mes技术及其应用论文

mes技术及其应用论文（共8篇）

篇1：mes技术及其应用论文

制造执行系统(manufacturing execution system，简称MES)是美国AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc.)在90年代初提出的，旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划同车间作业现场控制，通过执行系统联系起来。这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。MES系统设置了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。MSE的定义

美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”。它为操作人员／管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态。

制造执行系统协会(Manufacturing Execution System Association，MESA)对MES所下的定义：“MES能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。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还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产品行为的关键任务信息。”

MESA在MES定义中强调了以下三点：

1)MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一的解决某个生产瓶颈； 2)MES必须提供实时收集生产过程中数据的功能，并作出相应的分析和处理；

3)MES需要与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流来实现企业信息全集成。MES的现状

MES的体系结构经历了从T-IVIES向I-MES发展的历程。传统的MES(T-MES)是从20世纪70年代的零星车间级应用发展起来的。T-MES又可以分为专用MES(Point MES)和集成MES(Integrated MES)两类。专用MES是一种自成一体的应用系统，它针对某个单一的生产问题(如在制品库存过大、产品质

量得不到保证、设备利用率低等)提供有限功能(如物料管理、质量管理、设备维护、作业调度等)，或适用某种特定的生产环境(如应用于半导体和MEMS车间的MES、应用于FMS系统的MES等)。专用MES具有实施快、投入少等优点，但通用性和可集成性差。集成MES系统起初是针对特定行业(如航空、装配、半导体、食品和卫生等)特定的规范化环境而设计的，目前已拓展到整个工业领域。在功能上它已实现了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成。集成化MES具有丰富的应用功能、统一的逻辑数据库、产品及过程模型等优点。但该类系统依赖特定的车间环境，柔性差，缺少通用性和广泛的集成能力，难以随业务过程变化而重新配置。

AMR在分析信息技术的发展和加陷应用前景的基础上，提出了可集成MES(Interpretable MES，I-MES)这一概念。可集成MES是将模块化、消息机制和组件技术应用到MES的系统开发中，是两类传统MES系统的结合。从表现形式上看，I-MES具有专用MES系统的特点，即I-MES中的部分功能可以作为可重用组件单独销售；同时，它又具有集成MES的特点，即能实现上下两层之间的集成。此外，I-MES还具有客户化、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。目前，基于组件的I-MES是MES的主要发展方向。主流技术

由于MES处于ERP和PCS之间，既要对ERP内部系统和ERP的外部网络收发信息，又要对PCS系统传递信息。因此，MES开发与实施涉及的关键技术包括了计算机操作系统、数据库技术、MES体系结构、开发应用技术等。此外，进行MES的开发和实施还需要考虑MES系统的可配置性。根据LogicaCMG咨询公司2005年对MES软件的调查报告，国际MES产品的主流技术情况如下：

a．支持平台方面，主要有Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Unix、Linux。

b．数据库方面，MES产品支持的数据库主要有Oracle、SQL Server、DB2、Progress、Informix、Ingress、Sybase等。

c．应用技术方面，MES系统的开发主要采用DCOM、COM手，Active-X、XML，DotNET、J2EE，ODBC、OLE、OPC等技术。

d．系统架构方面，MES系统主要采用C／S、Web使能、瘦客户端、分布式结构、负荷平衡等体系结构。

e．系统可配置性方面，部分MES厂商的产品定位是使产品尽可能适合特定 的用户群，相反有些厂商则为用户提供柔性的可配置工具来迎合客户的需求，以赢得广大的市场。报告从业务逻辑、图形用户界面、报表等方面来分析MES产品的可配置性，并通过标准化(Standard)、组件(Cornponent)、库(Libraries)和客户化定制(Custom Made)4个指标来评价系统的可配置程度。图1描述了国际主流MES产品的平均可配置性。以图形用户界面的可配置性为例，IVIES产品在大于60％的程度上提供标准功能，在27％的程度上可通过组件来配置，8％由库来支持，只在4％的程度上可实现完全客户化定制。

图1 国际主流MES产品的平均可配置性 应用情况

MES在发达国家已实觋了产业化，其应用覆盖了离散与流程制造领域，并给企业带来了巨大的经济效益。MES分别在1993年和1996年以问卷方式对若干典型企业进行了两次有关MES应用情况的调查，这些典型企业覆盖了下列的7大行业：医疗产品、塑料与化合物、金属制造、电气／电子、汽车、玻璃纤维、通讯等。调查表明企业使用MES后，可有效地缩短制造周期，缩短生产提前期，减少在制品，减少或消除数据输入时间，减少或消除作业转换中的文书工作，改进产品质量／减少次品，消除损失的文书工作。国内在“十五”期间，流程工业领域MES成为技术研究的突破口，重点面向钢铁和石化2个典型流程制造行业。目前，MES已在钢铁、石化等行业得到成功应用并开发完成了若干自主产权的MES系统，如：上海宝信MES、中国石化MES(S-MES V1．0)等。根据中国电子信息产业发展研究院的1份报告，到2003年底，共有110套MES应用于国内的钢铁企业。“十五”期间还对离散制造MES进行了探索性研究，并取得初步成效(如西飞MES等)，国内市场上也出现一些针对离散制造业的MES产品，如：ICON—MES、OrBit-MES、天为MES等。“十一五”期间，随着我国制造业信息化建设的深入开展，MES有望在我国获得更广泛和深入的应用。以下为MES在国内企业的应用实例：

案例1：

应用需求：

海尔集团内各个产品事业部信息化起步较早，大部分事业部都已成功实施了国际上主流的ERP管理软件SAP。伴随企业的发展，在SAP成功的实施应用之后，如何提高企业执行能力，就成为企业急需解决的问题。

海尔集团随着信息化的不断推进，需要在前期信息化建设的基础上，实现从订单、评审、采购、配送、制造、销售、售后服务的信息整体互动，在这过程中集团的各相关部门参与工作。如商流、海外推、资金流、研发推、定单推、制造事业部等。最终的目标是建立集团的信息化统一、完整平台，实现信息流、物流、资金流的通畅。在前期物流、资金流已经改造、整合的基础上，希望通过信息化，从信息的角度实现企业管理水平的再次提升。

在集团信息化的思路与方向下，需要产品事业部和集团的SAP信息系统统一接口，从而能够监控每一批定单的生产进度，每一批定单的投入、每一批定单的产出，以及每一个产品的主关件信息、生产信息、质量信息，不但建立订单的生命周期管理，而且对于每一个产品个体实现整个生命周期的管理。同时通过信息化的手段，企业建立公开、透明、精确的人力考核平台，实现自动计酬。

各个事业部车间生产现场的直通率，节拍，履约率等衡量生产的效率的指标数据，无法第一时间获取，通过人工统计计算增加了很多人为的操作因素，而且不能及时的反映实际的生产情况。

通过制造执行系统的实施，全面对生产线的工人实现自动计酬，真正意义上做到了多劳多得的工资计算要求，从而充分调动了员工的生产积极性。

解决之道：

满足以上需求要选择适应家电行业特点的、性能卓越的产品。海尔集团做了多方考证，在对当时市场上主要产品作了评估之后，决定选择比邻软件R2E——资源执行效率系统。

●生产计划管理：对于SAP下达的生产计划，对生产现场进行计划排产及作业调度。

●质量管理：订单质量跟踪、质量数据分析利用、检验数据管理、在制品维修管理、售后质量反馈。

●电子跟单管理：定单的生产信息数据共享，一票到底。●生产管理：作业计划管理、订单执行监控、生产数据统计。

● 产品数据管理：产品档案管理，可对采集到的产品数据进行综合管理和查询，包括装配档案、检验档案、维修档案等。

●系统接口：ERP系统接口。与ERP系统建立接口，导入物料BOM、生产订单、等相关数据；回馈ERP产品下线完工数据。

●自动计酬平台：通过自动计酬平台收集各类工资因素，进行汇总统计，实现工人、管理人员的自动计酬。

在实施过程中也遇到了一些问题，主要是R2E系统与SAP系统集成，如何做到两系统实时同步，如何确保两系统之间数据准确等等。在项目整个实施过程中，海尔集团领导亲自下一线指导工作，协助SAP系统数据较对，确保了项目的顺利进展。

