一,、制造執(zhí)行系統(tǒng)的起源
在1980年代初期,相對獨立的生產(chǎn)職能區(qū)域(例如生產(chǎn)計劃,,人員管理,,質(zhì)量保證)配備了專用的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。
這些數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)(例如生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集PDA,,計算機輔助質(zhì)量保證CAQ,,分布式或直接數(shù)控DNC等)是高度專業(yè)化的并且彼此獨立。
直至1990年代,,此類系統(tǒng)的供應(yīng)商開始將相關(guān)領(lǐng)域的功能“組合”起來,,從而出現(xiàn)了“組合系統(tǒng)”。例如生產(chǎn)人員直接在PDA上記錄,。隨著這些組合系統(tǒng)的興起,,可以為制造公司的許多職能部門建立一個數(shù)據(jù)收集和評估系統(tǒng)。
但是在實際管理過程中,,生產(chǎn),、質(zhì)量、人員和設(shè)備是緊密相關(guān),,無法真正分開,。為實現(xiàn)更高運營目標,制造業(yè)對系統(tǒng)整合的需求也隨之增加,,他們需要一個緊密集成來自生產(chǎn),、質(zhì)量、人員和設(shè)備的數(shù)據(jù)系統(tǒng),。最終集成的系統(tǒng),,就是我們現(xiàn)在稱為制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的東西。
隨著制造業(yè)意識到使用軟件連接生產(chǎn)與企業(yè)的好處,,這些MES系統(tǒng)開始激增,。同時為了滿足各個行業(yè)和生產(chǎn)流程的需求,服務(wù)商開發(fā)了專門的解決方案,。
二,、制造執(zhí)行系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1、綜合集成化
未來的制造環(huán)境是個動態(tài)的環(huán)境,,制造過程中涉及大量的信息,,這些信息有些來自于制造企業(yè)內(nèi)部,有些來自于合作伙伴,,為了有效地提高制造的效率和快速對市場的響應(yīng),,制造執(zhí)行系統(tǒng)必須對相關(guān)的信息進行有效的整合和利用,,并為制造企業(yè)的管理層和外部合作伙伴提供必要的信息。未來的MES系統(tǒng)將能夠有效地實現(xiàn)多個層面多個維度的系統(tǒng)集成,,主要包括以下幾個方面的集成:制造執(zhí)行系統(tǒng)作為制造企業(yè)計劃系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的信息橋梁,,能夠?qū)崿F(xiàn)與制造企業(yè)內(nèi)部ERP、SFC等系統(tǒng)的垂直集成,;能夠?qū)崿F(xiàn)與供應(yīng)鏈管理,、客戶管理管理等產(chǎn)業(yè)鏈上的水平集成;能集成相關(guān)的政策法規(guī),,如環(huán)境保護,、質(zhì)量保證、產(chǎn)品生命周期信息的可追溯,、勞動法規(guī)等,;綜合集成制造過程中的人、技術(shù)和制造管理,,構(gòu)建一個和諧的制造平臺和解決方案。
2,、面向綠色化
綠色制造是制造業(yè)發(fā)展的必然,,是未來制造企業(yè)一種新的制造模式,未來的MES系統(tǒng)能夠有效地支持制造過程的綠色化,,為綠色制造提供一個信息化的解決方案,。面向綠色化的制造執(zhí)行系統(tǒng)應(yīng)該包括以下功能:支持綠色工藝的執(zhí)行和綠色生產(chǎn)材料的選擇及在制造過程的使用;面向綠色制造的生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度與控制,;制造過程的精細化管理,,有效進行材料的定額管理。降低材料消耗,;有效應(yīng)用各項節(jié)能技術(shù),,降低制造過程的能源消耗;集成綠色法規(guī)在制造過程中的實施,,為綠色保障提供信息化的管理平臺,;能夠有效地支持清潔化生產(chǎn)的組織與管理。
3,、軟硬件一體化
制造執(zhí)行系統(tǒng)是制造車間的信息化解決方案,,既涉及與上層管理系統(tǒng)的集成,也涉及與設(shè)備的接口,,因此未來的MES是一個軟硬件一體化的通用解決方案,,能夠根據(jù)不同離散車間的制造環(huán)境,選擇相應(yīng)的硬件和軟件模塊或者第三方的軟硬件系統(tǒng),,可以通過即插即用的方式組建成車間制造的系統(tǒng)解決方案,;同時制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠有效地集成車間的生產(chǎn)裝備,,通過標準的信息通信和交互,實現(xiàn)生產(chǎn)裝備的集成化運行,。
4,、系統(tǒng)的可重構(gòu)化
未來的制造環(huán)境是一個動態(tài)多變的制造環(huán)境,由于企業(yè)間的兼并與分拆,,外部市場環(huán)境的變化以及技術(shù)的進步等因素都會促使制造執(zhí)行系統(tǒng)做出相應(yīng)的改變和調(diào)整,,這就要求未來的MES系統(tǒng)是一個可重構(gòu)的制造執(zhí)行系統(tǒng),能夠根據(jù)制造環(huán)境的變化快速地進行系統(tǒng)配置和調(diào)整,。以滿足變化的需求,。系統(tǒng)的可重構(gòu)性主要包括:支持制造企業(yè)的組織動態(tài)建模,以適應(yīng)制造管理組織的變化,;支持制造企業(yè)的流程建模和配置,,以適應(yīng)變化的制造管理流程;支持技術(shù)的重構(gòu),,通過應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)(如模型驅(qū)動的架構(gòu)MDA)實現(xiàn)技術(shù)的重構(gòu)和遷移,;能夠快速地集成第三方的應(yīng)用服務(wù)和構(gòu)件,快速構(gòu)建滿足制造過程需求的信息化解決方案,。
