先進制造模式下的MES系統發展與應用

MES系統是制造企業實現智能制造升級的重點和當前熱點，區別于服務業，制造活動是制造企業的核心活動。作為制造活動的實體單位，計劃目標和企業價值的實現環節，車間管理是企業管理的焦點。

伴隨著制造業信息化技術的應用，特別是以ERP為代表的上層管理應用的推廣實施，一方面，企業在解決了合理投入/產出計劃之后，開始回歸到對車間管理活動的關心；另一方面，由于上層應用系統中對車間問題和制造執行過程的弱化，缺少全面及時的執行過程及現場設備支撐和支持，使得計劃的執行效果和計劃的進一步優化受到制約。

更為重要的是，車間現場作為整個生產系統物流和信息流的交匯點，其管理除了具有多部門和多系統的集成性、數據交互處理量大且實時性高等特點外，更因其涉及到的資源的變化性而需要復雜的自我調整能力和靈活適應能力，因而，難以由其他的系統功能代替。

早期的制造資源計劃MRPII因其囊括了包括制造執行車間現場管理在內的制造企業當時的所有功能，而在制造業得到了有效推廣。但一方面，因受當時的技術水平和管理需求所限，在管理時間粒度、信息實時性、上下層應用的集成能力上，已難以滿足當前的需求；另一方面，由于市場不再具備當時相對平穩的特點，MRPII復雜的計劃過程、僵硬的提前期等致命缺陷，難以彌補計劃與執行的間隙，而不適于當前的市場環境。

企業資源計劃ERP源于制造企業MRP和MRPII，定位于企業信息集成框架、企業功能和過程的集線器，并迅速擴張為包括非制造企業在內的各行各業的通用解決方案。

盡管為擺脫其在功能上面面俱到卻不深入的局面，后期集成了客戶關系管理CRM、供應鏈管理SCM、先進計劃與排程APS、電子商務EB、商務智能BI等許多優秀的單項軟件功能，但因沒有顧及其最基本的生產管理功能（特別是生產現場管理功能）的擴展，在制造業中的應用效果不近理想。

目前，以MES提出的“計劃一執行一控制”三層結構模型為基礎，以ERP為主體形成上層的各種企業級資源計劃和決策分析應用，以MES為主體，并結合CAD/CAM等形成圍繞產品設計制造過程管理的中間層應用，以產線、裝置、設備等不同層面的監測與控制作為下層的自動化應用，并通過先進的軟件架構技術，實現層間的信息集成和功能集成，已成為制造業企業信息自動化系統的整體框架。這一框架的發展，呈現出了“二頭優先、中間落后”現狀，MES已成為近年來的應用和發展熱點。

面向AMR集成，MES作為上下層應用間的信息集線器，從上層接收中長期計劃，向上層提交作業實績等生產運行數據，向下層發布生產指令及控制參數、接收匯集下層數據采集和設備運行狀態等，要求較高的實時性。

在功能上，區別于單純的車間管理系統，而是面向包括制造作業和控制間的整個企業制造活動。拋開其面向不同過程和工藝的行業性，普遍采用基于11個功能模塊的“龜甲”功能模型。

這些基本模塊包括：工序詳細調度、資源分配和狀態管理、生產單元分配、過程管理、人力資源管理、維護管理、質量管理、文檔控制、產品跟蹤和產品清單管理、性能分析和數據采集。計劃、調度是核心，優化是關鍵。

除了流程生產、離散生產、混合生產等帶來的MES具體功能配置的差異外，面向不同的制造模式和管理目標，MES在核心功能的配置及其邏輯、系統的架構實現技術等方面都有明顯的不同。在國際上，MES已從專用功能系統發展到了數據、網絡、應用的集成系統(I-MES)，并逐步向在系統、接口、業務上可重構的智能MES發展。

面向MES的可重構和智能性，除了在支撐技術上提升系統架構外，更應結合制造業轉型的特征，對MES進行核心功能的提升，才能更好地適應并促進這一轉型。MES的整體發展趨勢是：功能拓展與系統集成，模塊和支持業務的可重構能力加強，核心功能與系統的智能性提高。

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