系统特点：

1．开放式平台。R2E采用先进的面向对象设计模式高效封装业务逻辑，您可以基于R2E开放平台快速定制企业特殊应用需求。

2．系统集成。R2E采用符合工业标准的XML消息和协议能够非常方便地与现有的ERP系统集成。R2E也可以通过企业应用集成解决方案(EAI)实现企业所有信息系统的集成。R2E与SAP、ORACLE、SSA BPCS等领先的ERP系统实现可靠集成。

3．自动识别技术。R2E支持多种码制条形码标签，提供灵活编码规则自定义功能，快速准确采集数据。R2E可以和主流的条码打印设备(Zebra，Datamax等)直接集成，灵活高效打印条码标签。

4．高性能数据采集。R2E采用支持无线实时采集、批量采集等各种采集方

式的终端采集设备，方便、快捷的完成数据收集；或者采用符合工业标准的485通信协议组建的现场数据采集网络，实时控制采集终端。帮助您减少现场设备投资和设备维护成本。

应用效益：

■通过严格的系统管理和业务流程的优化，规范了业务操作流程，使集团规范化发展。

■人力资源价值的优化，系统的运转不再依靠手工统计汇总，方便快捷、准确及时，为管理、经营决策提供了动态、实时的信息支持。

■系统的实施可以大大加强企业的集中管理，为企业整体资源的优化提供了可能，提高企业的核心竞争力。

■系统的实现可以使企业的管理组织向扁平化发展。

■系统与管理的结合可以实现管理的规范和业务标准，可以协助企业进行业务拓展，实现分支机构快速复制。

■系统的实施可以大大降低定单损失。

■系统的实施可以优化生产制造流程，提高生产效率。

■系统的实施建立产品档案的跟踪，可以大大提升企业的质量水平。目前存在的问题

近年来我国ⅧS的研究和产业都有了一定的发展，但总体来说，与西方发达国家相比，我国无论是在MES技术深度与应用广度上都存在较大差距，主要体现在以下几个方面：

a．MES体系还不完整。基本功能不完善，缺乏过程管理与优化等面向典型行业的核心模块。针对离散制造业尚无完整、系统的MES解决方案和成熟的软件产品。

b．缺乏MES技术标准。MES的设计、开发、实施、维护缺乏技术标准，影响了MES产品的技术性能，加大了系统开发和应用的成本，与国外同类MES产品竞争没有优势。

c．集成性还没有完全解决。由于缺乏统一的工厂数据模型，MES各功能子系统之间以及MES与企业其他相关信息系统之间缺乏必要的集成，导致MES作为企业制造协同的引擎功能远未得到充分发挥。

d．通用性和可配置性较差。现有系统通常针对特定需求，很难应对企业业务流程的变更或重组。由于缺乏基于工厂数据模型的数据集成技术，系统的可配

置性、可重构性、可扩展性较差，严重制约MES系统的推广应用。

e．实时性不强。MES作为面向制造车间的实时信息系统，实时性是实现MES功能的基础。现有系统缺乏准确、及时、完整的数据采集与信息反馈机制，在底层数据的实时采集、多源信息融合、复杂信息处理及快速决策等方面非常薄弱。

f．智能化程度不高。MES中所涉及的信息及决策过程非常复杂，由于缺乏智能机制，现有MES大多只提供了一个替代经验管理方式的系统平台，通常需要大量的人工干预，难以保证生产过程的高效和优化。MES技术的发展趋势及展望

MES系统正朝着下一代MES(Next-Generation IVIES)的方向发展。下一代MES的主要特点是：建立在ISA95标准上、易于配置、易于变更、易于使用、无客户化代码、良好的可集成性以及提供门户(Portal)功能等等，其主要目标是以MES为引擎实现全球范围内的生产协同。目前，国际上MES技术的主要发展趋势体现在以下几个方面：

1．MES新型体系结构的发展； 2．更强的集成化功； 3．更强的实时性和智能； 4．支持网络化协同制； 5．MES标准化(ISA-95)。

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隙，为企业提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业降低成本，按期交货，提高产品及服务质量，使企业能在全球化的竞争中立于不败之地。鉴于MES的重要性，我国将其列为“十一五”期间信息化方面重点发展的方向之一，将集中国内MES及相关领域的优势力量，力争在MES核心关键技术上取得突破，提高MES研发水平及其在重大行业中的应用能力，解决长期制约我国制造业信息化发展的瓶颈问题。具体发展思路如下：

a．综合利用成熟理论和技术，形成可适应、可重构、可集成的MES框架体系，为提高MES软件系统的跨行业通用性、适应性和协同能力提供支持。

b．基于已有的研究基础与成果，在制造系统性能分析和优化、制造过程监控与管理、智能化生产计划调度以及信息和过程可视化等MES关键技术上取得突破，开发出符合我国离散制造业和流程工业特点及需求的MES软件系统、相关工具和构件库。

c．围绕MES在航空航天、汽车、机车、石化、冶金等典型行业中的应用特点，形成适合其行业特点的典型MES应用模式，并提出相应的解决方案和技术标准。通过MES在上述行业的应用，最终形成支撑整个离散和流程制造业的MES技术体系、方法和系统，为未来MES系统的大规模推广奠定基础。

篇2：mes技术及其应用论文

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XXXXXX公司

MES方案建议书

罗克韦尔自动化

上海，中国 2008-3-9

1.1.项目背景

XX汽车公司是中国汽车行业的骨干企业，已陆续建成了XX（主要以中、重型商用车、零部件、汽车装备事业为主）、XX（以轻型商用车、乘用车为主）、XX（以乘用车为主）等主要生产基地。主营业务包括全系列商用车、乘用车、汽车零部件和汽车装备。

XX汽车公司自主品牌乘用车XX工厂坐落在XX经济技术开发区，作为XX自主品牌乘用车事业研发、生产的主要基地，总体规划含研发中心和生产工厂两大部分。生产工厂一次性规划，两期实施，主要包括冲压、焊装、涂装、总装四大工艺和发动机及大塑料件生产车间。其中，第一期建设将形成20万辆年生产能力。XX自主品牌乘用车系列产品将覆盖乘用车市场主要份额的Ｂ、Ｃ、Ｄ级车型，首款产品将于2009年初下线。

XX汽车需要快速响应市场变化，才能强占更多的细分市场份额，使企业能抢占市场先机。因此迫切希望在XX工厂构建完整的生产，物流和质量体系，能够快速投入新车型的生产，以满足市场多样化的需求，汽车企业就必须以OTD优化为导向，关注从订单到交付的整个过程中的制造，物流和质量相关业务领域（如下图所示）。其涉及到的业务流程、信息管理对于XX汽车自主品牌汽车的制造是至关重要的。

供应商交货指示零件需求库存管理仓库物流中心生产管理物流管理W1W2W3W4W5收料缓冲区供应商WE车身Repair PAINTWBS涂装RepairGAPBS总装VQ质检生产实绩信息系统车辆状态基础数据ERPMES整车识别防误差整车识别安装指示整车识别质量检验拉动序列件整车跟踪拉动JIT物料工位零件工位指示拉动按灯物料 根据业务发展目标，物流管理、生产控制和质量管理是一个循序渐进的发展过程，MES系统最终达到以下四方面管理要求：

(1)订单制造管理

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包括订单管理、车辆跟踪、路由控制、数据采集、PMC、车辆报交。AVI作为车辆识别功能，它不仅是订单制造管理的基础，更是整个集成制造系统的基础，物料，质量都需要根据车型来控制，所以其覆盖范围应为所有车间及关键点；装配管理主要是指各种辅助装配的单据的打印、钢打、铭牌、电气检测、加注、四轮定位、转毂试验等。AVI，路由控制及现场机运设备大都PLC，PMC以成熟的工业组态软件作为其基本工具，对PLC的数据采集和控制是它的强项，人机界面的设计变得相当容易。

