MES环境下的离散型制造企业设备管理系统的开发

    制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）是近10年来在国际上迅速发展，面向车间层的生产管理技术与实时信息系统，可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造环境，帮助企业降低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量，它能通过信息传递，对从订单下达到产品完成整个的生产过程进行优化管理。

    设备作为企业的生产工具，是MES中的重要资源之一，直接担负着企业的日常生产作业，与企业的战略经营、生产计划等紧密相关；而MES作为企业的执行层，必须依靠企业的生产工具——设备来执行企业的生产任务，衔接企业的计划层与控制层。作为制造执行系统的重要组成部分，设备管理与制造执行系统在业务与信息上相互关联，其主要关系如图1所示。

图1 MES与设备管理系统间的主要关系

1 MES环境下的离散型制造企业设备管理系统分析

    MES起源于流程型企业，近年来在该行业的成功应用，使其开始向离散型企业蔓延。众所周知，流程型与离散型企业在设备相关方面存在很大的差别：

    1）设备：由于流程型企业的产品比较固定，所以流程型企业的设备是一条固定的生产线，设备投资比较大、工艺流程固定，其生产能力有一定的限制，生产线上的设备维护特别重要，不能发生故障。离散加工业则不是这样，可以单台设备停下来检修，并不会影响整个系统生产。

    2）自动化水平：离散型企业由于是离散加工，产品的质量和生产率很大程度依赖于工人的技术水平，它一般是人员密集型企业，自动化水平相对较低。流程型企业则大多采用大规模生产方式，生产工艺技术成熟，广泛采用PCS（过程控制系统），控制生产工艺条件的自动化设备比较成熟，因此，它的生产过程多数是自动化的，生产车间的人员主要是管理、监视和设备检修。

    3）数据采集：离散型企业的数据采集，以手工上报为主，并可以结合条形码采集等半自动信息采集技术进行工时、设备、物料、质量等信息的采集。这种数据采集方式，时间间隔较大，容易受到人为因素的影响，要特别注意保障数据的准确性。流程型企业的自动化程度较高，设备控制级大量采用DCS、PLC，在检测驱动方面，各种智能仪表、数字传感器已普遍应用；过程控制则广泛采用以小型机为主的自动控制系统。传统的“计、电、仪”分工界限已不再明显，计算机技术的应用已深入各个领域，这些自动化设备，能自动准确记录各种生产现场信息。

    4）设备管理：离散型企业的生产设备的布置，不是按产品而是按照工艺进行布置的，可以进行同一种加工工艺的机床一般有多台，单台设备的故障不会对整个产品的工艺过程产生严重的影响，一般需要重点管理关键、瓶颈设备。在流程型企业的流水线生产中，生产线上的设备维护特别重要，每台设备都是关键设备，不能发生故障，一台设备的故障会导致整个工艺流程的终止。

    1.1 MES环境下的离散型制造企业设备管理系统内部结构

    MES环境下的离散型制造企业中的设备管理系统（结构如图2），即在基于计划性维护模式的设备管理系统的基础上，引入MES中的基于设备状态监测的维护方式，以与计划性维护方式相互补充，结合离散型企业的实际情况，将设备管理系统中的相关功能模块与MES环境下的其他系统进行集成、信息共享，可更好地提高企业的管理水平。

图2 MES环境下的离散型制造企业设备管理系统内部结构图