本文闡述了MES系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)、MES系統(tǒng)功能以及實施效益，為更多的行業(yè)企業(yè)應(yīng)用MES系統(tǒng)提供參考。
一、MES的定義
美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)（AMR）將MES定義為“位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)”，它為操作人員管理人員提供計劃的執(zhí)行跟蹤以及所有資源（人、設(shè)備、物料、客戶需求等）的當(dāng)前狀態(tài)。制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會對MES所下的定義：“MES能通過信息傳遞對從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠發(fā)生實時事件時，MES能對此及時做出反應(yīng)、報告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過程，從而使其既能提高工廠及時交貨能力，改善物料的流通性能，又能提高生產(chǎn)回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。
二、MES系統(tǒng)體系架構(gòu)
MES系統(tǒng)自用戶功能匯總層向生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集層一般為五個層面：用戶功能匯總層、功能分析子系統(tǒng)層、功能應(yīng)用子系統(tǒng)層、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管控層和生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集層。
1.數(shù)據(jù)層
能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理以及后續(xù)的存儲，其作用分別為：PHD主服務(wù)器對于各裝置和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲；PHD緩沖服務(wù)器主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理；Oracle Server保存PHD實時數(shù)據(jù)庫的配置信息，與PHD主服務(wù)器一起作為Web應(yīng)用平臺的數(shù)據(jù)源。
2.Web應(yīng)用層
Web Server裝有基于.NET框架的Workcenter PKS軟件，用來發(fā)布裝置流程圖、趨勢圖和報表等生產(chǎn)信息；SQL Server保存Workcenter PKS的配置信息，也用來保存Web應(yīng)用數(shù)據(jù)。主域控制器為Web應(yīng)用提供了基于域的安全管理機(jī)制，只有域用戶才具有訪問該Web站點(diǎn)的權(quán)限。備份域控制器作為主域控制器的備份，為系統(tǒng)的安全驗證提供雙重保障。
3.客戶層
客戶層提供一個Web界面來實現(xiàn)企業(yè)用戶對數(shù)據(jù)庫的實施訪問，通過IE瀏覽器，企業(yè)生產(chǎn)管理、調(diào)度以及分廠人員都可以對相應(yīng)的生產(chǎn)信息加以了解。
三、數(shù)據(jù)采集
1.控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集
制造企業(yè)的現(xiàn)場級自動化控制系統(tǒng)所采用的DCS系統(tǒng)及其配套的遠(yuǎn)程站的輸入、輸出模塊及通訊元件，使用工業(yè)級監(jiān)控軟件作為人機(jī)交互監(jiān)控軟件。AS控制站、Engineer站和Server站相互之間進(jìn)行通訊物理連接形成Industrial Ethernet控制網(wǎng)（工業(yè)以太網(wǎng)），通訊介質(zhì)采用光纖和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。AS控制站安裝在DCS控制柜內(nèi)是生產(chǎn)控制系統(tǒng)的主要信號輸入輸出的處理單元，其下級連接的專用輸入、輸出模塊可以完成整個制造過程控制的數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場設(shè)備的動作控制。
2.數(shù)據(jù)矯正
MES的采集系統(tǒng)是將一級執(zhí)行單元的集散控制系統(tǒng)（DCS統(tǒng)）、智能電力設(shè)備儀器等能采集制造企業(yè)的各種生產(chǎn)參數(shù)通過通用數(shù)據(jù)通訊協(xié)議（如OPC通用協(xié)議）或者選用專用數(shù)據(jù)硬件采集器采用網(wǎng)關(guān)工控機(jī)的形式進(jìn)行信息的接收和上傳，并采用單向傳遞技術(shù)給發(fā)送至實時數(shù)據(jù)服務(wù)器。實時數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)工控機(jī)接口以UDP壓縮數(shù)據(jù)的方式傳輸?shù)缴霞壍木W(wǎng)絡(luò)控制層的服務(wù)器。
四、MES系統(tǒng)功能
1.生產(chǎn)計劃與排產(chǎn)
為了使客戶需求產(chǎn)品能夠按時交付，并最大水平的發(fā)揮產(chǎn)能，MES系統(tǒng)進(jìn)行有效的計劃編制和產(chǎn)能詳細(xì)調(diào)度。特別那些按訂單需求生產(chǎn)的企業(yè)，由于客戶訂單變化性和多樣性，MES系統(tǒng)可以有效適應(yīng)訂單、節(jié)約成本和產(chǎn)能。
2.數(shù)據(jù)趨勢管理
相對于現(xiàn)場級的由儀表采集數(shù)據(jù)的實時趨勢曲線和歷史數(shù)據(jù)，MES系統(tǒng)更注重現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的匯總和分析，MES系統(tǒng)會自動分析某個生產(chǎn)參數(shù)通過對比一段時間的某一個或相關(guān)某幾個數(shù)據(jù)變化，分析出該部位工藝生產(chǎn)可以出現(xiàn)的問題對企業(yè)管理者的決策提供數(shù)據(jù)支持。
3.能源管理
能源管理以能源介質(zhì)為基本對象，通過建立各種介質(zhì)的能源管網(wǎng)和能源節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建企業(yè)能源拓?fù)淠Ｐ?，建立以能源管網(wǎng)為平衡中心的平衡體系，通過核算單元體系進(jìn)行能源核算，為能耗統(tǒng)計和ERP完工確認(rèn)提供有效數(shù)據(jù)支撐。能源管理模塊主要包括企業(yè)能源數(shù)據(jù)采集、能源節(jié)點(diǎn)計算、管網(wǎng)產(chǎn)耗平衡、能耗統(tǒng)計和ERP支撐等5項功能。
4.安環(huán)管理
MES系統(tǒng)通過建立自身的電能計量臺賬，并對企業(yè)總體風(fēng)水電氣的使用和消耗進(jìn)行統(tǒng)計，對網(wǎng)絡(luò)使用成本進(jìn)行核算，整體監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)過程和日常經(jīng)營過程中的能源使用情況，對計量儀表參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析，以周、月、年為周期進(jìn)行統(tǒng)計并優(yōu)化能源使用。
5.物料追蹤
通過數(shù)據(jù)采集會生成產(chǎn)品的出廠時間、地點(diǎn)、生產(chǎn)批次、原料信息、發(fā)出者、接收者等大量的信息，若某批次產(chǎn)品出現(xiàn)問題時，方便逆向追蹤或?qū)徲嫞瑴p少制造商的損失，從而提高客戶的滿意度，實現(xiàn)更好的服務(wù)。
6.質(zhì)量管理
為了實現(xiàn)全面質(zhì)量管理，MES系統(tǒng)可以記錄和分析從供應(yīng)商、原料到售后服務(wù)的整個產(chǎn)品的生產(chǎn)和生命周期，并可以嚴(yán)格控制整個生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題，使不良品率能有效地降低。
五、結(jié)束語
如今在生產(chǎn)制造業(yè)中MES系統(tǒng)已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)對系統(tǒng)的依賴度也有所提高，該系統(tǒng)在企業(yè)發(fā)展中具有良好的發(fā)展前景，但是目前MES系統(tǒng)還存在一些問題，比如信息化程度不高，通用性差等，而且隨著信息技術(shù)的發(fā)展，對于信息計劃系統(tǒng)的要求越來越高，因此未來將學(xué)科滲透以及系統(tǒng)集成度開發(fā)將成為企業(yè)發(fā)展趨勢。
