1、MES發(fā)展現(xiàn)狀

MES作為生產(chǎn)形態(tài)變革的產(chǎn)物，其起源大多源自工廠的內(nèi)部需求，傳統(tǒng)的MES(Traditional MES，T-MES)就是從70年代的零星車間級(jí)應(yīng)用發(fā)展起來的，在積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)后，逐漸形成了一些從事MES開發(fā)的公司，并且其系統(tǒng)也開發(fā)出了相當(dāng)成熟的標(biāo)準(zhǔn)。通常他們都是針對(duì)特定的生產(chǎn)類型，或特定的功能需求而開發(fā)出較為標(biāo)準(zhǔn)化的MES，并擁有了一定的市場(chǎng)份額（例如美國(guó)的 Consilium，加拿大的 Promise 公司都是開發(fā) IC廠 MES 的廠商）?？偟膩碚fT-MES可大致分為兩大類：的MES系統(tǒng)(Point MES) 和集成的MES系統(tǒng)(Integrated MES)。的MES是指為解決某個(gè)特定領(lǐng)域問題，如車間維護(hù)、生產(chǎn)調(diào)度或SCADA而開發(fā)的單應(yīng)用系統(tǒng)。集成的MES則是針對(duì)一特定行業(yè)如航空、裝配、半導(dǎo)體、食品和衛(wèi)生等行業(yè)而設(shè)計(jì)，具有一定的通用性。并且逐步加強(qiáng)了與上層事務(wù)處理和下層實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的集成能力。

由于工廠可能會(huì)從不同的軟件供應(yīng)商購買適合自己的MES模塊，或?qū)F(xiàn)有系統(tǒng)（legacy system）集成為MES功能的一部分，其結(jié)果導(dǎo)致許多工廠的MES系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)大雜燴。每個(gè)系統(tǒng)都有各自的處理邏輯，數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)模型和通信機(jī)制。又因?yàn)镸ES應(yīng)用常常是要滿足關(guān)鍵任務(wù)的系統(tǒng)，系統(tǒng)就很難隨技術(shù)的更新而進(jìn)行升級(jí)。為了實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)的集成，往往采用API技術(shù)，OLAP技術(shù)和相應(yīng)的通信機(jī)制，這些技術(shù)在某種意義上說，也是MES功能的核心部分。其中，外部應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)用和插入使用API的方式，而應(yīng)用EDI技術(shù)和外部環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。當(dāng)前MES的技術(shù)模型如圖5。

雖然的MES能夠?yàn)槟骋惶囟ōh(huán)境提供的性能，卻常常難以與其它應(yīng)用集成，集成的MES比的MES邁進(jìn)了一大步，具有一些優(yōu)點(diǎn)如：?jiǎn)我坏倪壿嫈?shù)據(jù)庫，系統(tǒng)內(nèi)部具有良好的集成性，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型等等。但其整個(gè)系統(tǒng)重構(gòu)性能弱，很難隨業(yè)務(wù)過程的變化而進(jìn)行功能配置和動(dòng)態(tài)改變。為了解決T-MES的不足，可集成MES (Integratable MES，I-MES)逐漸成為人們研究的熱點(diǎn)。

圖5 當(dāng)前MES技術(shù)模型

3、面向敏捷制造的MES—可集成MES(I-MES)

可集成MES通過將面向?qū)ο蠹夹g(shù)，消息機(jī)制和組件技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)開發(fā)中，充分結(jié)合兩類T-MES的優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展起來的。通過采用的基礎(chǔ)框架既大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的集成性和適應(yīng)性，又能滿足關(guān)鍵事物的處理。NIIIP/SMART協(xié)會(huì)為整個(gè)MES應(yīng)用領(lǐng)域提出的一個(gè)分布式對(duì)象和信息交換模型（如圖6）代表了發(fā)展中MES的技術(shù)模型。