(2)现场物料管理

由于XX汽车的物料管理和派送由第三方物流来负责，现场物料管理主要向第三方物流库发布物料拉动信息模块。送料方式主要有推式和拉式，推式是根据日生产计划分时分批主动送达现场；物料拉动主要有线旁向仓库拉动（KANBAN、物料暗灯二者皆可能），生产线直接向仓库拉动（KANBAN、物料暗灯、排序拉动三者皆可能），由线边到厂内四个库的二次要料请求。

(3)制造质量管理

包含现场质量信息缺陷输入和查询管理、现场整车质量信息缺陷输入和查询管理audit、车辆测试系统及缺陷管理和跟踪系统、车辆流程卡管理系统、车辆电气检测、防错系统。质量数据是非常重要的数据，它包含车辆制造信息，可追溯件信息，缺陷信息及测试信息，基于它的数据报表，分析及应用很多。同时，未来 制造质量会和供应商质量、售后质量数据集成，基于这些数据统计分析，形成贯穿车辆整个生命周期的质量信息系统。

(4)系统管理

系统集成，就是数据的集成。针对系统的集成，就需要集成的管理工具，它主要包含：基础数据管理，PMC，事件控制中心，版本管理，报表中心及用户账户管理等。

基础数据管理：负责所有生产、物料、质量的基础数据维护，保证MES的基础数据统一性和唯一性。

事件控制中心，它是重要的系统运维工具，能帮助IT 支持人员获知系统运行情况，解决系统问题。

版本管理，它是系统更改的管理工具，保证系统版本的一致性，可追溯性。

历史数据查询和报表管理，数据源为集成制造系统的数据，它应能满足各相关业务部门的要求，Rockwell Confidential

它是系统集成后的优势体现。同时历史数据会定时导入历史数据库，连同生产数据库 供查询和形成报表。

根据当前的业务需要，这一阶段的项目应覆盖以下功能需求，包括生产管理、物料管理、质量管理和系统管理四个子系统，整体目标是建立功能全面、集成和稳定的生产、物流、质量控制体系，以适应公司汽车产量快速增长和车型平台增加的需求。该系统能满足订单管理、车辆跟踪、路由控制、物料需求发布、线旁拉动、物料调度、KANBAN卡管理、现场质量缺陷、电气检查、质量追溯管理、整车质量缺陷、检测数据管理、流程卡管理、合格证管理、用户管理、基础数据管理、PMC、数据采集、报表管理、事件控制中心、版本管理、数据备份/迁移管理等模块。

1.2.项目目标

本项目将通过全厂MES系统的建设，建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的生产执行系统，以适应公司产量快速增长和车型平台增加的需求，满足目前年产20万辆的生产目标，并能支持未来多种车型混线生产年产24万辆的业务运作。系统实施的主要目标如下：

1、XX汽车的MES信息系统全方位的承建，以系统覆盖到冲压、车身、涂装、总装四大车间，能快速建立统一协调的工作平台。

2、全面实现与ERP系统的接口，实现车间与物流和质量系统的全面整合，全面提高企业的生产效率和管理水平，确保物料的及时供给和生产的及时响应。

3、将把国际著名的丰田汽车、通用汽车等企业在MES系统中的成熟的业务流程模式和软件平台资源在XX汽车项目中进行导入，保证XX汽车项目的稳定性和实用性。同时设计方案立足于先进技术，采用最新科技技术水平，使MES的建设达到和具备国际的先进水平和国内的领先地位

4、通过MES系统的实施，将大幅地降低生产零部件的库存，降低整车的库存，减少各部门的人员配置并提高企业生产效率。

5、完成企业级的MES系统的架构建设，为实现集成制造，物流和质量全生命周期管理打下坚实的基础。

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6、遵循ISA95和MESA国际标准，可以同时具有良好的开放性，可以和不同厂家的产品能够互操作和互连

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7、考虑SOA架构，将MES应用程序功能彼此分开，以便这些功能可以单独用作单个的应用Rockwell Confidential

程序功能或“组件”。这些组件可以用于在企业内部创建各种其他的应用程序，并能迅速修改业务流程模型

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8、集成的系统必须降低系统维护的难度和要求，方便用户日后的应用、管理和维护。系统设计完成的同时，必须完成与之相关的可操作的管理维护规定，保证系统的稳定运行

综上所述，为了保证XX汽车的MES系统项目的成功，罗克韦尔自动化（国际最具规模和著名的制造控制和信息系统公司）汽车工程中心全面负责东风汽车项目的实施，对项目实施、成功的上线作出强有力的保证。

1.3.项目实施回报

XX汽车的MES主要包括生产管理系统、物料管理系统和质量管理系统三部分内容，整体目标是建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的支持质量，生产和物流的业务体系，以适应公司产量快速增长和车型平台增加的需求，并能同其他业务和系统整合（如ERP系统）。系统总体网络架构图如下所示：

MES系统网络架构示意图

整个系统实施范围包括：生产管理部分、物料管理部分、质量管理部分。

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1.4.生产管理系统

MES系统的生产管理部分第一阶段控制的范围包括冲压车间、车身车间、WBS、涂装车间、PBS、总装车间和检测线，系统在车身车间将车辆与订单进行绑定，然后对车辆进行跟踪控制直到检测线下线为止。总体需求主要包括以下内容：

订单管理； 生产调度； 生产线信息广播； 自动化集成控制； 生产监控PMC； 数据采集；

车身实时跟踪监控画面图例

在ROCKWELL的设计方案中，各车间生产线上下线处，关键工位设有手动条码扫描枪（或自动扫描枪或RFID）的读写操作站。在关键位置设有触摸屏，它们将是组成读写操作站的一部分，Rockwell Confidential

为现场的操作人员提供AVI系统人机交互操作的功能。通过这些触摸屏给现场的操作和维护人员提供了自动监视AVI系统运行情况和手工进行AVI系统操作的功能。通过触摸屏可实现条码显示，条码扫描报错，手动条码输入等功能。

读写站实例照片

由于在车间现场，设备环境复杂，很难保证网络数据传输时刻保持畅通，因此，在开发调试过程中，我们也特别将中断做特殊考虑，增加了保护措施，尽最大可能保证系统的正常运行，保持整个扫描交互流程的顺畅。主要措施与方法如下：

 PLC扫描设备将数据放置于PLC中控服务器上的数据库中。

 MES系统的接口程序轮询接口数据表，读取未处理纪录，送向MES系统相应逻辑处理模块。

 MES接口程序读取MES逻辑处理模块的返回结果，写入接口数据表中。 PLC接口程序轮询接口表数据，操作PLC设备动作。

总装车间监控主画面图例

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通讯状态监控画面图例

Equipment Report – XXX XXX XXX

车身识别系统将利用设在车间内的条码扫描设备和R&F读写头，并在涂装车间的车身吊具和滑撬上安装R&F载体来构成车体跟踪系统（AVI）。整个AVI系统将由一台上位计算机进行控制并通过其显示器对车体位置、状态进行监控。同时AVI监控计算机也将做为MES或ERP系统的一

部分，可实时接收和反馈生产数据

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AVI工作流程:

1．AVI信 2．AVI产前印工 3．在装码身RF LineControllerPartIDWorkInstruction系统计算机接收从ERP或MES系统传送来的当日生产任务息，经过确认后存入数据库。

