制造执行系统中基于产品队列的计划与控制衔接方案

    生产计划是根据企业外部需求信息制定的内部行动规划，处于生产系统的决策层；车间生产监控是将生产计划与生产过程有机地结合起来，确保生产和计划的一致性，处于生产系统的执行层。然而，由于技术和功能的限制，计划与监控之间存在断层，严重阻碍了信息的有效传递。
    实现生产系统的决策层和执行层的无缝衔接是制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）一直追寻的目标。目前国内外对MES的研究很多，然而，很少有文献涉及如何实现生产计划与生产监控衔接的具体实现方法。
    本文以装配流水线生产为背景，探讨MES中计划与控制的一种衔接方案，构造以产品队列为中间层的MES体系结构，建立在制品与生产计划的映射方法，并给出实时地控制在制品状态的策略。

1 装配流水线生产MES的体系结构
    MES的主要目标是实现决策层与执行层之间的信息通畅，实时地将在制品的品质、进度等方面的即时信息反馈给决策层，并根据生产计划进行调整，确保在制品被加工成为正确的产品，使生产线生产出来的产品和生产计划保持一致。对装配生产线，生产控制主要是对装配线上的在制品进行监控，要使计划与控制衔接，就必须使生产计划和在制品映射起来。然而，直接用生产计划映射在制品，在技术和管理上有一定难度。因此，本文提出以产品队列为中间连接层的三层次的MES体系结构，如图1所示。

图1 装配生产线MES体系结构

    体系最高层是生产计划，是决策层；中间层是产品队列，起连接作用；最低层是在制品状态监控层，是体系的执行层。在中间层，将要下达到车间的生产计划单独取出，将其中的产品按照生产顺序排列成为一个队列，即产品队列。在执行层，在制品与产品队列建立一一映射，通过产品队列来控制在制品的状态。
    在执行层的主要模块有：产品上线处理、产品下线处理、在制品状态跟踪、在线生产控制。产品上线是指产品进入装配线的第一个工作站开始加工，而产品的下线是指产品完成所有的加工，离开装配线。在制品状态跟踪模块负责跟踪在制品在装配线上的位置和状态。在线生产控制模块是直接在监控服务器上实现的，对在制品的状态变化过程进行控制。