從模型中可看出，在面向?qū)ο蟮膽?yīng)用中，每個(gè)對(duì)象都使用自身具有的功能和方法來操作數(shù)據(jù)，分別完成系統(tǒng)的各種功能。而其它功能如：工作流管理，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，知識(shí)管理等都從功能邏輯中分離出來。通過對(duì)象請(qǐng)求代理（ORB）（如CORBA,COM/DCOM）可使不同軟件商的對(duì)象相互交換信息和進(jìn)行互操作。NIIIP/SMART所描述的MES技術(shù)模型非常適合未來MES的商業(yè)應(yīng)用特征，一個(gè)分布式對(duì)象框架可以讓各種數(shù)據(jù)和功能邏輯在使用時(shí)變得更加緊密。而且，通過使用小巧簡(jiǎn)練的對(duì)象，可使系統(tǒng)模型在不破壞相互關(guān)系的情況下方便地進(jìn)行客戶化定義。這些特征使實(shí)施的MES費(fèi)用較低同時(shí)又具有良好的適應(yīng)性和柔性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的MES、ERP、控制系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、供應(yīng)鏈管理和客戶關(guān)系管理都是以對(duì)象的方式來編寫代碼的。只要它們遵守統(tǒng)一的ORB，不管它們哪個(gè)開發(fā)商提供，都可以進(jìn)行無縫地集成?，F(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)（LegacySystem）只要按正確的方法進(jìn)行封裝也同樣能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的即插即用。通過引入智能代理（Agent）可以有效地實(shí)現(xiàn)分布式MES的協(xié)同工作，滿足虛擬企業(yè)中MES應(yīng)用的要求。從而實(shí)現(xiàn)敏捷制造模式對(duì)信息系統(tǒng)的要求，既系統(tǒng)的可重構(gòu)，可重用和可擴(kuò)展(3R)特性。

顯然建立制造信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是重要，也是基礎(chǔ)的事情。體系結(jié)構(gòu)的好壞直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的敏捷性能。目前比較有影響的有基于CORBA的NIIIP-SMART 體系結(jié)構(gòu)和基于COM/DCOM的面向制造業(yè)的Windows DNA。兩者各有優(yōu)勢(shì)，前者在跨平臺(tái)及實(shí)時(shí)任務(wù)處理上具有優(yōu)勢(shì)，后者則有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。無論采用哪種體系結(jié)構(gòu)，MES都需要解決以下關(guān)鍵問題：

（1） 設(shè)計(jì)面向?qū)ο蟮腗ES模型以支持應(yīng)用集成。
（2） 設(shè)計(jì)分布式MES對(duì)象網(wǎng)絡(luò)以支持實(shí)時(shí)活動(dòng)。
（3） 設(shè)計(jì)MES工作流模型以支持各種控制策略，加強(qiáng)過程管理。
（4） 設(shè)計(jì)基于知識(shí)的規(guī)則以支持管理基于MES的產(chǎn)品。
（5） 集成CORBA/STEP以實(shí)現(xiàn)與PDM的無縫集成。
（6） 設(shè)計(jì)MES智能代理以支持虛擬企業(yè)中MES應(yīng)用。

信息技術(shù)的發(fā)展和制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)需求將帶動(dòng)MES應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步。從以上分析可將MES總的發(fā)展趨勢(shì)歸納為以下幾點(diǎn)：可集成性（Integratability）、可配置性（Configurability）、可適應(yīng)性（Adaptability）、可擴(kuò)展性（Extensibility）和可靠性（Reliability）。

圖6發(fā)展中MES技術(shù)模型

4、結(jié)論

制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）軟件彌合了企業(yè)計(jì)劃層和生產(chǎn)車間過程控制系統(tǒng)之間的間隔，是制造過程信息集成的紐帶。MES通過強(qiáng)調(diào)制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實(shí)施完整的閉環(huán)生產(chǎn)，同時(shí)也為敏捷制造企業(yè)的實(shí)施提供了良好的基礎(chǔ)。深刻理解MES這一的管理思想，把握它的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于如何在我國(guó)正確的研究和推廣MES應(yīng)用具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。

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