系统计算机将根据当日任务，通过设在焊装车围工段的VIN码打印机出车身唯一识别码，并人将VIN码贴在车身上。

焊车间出口处设置一台扫描仪，将经过此处的信息传送到车身缓冲区TAG数据载体上，缓冲

RF TagRS232LineControllerPartIDWorkInstruction生间打由

RS232条车的区计Base的传送链系统将根据生产划和涂装车间的生产状况对车身重新进行分配和排序。

RF Antenna & Tags 4．在前处理工位后；底漆和面漆喷漆室前都将设置RF 读写头用来读写车身上的信息。5．从总装到涂装的缓冲区也将采用同样的方法对车身重新进行分配与排序。

6．总装车间的一些关键工位也将设置一些条码扫描仪工作站，操作工可以通过

它来了解车体信息。

ControlLogix控制系统Rockwell Confidential

ControLogix 系统是一种高性能，易于使用的适合当今控制应用需要的控制平台,它的结构以独特的控制总线（ControlBus）底板作为整个通信系统的基础。控制总线（ControlBus）不采用传统的主－从通讯模式，而采用先进的生产者/消费者（Producer/Consumer）通讯模式，这种通讯模式同样应用于控制网（ControlNet）, 设备网（DeviceNet）和现场总线（FieldBus）。插在该控制总线（ControlBus）底板上的所有模块，包括网络、I/O、CPU 模块都是智能的，从而有了如下特色：    网络之间的通讯不需要处理器干预。

机架中可以任意配置和排列任何数量的CPU、I/O或通讯模块。

任何模块可以带电插拔而不会影响系统中其他模块的工作，这就使得我们维修故障模块时，系统的其余部分能照常工作。

 处理器不再巡检I/O，大大减轻处理器负担。

1790 DeviceNet CompactBlock I/O模块

1790 CompactBlock LDX I/O 是一种紧凑型的I/O单元，用于监控远离处理器的I/O设备。每个单元块都具有I/O电路,内置电源和一个内置的设备网(DeviceNet)I/O 适配器。在我方得设计方案将采用这种I/O模块来采集现场拉线开关的信号其具有如下特点:         节省空间

易于组态和维护

通用的灌电流/拉电流输入

扩展能力---最大支持3个扩展数字量模块 网络连接能力---设备网一致性完全测试

高性能---支持轮询,周期性或状态改变的信息传送 I/O类型

DIN标准导轨或面板安装

 选择D型插头(方便拆除)或固定的螺钉端子块

篇3：mes技术及其应用论文

1 MES的定义

MESA (Manufacturing Execution System Association 国际制造执行系统协会) 的白皮书对制造执行系统 (Manufacturing Execution Systems, MES) 所下的定义:“制造执行系统传递信息使得从下单到完成品间的生产过程能够最佳化。生产活动在进行时, MES使用及时、正确的数据, 提供适当的导引、响应及报告。针对条件改变立即快速反应的目的, 在于减少无附加价值的活动, 达到更有效的生产作业及流程。MES改善了设备的回收率, 准时交货率、库存周转率、边际贡献、现金流量绩效。MES提供企业与供货商之间双向沟通所需的生产信息。”

AMR (Advanced Manufacturing Research 美国先进制造研究机构) 将MES 定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”, MES为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源 (人员、设备、物料、客户需求等方面) 的当前状态信息。AMR 继1990 年提出MES 概念后, 1992 年又紧接着提出MES 三层模型, 如图1 所示。

从上述概念中, 制造执行系统是位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统, 它是为了解决上层计划系统与下层控制系统之间的信息通信而出现的。制造执行系统在计划管理层与底层控制之间架起了一座桥梁, 填补了两者之间的空隙, 可以为企业及时提供生产实时信息、优化生产、提高生产效率、优化资源配置的作用。

2 制造执行系统的功能结构

2.1 MES 的信息流

MES国际联合会在MES白皮书中也给出了在企业生产管理中ERP/MES/PCS层之间的操作、交互活动和信息流[3,4], 如图2所示。ERP系统根据客户订单制定产品需求和安排生产计划任务给MES系统, MES系统通过任务单和来自车间层的资源状态信息制订生产指令和控制参数给底层控制系统, 底层控制系统将生产现场的设备信息、工装信息和人员信息以及任务状态、设备状态和加工参数传递给MES系统, 使MES系统完成资源检查、在制品跟踪功能和控制加工过程功能, 并根据底层提供的信息对车间生产计划的制定、实时调度、现场控制指令等做出实时调整。同时, ERP系统可以查询订单状态, 在制品状态和其他性能数据以便作出符合实际的预测和决策。从时间因素分析, 在MES之上的计划系统考虑的问题是中长期的生产计划 (时间因子=100倍) , 执行层系统MES处理的问题是近期生产任务的协调安排问题 (时间因子=10倍) , 控制层系统则必须实时地接收生产指令, 使设备正常加工运转 (时间因子=1倍) 。它们相互关联、互为补充, 实现企业的连续信息流。

2.2 MES的信息交互

作为车间生产管理系统核心的MES可看作是一个通讯工具, 它为企业各种其他应用系统提供现场的数据信息。MES向上层ERP/SCM提交周期盘点次数、生产能力、材料消耗、劳动力和生产线运行性能、在制品 (Work In Process, WIP) 的存放位置和状态、实际订单执行等涉及生产运行的数据;向底层控制系统发布生产指令控制及有关的生产线运行的各种参数等;生产工艺管理可以通过MES的产品产出和质量数据进行优化;另一方面, MES也要从其他的系统中获取自身需要的数据, 这些数据保证了MES在工厂中的正常运行。例如:MRPII/ERP的计划数据是MES进行生产调度的依据;供应链通过外来物料的采购和供应时间控制着生产计划的制订和某些零件在工厂中的生产活动时间;销售和客户服务模块提供的产品配置和报价为实际生产订单信息提供基本的参考数据;生产工艺管理提供实际生产的工艺文件和各种配方及操作参数;从控制模块传来的实时生产状态数据被MES用于实际生产性能评估和操作条件的判断。总之, MES接受企业管理系统的各种信息, 充分利用这些信息资源, 实现优化调度和合理资源配置。图3反映了ERP/MES/PCS三者之间的信息流动和交互[5,6]。

2.3 MES与企业其他信息系统之间的关系

制造执行系统是面向制造过程的, 它必然与其它的制造管理系统共享和交互信息, 这些系统包括供应链管理 (Supply Chain Management, SCM) 、企业资源计划管理 (ERP) , 销售和客户服务管理 (Sales and Service Management, SSM) 、产品及产品工艺管理 (Product & Process Engineering, P/PE) 以及生产底层控制管理等管理系统。制造执行系统起到连接以上各信息系统的信息集线器的作用, 制造执行系统与以上各信息系统之间都存在着功能信息的重叠, 同时以上各系统之间也存在着功能信息重叠的关系。图4反映了MES与企业其他管理系统之间的关系[4]。

2.4 制造执行系统的功能模块

制造执行系统集成了车间中生产调度、质量管理、设备维护、过程控制等相互独立的系统, 使这些系统之间的数据实现共享;同时制造执行系统起到了企业信息系统连接器的作用, 使企业的计划管理层与控制执行层之间实现了数据的流通。制造执行系统的功能, 如图5所示[2,3]。

以上是MES系统本身具有的功能, 另外, MES要想起到企业其它信息系统的集线器的作用, 必须具有良好的集成性, 因此, 实现与其他系统的信息集成是MES的一个重要特性。

3 面向敏捷制造的MES—可集成MES (I-MES)

可集成MES通过将面向对象技术, 消息机制和组件技术应用到系统开发中, 充分结合传统MES的优点而发展起来的。通过采用高效的基础框架既大大增强了系统的集成性和适应性, 又能满足关键事物的处理。NIIIP/SMART协会 (National Industrial Information Infrastructure Protocols—Solution for MES Adaptable Replicable Technology) 为整个MES应用领域提出的一个分布式对象和信息交换模型, 如图6所示。代表了发展中MES的技术模型[4]。