5,、支持制造過程的實時化
敏捷制造是未來制造業(yè)的一個發(fā)展趨勢,敏捷制造要求制造企業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集制造過程的數(shù)據(jù),,進行快速處理和反饋,,以對變化快速做出反應(yīng)和輔助決策,制造過程的實時化包括:通過多種方式(如直接讀取加入設(shè)備的數(shù)據(jù),、通過信息采集終端實時采集數(shù)據(jù)等〉實時采集制造過程中的進度,、狀態(tài)等數(shù)據(jù);通過實時的信息處理方式,。對采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理,,根據(jù)分析處理的結(jié)果進行顯示和反饋,如實時顯示加工進度信息,、質(zhì)量信息,,把生產(chǎn)異常實時反饋到生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)等;能夠?qū)崟r接收外部的信息并快速處理和響應(yīng),,如接收到客戶的訂單進度查詢信息能夠快速地根據(jù)加工的進度進行反饋,。
6、系統(tǒng)的智能化
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,,智能軟件是未來軟件發(fā)展的一種重要方向,。為了適應(yīng)快速變化的市場環(huán)境,MES系統(tǒng)還具有一定的智能性和自適應(yīng)能力,。能夠根據(jù)制造環(huán)境的變化進行智能調(diào)度和智能診斷,,主要表現(xiàn)在:未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠有效地利用已有的制造數(shù)據(jù),,通過數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)為制造管理和決策提供支持;制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠根據(jù)已有的知識積累和動態(tài)采集到的實時信息進行實時的智能調(diào)度和智能診斷,;知識管理的思想將滲透和融入到未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)中,,未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)不僅為制造管理提供了一個信息化的管理平臺,同時也能為車間管理人員,、工人提供一個制造知識管理平臺:未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠通過智能的程序挖掘及智能的服務(wù)組合進行系統(tǒng)的主動重構(gòu)以適應(yīng)制造環(huán)境和制造流程的改變,。
7、支持制造過程同步化
協(xié)同制造是未來制造管理的新的模式和發(fā)展趨勢,,在新的制造環(huán)境下,,制造車間要實現(xiàn)與地理上分散的其他制造車間或者與供應(yīng)商及外協(xié)商等合作伙伴進行信息的交流與共享,因此未來的MES要能夠有效地支持分散網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下的同步制造,,實現(xiàn)制造過程的協(xié)同,。具體表現(xiàn)在:支持分布式的多車間、多工廠的制造管理與協(xié)同,;能夠?qū)崿F(xiàn)與供應(yīng)商,、外協(xié)商、客戶等合作伙伴在制造過程中的信息共享和交流,;能夠?qū)崿F(xiàn)供應(yīng)鏈上合作伙伴之間的同步計劃,、生產(chǎn)控制,同步物資供應(yīng)等,,實現(xiàn)制造過程的協(xié)同。
8,、系統(tǒng)的標準化
系統(tǒng)的標準化是未來制造執(zhí)行系統(tǒng)的一個重要發(fā)展方向,。標準化也是制造執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)綜合集成化、面向綠色化,、軟硬件一體化,、系統(tǒng)可重構(gòu)化等上述發(fā)展趨勢的一個基礎(chǔ),制造執(zhí)行系統(tǒng)的標準化包括:體系結(jié)構(gòu)和功能的標準化,,未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)將遵循開放的體系結(jié)構(gòu),。具備模塊化的標準功能,不同的用戶可以根據(jù)實際的需求進行系統(tǒng)配置和應(yīng)用,;技術(shù)的標準化,,未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)將遵循開放的技術(shù)標準,如基于面向服務(wù)的架構(gòu),、通用的傳輸協(xié)議(HTTP,、SOAP、TCP/IP等),,通用的數(shù)據(jù)描述語言XML,,基于ISASP95制造業(yè)控制系統(tǒng)集成標準等,,并能夠應(yīng)用未來新的技術(shù)標準;能夠根據(jù)離散制造各個行業(yè)的特點,,提供標準的行業(yè)解決方案,;系統(tǒng)實施過程和方法的標準化,未來制造執(zhí)行系統(tǒng)的實施根據(jù)不同的應(yīng)用模式有可以參照的實施方法論,。將極大地提高制造執(zhí)行系統(tǒng)的實施成功率,。