制造执行系统（MES）的应用与发展

    2 MES在中国的应用与发展现状
   
    中国工业信息化在20世纪70～80年代以工厂自动化为主,80～90年代以管理信息化为主.进21世纪初,仍然以提升工厂自动化水平,普及DCS、、PLC、FCS和提升管理信息化水平,由开发MIS转向推广普及ERP为主.在企业信息化中起承上启下作用的MES主要停留在MES思想、内涵及体系结构方面的研究上,应用系统开发一般局限于MES单一功能."九五"期间,北京航空航天大学、东南大学、南京理工大学等单位在"国家863计划"资助下在MES理论与应用系统开发方面做了一定的工作,如夏敬华、陈杰等人[5,6]提出面向敏捷制造的车间先进管理控制系统(AMCS),试图构建车间级的敏捷制造系统.张书亭、周华、杨建军等人[7,8]从建立敏捷制造企业的车间生产管理系统出发,分析和论述了制造执行系统的功能和应用特点,提出使用先进的MES思想和软件辅助建立敏捷车间系统.他们还试图构建基于全能体概念的MES框架结构以解决MES的敏捷性,认为基于全能体的MES系统具有自治性、虚拟性、自组织性、自适应性、动态性、分布式和集中式控制相结合等特点.宋海生等人[9]研究了网络联盟企业中基于Web的分布式生产单元MES软件体系结构,于海斌等人[10]则对可集成的MES技术体系进行了探讨.但总的来说,国内多从软件建模和软件开发的角度研究MES,缺乏对MES信息本质及其运动规律的系统深入研究.产品的自主研发才刚刚开始,尽管有少数国内IT公司一方面模仿国外的模式,同时也总结提炼中国工业企业MES层面的经验,但是仍以实验室产品居多,离商品化还有一段路程;在产品的应用方面,如冶金、石化、烟草、食品等行业已有应用,但仍属拓荒者或先行者.尽管如此,像和利时公司研发的流程行业生产管理系统HOLLiAS-MES(manufacturing execution system)和浙大中控的ESPSuite-企业综合自动化整体解决方案将会发展成为相对成型、成熟和有规模、有影响、有前途、有希望成大气候的国产MES产品.
   
    和利时公司研发的流程行业生产管理系统HOLLiAS-MES(manufacturing execution system)以企业级实时数据库和关系数据库为核心,提供实时信息系统、质量分析系统、设备维护管理系统、能源消耗管理系统、批量管理系统、生产成本核算系统、生产调度系统等功能.为企业生产管理人员进行过程监控与管理、保证生产正常运行,控制产品质量和生产成本提供了灵活有力的工具.HOLLiASMES与DCS、PLC等控制设备具有丰富的通信接口,通过OPCClient模块与不同的控制系统进行数据交换.I/OServers支持OPC、DDE等多种通讯接口协议,可连接到由和利时、横河、霍尼韦尔、西门子、罗克韦尔、ABB、费希尔-罗斯蒙特、日立、三菱、欧姆龙等工业自动化厂家生产的DCS、PLC、RTU等设备,并提供ODBC接口,可与ERP等企业经营管理系统集成,实现企业生产的管理控制一体化.
   
    HOLLiAS-MES以生产过程信息为核心,为企业决策系统提供直接的支持,丰富的可灵活配置的功能模块可以满足不同行业的应用要求.尽管在商品化、产品化、标准化方面还有很多工作要做,但该软件可以堪称中国式的更贴近中国企业的实用的MES.浙大中控的ESP-Suite企业综合自动化整体解决方案是面向流程工业企业的综合自动化整体解决方案,包括企业资源规划(ERP)、生产执行系统(MES)和过程控制系统(PCS)三个层次的软件产品、工程与技术服务.ESP-Suite企业综合自动化整体解决方案包括以综合信息集成软件平台(基于关系数据库)和实时监控软件平台(基于实时数据库)为核心的一系列应用软件.
   
    庞大的ERP厂商和开发军团只有较少部分向MES的方向发展,其原因是:MES与工业控制紧密结合,其研发和实施需要很强的工业自动化基础和工业现场工程经验,这是一道比较高的技术门槛,将很多ERP类型的IT厂商拒之门外.但是,MES软__件开发商和MES的系统集成商正在受到来自两方面的压力,即ERP软件开发商和系统集成商自上向下的渗透,将其功能扩展到MES,以及HMI和SCADA软件开发商和系统集成商从下向上的冲击,增加了MES的功能.另外,实力雄厚的自动化系统供应商(如siemens,rockwellautomation)都在采取并购一些卓有成效的MES公司,或开发MES软件包来抢占MES的市场.要推进MES的推广和普及,还任重而道远.随着行业和经济规模的发展,以及CIMS的发展和车间自动化水平的不断提高,对车间生产管理的集成化、智能化和敏捷化的需求,将会促进相当部分的IT厂商与自动化厂商、制造型企业合并或紧密合作,在今后几年内,MES厂商可能会如雨后春笋般涌现,其技术和实施手段也必将日趋成熟,极大地推进国内MES产品在我国深层次的应用.
   
    3 结语
   
    从国外的发展趋势看,已经形成了一批MES软件产品和解决方案,出现了一批以MES为核心产品的工业企业管理应用软件公司,而且企业信息技术应用的焦点已经由ERP转向MES,然而MES的标准化仍有大量工作要做.
   
    从国内的发展趋势看,CIMS、MES、ERP等概念进入中国都较早,但只以DCS为代表的底层自动化和以ERP为代表的管理系统普及速度较快,因此,中国工业企业的信息孤岛和缺损环链现象比国外更为突出,对MES层的认识相对落后.但是,确实有一些公司在加快开发中国式的MES产品或应用国外的MES产品,而且势头较好,同时,在认识观念上由关注ERP到关注MES的转变也已开始.
   
    从技术角度看,MES的功能正在向控制层和计划层渗透,三层结构的分工可能更模糊.MES功能中的计划排产与执行调度模块(APS)越发突出和推广普及,它应是MES的核心.单一功能的MES产品正在向集成的MES和整体解决方案发展,信息技术领域的分布对象技术(CORBA,DCOM 等)标准日臻成熟是MES发展和集成的基础,DCS和ERP的普及和提高进一步推动了MES的发展和推广.
   
    参考文献:
    [1] SWANTONB.MESfiveyearslater:preludetophase[EB/OL].http://www.amrresearch.com,1990-06-11.
    [2] MESAInternational.MESExplained:ahighlevelvision[EB/OL].http://www.mesa.org/html/resource.htm,1997-05-25.
    [3] 贾 峥,杨建军.制造执行系统模型研究[J].新技术新工艺,2004(11):23-25.
    [4] AMRConsulting.Nextgenerationplantsystems:Thekeytocompetitiveplantoperation [EB/OL].http://www.amrconsult-ing.com/plantsystems.pdf,1998-05-25.
    [5] 陈 杰,孙 宇,张世琪,等.面向过程的制造执行系统的研究[J].高技术通讯,1999(12):37-40.
    [6] 夏敬华,陆宝春,陈 杰,等.面向敏捷制造的AMCS研究[J].高技术通讯,1999(10):1-5.
    [7] 张书亭,杨建军,邹学礼.面向敏捷制造车间的制造执行系统研究[J].新技术新工艺,2000(12):2-4.
    [8] 周 华,杨建军,邓家盚.基于全能体的MES构建[J].制造业自动化,2001,23(2):13-16.
    [9] 宋海生,王家海,张 曙.网络联盟企业中基于Web的制造执行系统[J].制造业自动化,2001,23(2):20-23.
    [10] 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,2000,6(6):1-6.