从模型中可看出, 在面向对象的应用中, 每个对象都使用自身具有的功能和方法来操作数据, 分别完成系统的各种功能。而其它功能如:工作流管理, 产品数据管理, 知识管理等都从功能逻辑中分离出来。通过对象请求代理 (ORB) (如CORBA, COM/DCOM) 可使不同软件商的对象相互交换信息和进行互操作。NIIIP/SMART所描述的MES技术模型非常适合未来MES的商业应用特征, 一个分布式对象框架可以让各种数据和功能逻辑在使用时变得更加紧密。而且, 通过使用小巧简练的对象, 可使系统模型在不破坏相互关系的情况下方便地进行客户化定义。这些特征使实施的MES费用较低同时又具有良好的适应性和柔性。随着计算机技术的发展, 越来越多的MES、ERP、控制系统、产品数据管理、供应链管理和客户关系管理都是以对象的方式来编写代码的。只要它们遵守统一的ORB, 不管它们哪个开发商提供, 都可以进行无缝地集成。现有的应用系统 (Legacy System) 只要按正确的方法进行封装也同样能实现系统的即插即用。通过引入智能代理 (Agent) 可以有效地实现分布式MES的协同工作, 满足虚拟企业中MES应用的要求。从而实现敏捷制造模式对信息系统的要求, 既系统的可重构, 可重用和可扩展 (3R) 特性[7]。

4 结论

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。

参考文献

[1]严隽琪.基于网络的敏捷制造[J].中国机械工程, 2000, 1l (1-2) :101-104.

[2]张书亭, 杨建军, 邹学礼.面向敏捷制造车间的制造执行系统[J].新技术新工艺, 2000 (12) :2-4.

[3]MESA International.Controls Definition&MES to Con-trols Data Flow Possibilities[J].MESA International-White Paper, 1995 (3) .

[4]MESA International.MES Explained:A High Level Vi-sion[J].MESA International-White Paper, 1997 (6) .

[5]MESA International.MES functionalities&MRP to MESdata flow possibilities[J].MESA International-WhitePaper, 1997 (2) .

[6]于海斌, 朱云龙.可集成的制造执行系统[J].计算机集成制造系统—CIMS, 2000, 6 (6) :1-6.

篇4：mes技术及其应用论文

关键词： 康复评定技术 MES 教学模式 教学应用

MES（Modules of EmployableSkills，模块式技能培训）是二十世纪七十、八十年代由国际劳工组织研究开发出来的以现场教学为主、以技能培训为核心的一种教学模式[1]。它从职业具体岗位工作规范出发，侧重职业岗位工作能力，以岗位任务为依据确定模块，以从事某种职业的实际岗位工作的完成程序为主线，可称之为“任务模块”。

1.教学的设计

1.1教材的选用

一种特定教学模式的应用和推广，必然涉及教材、师资、教学设备等配套设施建设。我们选用的是华中科技大学出版社出版的《康复评定技术》，由我校和十余所国内高职院校康复教学经验丰富的教师按模块式教学法编写，能切合高职康复教育和学生现状，转变传统教学过程中以教师为中心、以学生为中心的教学模式，担任课程教师为具有多年教龄的教学经验丰富且为配套教材的主编和副主编的教师，教学设备齐全，教学设施丰富。

1.2模块分割

根据临床康复评定技术和教学大纲要求，将康复评定技术分为七个模块，“认识康复评定”模块、“躯体功能评定”模块、“日常生活活动能力评定”模块、“精神心理功能评定”模块、“言语与吞咽功能评定”模块、“生活质量与社会功能评定”模块、“临床常见疾病康复评定”模块。每个模块中有若干项目，每个项目又设置有项目要求、工作任务、背景知识、项目实施和知识拓展五个部分，且都由案例引导出工作任务，案例解析帮助学生巩固学生所学内容。

1.3具体教学方式

1.3.1介绍相关背景知识，确定任务。教师授课前认真备课，对相应知识点和实践操作方法做到心中有数，分析教学内容，确定教学目标、内容、重点、难点、疑点，找准教学切入点，考虑学生的心理特征和兴趣爱好，确定相应的教学任务。

1.3.2划分小组。根据班级人数划分为三五人的小组，推选组长，并要求组长分配各组员任务、带领组内学生课前完成相关知识的预习和相关资料的查询。

1.3.3分组实施。如运动控制功能评定这一项目中，先向学生阐述任务要求，具体讲清任务，可根据脑中案例创设情境，学生扮演不同角色，让学生实施，教师作为指挥者和调度者随时进行指导，鼓励学生拓宽思路找方法，尤其是有困难的学生，旨在使每个学生都顺利完成任务。

1.3.4组长总结，教师点评。学生完成任务后，各小组组长依次对完成的任务情况进行总结汇报，其他小组提问或对实施任务过程中的问题进行讨论，最后教师点评，并集中对问题进行答疑。教师在点评过程中注意多褒奖，以激发学生下一轮学习兴趣，并注意根据学生完成任务过程中的表现随时调整学习难度和任务，以达到既不挫伤学生学习积极性，又不断提高学生整体能力水平的目的[2]。

2.体会

2.1学生的学习兴趣和学习能力得到提高

学生在整个教学过程中要主动完成某项任务，且与其他组学生形成竞争，有利于学习兴趣提高，并且学生事先为完成任务需要自行查阅相应资料，学习相关知识，提高学生的学习能力。

2.2学生相关理论知识得到巩固、实践操作能力得到提高

模块式教學中案例教学、情景教学和角色扮演有助于学生理解相关理论知识，更易于掌握且记忆更牢固[3]，实际动手操作使学生利用掌握的理论知识解决实际问题的能力、动手能力得到增强，技能更专精、熟练，技能训练更高效[4]。

2.3学生团队协作能力和与人沟通能力得到培养和提高

学生走出校门进入社会需要团队合作精神，与病患打交道也需要很好的沟通能力，通过分组完成任务、小组成员任务分工的方式，大大提高组内学生的团结协作精神[3]；通过角色扮演、情景教学可大幅提高与病患沟通的能力。

2.4教师教学水平得到提高

模块式教学需要教师充分了解学生，全面考虑学生的思想表现、学习成绩、性格爱好、结交的朋友等特点根据优势互补的方式进行分组；还要充分了解教学内容和相关知识，不断扩宽自身知识面；另外，教师还要提高自身课堂管理能力，使学生在教师的指导下，在灵活、生动、和谐的课堂氛围中顺利完成学习任务，达到学习要求。

参考文献：

[1]石伟平.比较职业技术教育[M].上海：华东师范大学出版社，2001.

[2]周小楠，董群，刘辉，等.模块式教学法在医学免疫学中的应用[J].医学理论与实践，2015，28（12）：1673.

[3]肖新丽，杨晓斌.模块式教学法在老年护理教学中的应用[J].护理学杂志，2008（14）：70.

篇5：mes技术及其应用论文

很多的人认为有了ERP系统,MES系统就不用引进了，这种观点对吗。我们知道ERP系统是生产计划管理层，而MES处于ERP系统和生产执行层的中间，是制造执行系统。很多的企业，ERP系统和MES系统是一起引进的。因为每一个ERP项目都需要一个MES功能。MES系统的功能很多都是要靠ERP系统的配合才能完成的。理由有很多，下面就来具体的看看原因。

一：ERP上微小的变动会造成大影响.ERP级别上的策略和市场改变造成的影响几乎是生产级别上的变动的10倍。因此，应该专门制造一个生产系统，用于管理生产过程中产量和生产速度的变化。

二：ERP不是车间级产品。尽管ERP系统包含着生产执行的功能，但目前没有一个ERP系统可以实现每生产一件就更新一次的功能。车间生产系统和ERP系统对“实时”的解释不同：ERP是从典型的企业战略管理角度上解释，而MES则是生产过程的实时概念。生产系统需要作为一个满足客户，监管机构，供应商以及内部员工的不断变化的需求无缝的整体。这，显然更适合MES的概念。

