按照管理要求措建模型,通过报表,图示、曲线