三：供应链需要在战略或商业级以上的层次整合起来。如今，公司间的竞争已经不仅仅是两个公司之间的事了，而是两条供应链之间的事。这也意味着提高效率不仅要从战略或商业层面上进行改善，而是要从整个供应链改善。信息整合只能从车间级开始的各个层次开始整合起来。只有具备及时，准确的信息流。供应链才能高效的运转起来。

四：ERP所提供的信息和生产人员所需的信息不同。不同需求的员工不仅信息不同，而且所需信息呈现的方式也不同。传统的ERP项目的界面是为那些分析，决策者设计的。在生产部门中，由于变化更快，应该更快的呈现这种变化。生产过程中，通常不会去分析过时的静态数据，而是会去分析正在发生的信息以及趋势。不同职位的人，需要的信息种类不同，系统呈现的方式也就不同。

五：对于企业的生产中，很多的时候ERP系统扮演的计划的制度者，而MES系统则是一线的主管，从决策层来领取生产计划，交给MES系统执行，将生产中的信息及时反馈给计划层。前者用来策略制定，而后者则是操作层面上的东西。知道怎么做的人给知道为什么的人做事，知道为什么的人需要知道怎么做的人实现他们的想法。这是一种很重要的互相依存的关系，因此企业在实施MES系统时，最好是MES和ERP系统一起实施。

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篇6：mes技术及其应用论文

随着制造业信息化建设的展开，很多企业已经重视并有效地应用了以MRP IFERP 为代表的企业资源计划管理软件和以监控和数据采集为主的生产过程监控软件。在目前的ERP 系统中，资源和计划管理是重要功能，但几乎不涉及车间内部具体生产活动的管理(如生产单元间的资源调配、计划执行、生产监督等)。企业生产管理软件和制造单元控制软件之间不能有效集成，上层ERP 软件系统精确的生产数据不能从生产车间得到支持，而制造控制单元又常常不能及时得到指令来调整工作状态，形成了上层信息不能直接传输到生产和设备控制系统的局面，严重影响了制造企业生产和信息化的进程。20世纪90年代发展起来的企业制造执行系统(MES)打通了这一瓶颈，并已得到学术界、工业界的普遍重视和认可，成为企业信息化的热点之一。制造执行系统(MES)

EPR(企业资源计划管理)，JIT(准时成产)及OPT(最优生产技术)等理论和方法以及基于这些理论和方法的生产管理系统，为企业的生产管理提供了有效的方法和工具。ERP，JIT及OPT等强调企业的计划性，生产管理则强调生产计划的执行性及生产现场数据的采集和反馈，因而，生产管理和控制必须寻求新的模式。20世纪90年代，美国先进制造研究机构(AMR)提出了制造执行系统(MES)概念。国际MES协会对MES的定义为:MES使用实时精确的数据，优化从订单到产品完成的整个生产过程，对工厂的全部生产活动进行指导、反映和报告。

通过对变化情况的快速反应，减少无附加值行为，提高工厂运行和处理的有效性。MES能够提高投资回报、提高利润率、加快资金的流通和减少库存。美国国家标准协会(NIST)对MES的定义为:从生产计划/工单下达到成品产出的整个过程中，采集所有软件和硬件数据，保证能够完成生产管理以及生产优化。

MES解决了生产作业计划的制定、执行和生产指挥调度，生产过程中的突发事件的处理，生产过程中的工艺标准的执行，产品质量的控制，设备运行情况的掌握，产量、在制品、生产消耗的统计，生产线人力资源状况，原料、材料、成品的库存等生产管理者最关心的问题。

MES系统的基本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，产品跟踪和清单管理，性能分析和数据采集等，具体如图ME S在计划管理层(EPR)与底层控制(CP)S之间架起了一座桥梁，其功能如图2所示。一方面，MES可对来自MPR IFEPR 的生产管理信息进行细化、分解，形成操作指令传给底层;另一方面，MES可以通过Pcs采集设备、仪表的状态数据和控制资源的实时动态管理，将制造系统与信息系统整合在一起，把生产状况及时地反馈给计划层，进行作业的动态调度，形成ERP/MES/PCS3层为核心的企业信息集成系统。MES在制造业信息化中的应用

企业制造执行系统的建设是企业信息化发展的关键环节，是企业从工艺控制、制造过程控制向信息化与全面综合自动化发展的必然之路。现在，制造业信息化系统已从初级的MIS发展到以生产控制、调度、优化、营销、经营和决策等为一体的企业综合控制自动化系统，企业的框架结构由经营层ERP 系统、生产层MES系统及控制层PCS系统组成。MES作为执行机构，对生产命令下发到产品完成的整个生产过程进行优化，实时地将生产过程信息反馈给上层系统，其时间维度主要集中在班组和生产执行部门。提升管理水平

制造企业在实施MES以后，生产管理将会上升到一个新的水平，归纳起来主要有:

(1)提高了生产管理的技术含量和企业的信息化水平，适应现代化企业生产管理需要。

(2)根据生产现场的实时数据进行排产和调度，提高了排产和调度的效率。

(3)提高了生产管理的实时性、科学性。

(4)实现了物料跟踪。

(5)加强质量控制。

(6)为计算生产成本提供了依据。

(7)为建立数字化企业提供了坚实的基础。

效益分析

制造执行系统国际联盟组织MEAS调查结果表明，企业实施MES以后，带来的效益主要表现在:

(1)生产周期缩短45%(6%的被调查企业)。

(2)数据输人工作减少57%(6%的被调查企业)。

(3)半成品的积压减少24%(57%的被调查企业)。

(4)交接班的纸面工作减少16%(36%的被调查企业)。

(5)缩短生产提前期35%(36%的被调生产过程进行优化，实时地将生产过程信息反馈给上层系统，其时间维度主要集中在班组和生产执行部门。MES系统的实施

3.I MES在中国的现状

目前，在企业信息化中起呈上启下作用的MES主要停留在MES思想、内涵以及体系结构方面的研究上，软件开发和应用还比较薄弱。我国对车间层、单元层的研究大都偏重控制模型的研究，很少从MES角度研究开发面向制造过程的集成化管理和控制软件。在MES技术研究上，国内外差别并不是很大，但在应用上大多还停留在制造设备的集成、状态监督和控制阶段，MES产品开发和应用还处于起步阶段。

目前，MES主要应用在电子、汽车、食品及医药加工等离散制造企业。国内MES市场还处于刚起步阶段，应用面窄量少。通常制造执行系统是以ERP 与企业自动化设备集成为主要目标的。3.2 如何实施MES系统

企业经过项目立项、论证并决定实施MES系统后，应对MES的实施进行总体规划，确定总体目标，对实施工作做出总体安排囚。MEs的实施进程如图3所示。

(1)成立MES项目实施小组。MES的实施涉及到企业生产过程的各个环节，部门与人员之间的协调十分重要，因此成立项目小组是必要的。项目小组主要完成MES项目的规划、组织、协调和培训工作，确保项目按计划、分步骤地顺利实施。项目组成员应全程参与MES的实施，配合与协调项目工作的进行，负责具体的项目实施工作。政策的贯彻执行通过高层管理人员直接渗透的，实施MES要有高层管理者的支持，每个部门要有管理者来负责公司决策的实施。

(2)选择MES供应商。选择适合企业的管理软件、寻求有实力的软件公司作为供应商是前期的重要工作。应选择技术力量雄厚并且熟悉企业业务流程的软件厂商合作，并着重考察软件商解决实际问题的能力，另外，要考察软件供应商的生存能力。

(3)业务流程重组与系统开发。实施MES后，企业的生产管理模式会有很大变化，必须对企业的业务流程进行重组，对于职能重叠的部门合理分工、明确职责，这样才能保证信息及时处理，使MES系统达到最好的运行效果。由于每个企业的情况不同，一定要配合软件厂商做好MES的业务需求调研工作，这样，厂商才能开发出真正适合企业的MES软件系统。

(4)全面的人员培训。MES实施涉及到计算机、企业管理及车间现场操作等人员，这些人员的知识层次、业务水平、对MES的认识及计算机应用水平均有差别，为保证MES顺利实施，必须对相关人员进行培训。一是要培训员工对MES的了解、认识与操作;二是要学习现代生产管理方式，转变观念、优化工作方式;三是重点培训项目组成员，让他们到企业外面参观培训，切实保证培训效果。

(5)重视数据准备。MES系统强调生产管理与协调，与生产相关的基础信息(如物料、设备、工艺路线及质量标准等)必须录人计算机，并针对这些数据建立科学的编码体系。基础数据的准确与完整是MES系统运行的基础，必须把数据准备工作做好、做细。

(6)模拟运行与用户化。MES系统开发基本完成后，应进行计算机模拟运行，测试模拟运行效果，发现问题及时修改完善程序。在模拟运行期间，企业的计算机技术人员应该全程参与并接受软件供应商的培训(包括系统、数据库、开发工具、服务器及网络等)，使计算机人员尽早掌握MES系统的维护方法;然后进行现场模拟运行，培训MES用户，最后进行考试检测，以了解用户应用MES系统的水平。

(7)EMS系统试运行与系统切换。系统试运行期间会发现很多新问题，这时要找出问题的原因，提出间题的解决方案，对软件进行维护完善，然后再试运行、发现问题和解决问题，直到MES系统能够稳定运行。在该过程中，对计算机人员、管理人员及用户的培训要持续进行，尽早使企业的人员能正常使)用和维护MES系统。经过一段时间运行后，MES系统运行稳定，就可以进行系统切换正式运行了。结束语

篇7：软交换技术及其应用

从图中可以看出，它的功能非常类似于现行电路交换传送系统间的交换／长途网，C4交换机用软交换系统和一组中继网关的组合体所取代。中继网关自身是由软交换技术利用主／被叫协议控制，这个协议就是与来自某个具有指定源／目的的RTP／UDP／IP流的电路交换机的一个指定时隙相关的MGCP／IPDC协议。

软交换技术作为呼叫处理的组成部分，其标识要被用来终结该呼叫的最有可能的出口网关，并利用这个信息来命令中继网关执行所指定的功能，亦即软交换技术能够通过选择一个最小代价的路由来完成每次呼叫，以使所选择的出口网关最接近目的电话。于是，就完成了原有通过电路交换网执行的呼叫操作功能。

接入网关既可以终结ISDN的PRI，也可以终结来自企业PBX的CAS信令。这种接入网关能够被软交换以基于分组电话协议的多种方式进行控制；对于基于H．323协议的网关，软交换能够像一个H．323网关那样动作；如果接入网关隧道PRI（Q．931）或CAS信令返回到软交换，那么软交换还能够使用像MGCP／IPDC协议以更好的方式控制接入网关。这也体现了软交换技术处理接入网关的能力。

软交换技术通过SIP协议接到电缆网络上，以支持企业的 IP PBX及IP电话。它还能够通过TCP／IP协议接入SCP，也可通过TCP／SCCP协议接入到SS7网络上，使无缝互连成为可能。

7 基于软交换的下一代网络中需要继续关注的主要问题

虽然基于软交换的下一代网络是一个比较完整的网络解决方案，可以应用在各种通信领域，但由于其技术新，目前的解决方案大多处于实验阶段，尚未形成大规模应用，许多问题仍需要继续关注，如QOS、网关、安全性、业务提供方式、与现有网络的有机结合等问题。

1．QOS问题

对任何网络来说，QOS的保证都是一个非常重要的问题。从根本上说，软交换本身并不能解决QOS问题，而是靠其承载网络来保证服务质量的。承载网络目前有两种方式：ATM和IP。对于ATM的承载网络来说，其本身就有很强的QOS机制。但是，对于IP的承载网络来说，如何解决好QOS问题。在基于软交换的下一代网络中是一个非常关键的问题，因为从目前厂家的设备开发情况和网络发展的总的趋势来看，以IP为承载网络应该是大势所趋。

2．软交换网络的管理

从软交换目前的实现情况来看，大部分都采用SNMP协议作为软交换系统的网管协议，但SNMP网管系统具有一定的局限性，SNMP网管以静态管理方式为主，无法针对各种不同业务的需求变化进行综合管理。由于SNMP采用的是基于UDP的承载方式，因此不能很好的保证网管信息的可靠传输。同时，基于软交换的下一代网络提供的是实时业务，而要求网管系统必须具有一定的QOS管理能力。但目前基于软交换的网管系统处理这方面的能力比较差，还需进一步的改进、完善，才能满足用户对服务质量的要求

3．软交换涉及的协议尚需继续完善

软交换网络的各个网络接口之间采用开放的协议进行通讯。但是，目前不论是从协议的制定情况，还是各个厂家的开发情况来看，接口的标准化还不完善，大多数协议还处于扩充完善阶段。因此，离最终的开放网络还需要有一段时间。

篇8：造船MES研发及其标准化

制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES) 位于计划层和过程控制系统之间,是车间执行层,能够优化生产运行和控制,提升生产管控能力,减少制造过程中的不确定因素,提高原材料利用率和产品质量合格率[1,2,3]。目前,美国仪表学会发布的ISA-95 标准及对应的国际标准ISO/IEC 62264 企业控制系统集成是规范MES的标准框架,理论上具有较强的普遍性和归纳性,但在实际应用方面还需要细化定义MES软件的功能架构、接口、研发方法、测试、质量控制、实施、评价等规范。

1 造船生产管理业务

1.1 业务特点

船舶制造的生产组织方式不同于制造业其他产品的生产方式,是极为特殊和复杂的。船舶产品完全依客户需求而设计,属于按订单设计(ETO),单件/ 小批量生产。

(1) 产品复杂,生命周期长,生产管理难度大。通常船舶产品的物料清单(BOM) 多达十几层,一般的层次结构为巨型总段、总段、分段、组立、零件等。由于产品的性能要求和结构特点是根据用户特殊需要提出来的,企业接到一个订单后,需要按用户提出的要求单独进行设计,产品设计完成后需要进行生产技术准备,解决工装设计制造和工艺路线制定,因此生产技术准备时间及加工的周期都很长。管理上要求按计划完成制造、总装和调试,在保用期内提供及时的服务,船舶售后维护多达十几年,要保证足够的人力资源和备品备件。

(2) 实行并行工程,边设计、边生产、边变更。传统产品生产是在产品设计、工艺设计完成后再进行生产准备、物资采购、生产制造,是一个串行作业。但船舶制造由于设计周期长,生产准备周期也很长,为了缩短整个生产周期,就需要采用并行工程。同时在生产制造各个环节都存在变更,引起生产、物资、工艺等关联影响,增加了管理的复杂度。

(3) 关键资源的约束性。关键生产设备( 如龙门吊、船台) 常常只有一台,其加工能力和生产进度决定了整个产品的生产周期和交货期,是企业生产的瓶颈。这些制造资源中的瓶颈资源称为关键资源,关键资源的约束性是造船生产的突出特点。

(4) 物资无安全库存。单件/ 小批量生产所用的物料都是专项专用,库存储备为零,没有安全库存,通过采购提前来保证生产进度。

1.2 关键业务需求

(1) 以统一的编码体系实现物料基础数据的有效管理

建立和完善产品、零部件、工装、原辅材料等物料的编码体系,在产品设计、生产设计、生产、采购、质量、营销、财务成本管理等业务中共享物料编码数据,实现全公司的物料编码的唯一性,解决长期存在的物料编码不统一、不唯一带来的管理损失。

(2) 以产品数据整合为主线,实现设计、工艺、生产、采购、库存管理集成

针对产品结构的复杂性和物料数据的海量性,建立贯穿产品设计、生产设计、生产管理、采购、质量、营销各业务系统间的统一底层基础物料管理,以此为基础构建产品设计BOM、生产设计与制造BOM的配置管理集成,通过产品设计与生产设计的一体化运行,生成产品的制造BOM,为生产提供准确、及时的技术工艺数据源头,从而实现产品BOM在产品生命周期中的数据流转与信息集成。

(3) 以合同项目管理为手段实现设计和各类生产计划的集成管理

采用合同项目管理,实现对整个设计、生产节点计划、技术/ 生产准备计划、生产主计划的集成管理。各业务部门根据项目和计划的层次自顶向下的维护与自己业务相关的合同项目计划,及时收集和反馈项目任务计划的编制和完成信息,从而实现合同项目计划主线的业务过程集成,提高计划任务的透明性、可预见性、及执行的协同性,解决船型产品结构复杂、物料种类多、设计制造周期长、主干业务和计划难于协同管控的问题。

(4) 实现一体化的生产计划管理,提高计划编制的科学性和有效性

基于号船的单项目管理与基于多船的项目群综合管理相结合的计划制定模式,实现精细化生产计划管理。建立一个遵循统一流程的计划制定共享平台,所有的计划都基于这个计划共享平台,采用统一的流程进行制定和管理主计划、搭载网络计划、先行中日程计划、后行中日程计划、制作中日程计划、小日程计划等。

(5) 通过物料需求计划为主体的多模式采购策略,降低采购和库存资金占用

以物料需求计划为主,结合市场物资供应和价格波动情况,以及物料的不同分类和属性,实施灵活的采购策略,如按物料需求计划采购、提前期采购、紧急采购、安全库存采购、批次采购等。并按生产计划的执行情况,实现采购资金的预算控制管理,达到既满足生产物料需求,又大大降低采购和库存资金的目的。

(6) 自动采集成本数据,及时准确核算成本

将传统成本核算方法与作业成本法相结合,对部分工序、部分费用的分摊采用作业成本的思路,建立分级成本核算体系,从相关业务系统自动采集成本数据,实现成本核算及时、准确和精细化,为产品成本控制和持续改进提供可靠数据支持。

2 造船MES系统实现

2.1 功能架构

采用中间件、面向服务等先进技术和思想,使用数据库集群和网络负载均衡技术,建立高可靠、高性能和可扩展的企业级应用与开发平台,同时支持C/S和B/S架构,可以灵活部署在Oracle、DB2、SQL等主流数据库上, 以及Windows、AIX、Linux等操作系统上。造船MES包括11 个应用功能模块:数字化工厂模型、设计工艺数据管理、工程计划管理、工程工时管理、作业计划管理、生产实绩管理、质量管理、仓库管理、现场设备管理、工器具管理、生产管理门户。详见图1。

2.2 功能说明

(1) 数字化工厂模型

负责建立各种制造资源的数字化模型,是整个生产管理信息化系统的基础数据和核心,也是企业内部所有相关应用系统集成和数据交换的基础。通过分析流程和流程中相关的业务数据,准确地描述工厂关键增值业务数据及关键辅助业务数据,包括通用基础数据、制造资源数据、物料基础数据等功能。

(2) 设计工艺数据管理

规范设计和工艺数据的发布管理,避免数据不一致、不及时等问题。同时按照生产实际需求对原始数据做二次加工,使设计工艺数据满足生产的需求。包括设计工艺基础数据、船体数据管理、舾装数据管理、涂装数据管理、生产物量管理等功能。

(3) 工程计划管理

构建统一的工程计划管理平台,实现单船及多船间的生产计划与生产技术准备计划的横向关联、生产计划和作业计划的纵向关联管理。针对ETO生产模式,融合传统的项目管理和生产计划管理,在产品工作分解结构(Work Breakdown Structure,WBS)模板中定义各类计划的WBS模板项,将产品工艺对应到产品项目管理,进而帮助业务人员编制出具体、可执行的生产作业计划,实现生产设计与生产管理的一体化。包括计划运算引擎、一体化计划管理平台、建造线表管理、生产计划管理、技术准备计划管理、生产准备计划管理等功能。

(4) 工程工时管理

实现对船舶建造过程的工时、物量以及劳动力使用状况的综合管理。通过对工时的科学管理,提升工程计划合理性、优化人力资源的配置,最终实现人力成本的优化与控制;同时提供工时汇总及分析,为决策支持提供必要数据。包括工程分解、工时分拆与优化、工作包/ 工单计划、人员需求与调度、外包外协与绩效考核等功能。

(5) 作业计划管理

船舶建造属于劳动密集型生产作业,生产过程中作业人员的影响因素较多,生产计划的稳定性较弱,所以生产部门需要不断的调整作业计划,保证计划对现场作业的指导意义。包括月度计划管理、周度计划管理、日派工管理等功能。

(6) 生产实绩管理

为了更全面地反应生产现状,结合船舶建造的特色,从作业人员、作业计划、生产物料以及设计信息等多方面进行实绩信息反馈。包括工时日报、计划完工、生产物料实绩、生产物量实绩等功能。

(7) 质量管理

实现原料及产品从任务分配、质量设计、质量数据收集、生成质量证明文件等全过程业务管理,对关键质量问题与质量事件进行跟踪、纠正和准确回溯,与周边系统进行数据集成和业务协同。包括质量标准、过程检验、成品检验、质检数据收集、质量判定、合格证等功能。

(8) 仓库管理

记录并跟踪物料在企业内部流转的各个环节,对库存物品的入库、出库、移动、盘点等操作进行全面的控制和管理,通过设置合理的安全库存量来有效抑制库存过高,减少库存资金占用,降低维护风险,以及有效的利用仓储空间。

(9) 现场设备管理

船舶建造过程自动化设备较少,需要生产人员操控设备进行生产作业。生产瓶颈设备的点检、保养对生产作业会产生一定的影响,编制点检保养计划时需要参考生产作业计划。包括基准管理、点检管理、检修管理、状态管理等功能。

(10) 工器具管理

对生产现场所使用的工装器具,低值易耗品等物资进行精细化管理,提高工具利用率的同时也起到降低成本的作用。

(11) 生产管理门户

按权限分类查看生产管理的各类信息,包括各类计划报表、电子看板、统计分析报表以及产品履历信息等内容。可以跟踪各种要素及执行具体任务所需的时间,提高计划制定、物流优化、库存周转、现场执行等管理能力。

2.3 工程项目应用

造船MES应用于中船江南长兴造船基地,效果如下:

建立一体化生产计划体系,以订单管理为主线,实现设计准备计划、生产准备计划、生产计划、外协计划的协同;

合理制定生产计划,及时跟踪计划执行状况,适时进行生产计划的调整和完善;

精细化现场管理,提升班组管理水平,实现班组作为计划执行及实绩反馈的最小单位;

以产品、场地等维度提供数据、图形等多种方式的生产实绩看板。

详见表1。

3 MES标准化探索

依据工信部2012 年第一批行业标准制修订计划,上海宝信软件股份有限公司承担了《制造执行系统(MES) 规范第12 部分:造船行业制造执行系统软件功能》标准的制定工作。宝信软件借鉴ISO/IEC62264 国际标准,充分调研国内产业的实际需求,提炼符合国内产业实际情况的造船行业MES标准。

对应ISO/IEC 62264 给出的制造运行管理活动模型和对象模型,构建应用软件系统—制造执行系统(MES),提供可以重复使用的功能构件。MES系统通常应包括八个功能构件组,与造船MES功能模块之间的对应关系如表2。

4 结语

造船MES是信息化支持管理创新的重要手段,能够推动造船企业应用现代造船模式,真正实现造船强国。本文在开发应用符合国内产业实际情况的造船MES软件和标准方面进行了探索。

参考文献

[1]李春磊,王晶,陈泽.离散制造车间系统分析与模型构建[J].现代制造工程,2011(04):5-9.

[2]毕英杰,欧阳树生,徐端,等.制造执行系统(MES)标准体系架构研究[J].信息技术与标准化,2010(07):54-57.