車間生產過程監控系統發展現狀乍間生產管理是為車間生產系統從一的谷類生產動作進行組織、指揮、計劃、協調及控制等相應的管理工作，車間生產是企業經營計劃實施最重要的工作之一,年間生.產監控系統作為乍同管理的正要幺］［成部分叫對制造企、|上的運行至關頁要監控系統包括機臺生產數據和產品質量數據的采集、處理、傳輸和存儲等，這些都是年間管理的基礎,所以說車間生產監控系統的優劣,「［接關系到車間生產的正常運作，伴隨著企業生產自動化、信息化的高速發展，企業管理技術也得到了長足的進步，而這其中車間生產過程監控系統是企業管理技術和信息技術的快速發展的重點，在早期，車間生產過程監控技術受制于技術和條件下限制，沒有辦法整合整個車間的資源，各類資源的管理只是相對獨立的管理，各車間由于缺乏有效的信息溝通,解決:U雜生產任務的能力較弱,從而造成生產計劃的滯同時資源也會被極大浪費，一個制造型的企業，其車間的加工流程越多，要求的協作也就越緊密。而如果某一調度出現問題，或者某個壞節拖了工期，很容易會致使整個生產計劃被打亂，甚至可能出現產品不能按期交付的局面，目前的制造型企業，為了提升企業競爭力，很注重人才的培養和選拔，不遺余力的引進國外先誑的管理技術，但對「乍間生產的實時監控管理,還沒仃較完善的解決方案,很多企業還是呆取車間操作人員手?-「-抄滎數據等傳統車間管理方式,當企業花費大H資金引進了一?些高科技生產機合利ERP系統之后，卻無法將生產管理系統和ERP生合和集成在一起,MES的概念定義最早由美國先進制造研究機構AMR(AdvancedManufacturingResearch)提出。1990年11月，美國先進制造研究機構AMR,將MES概念定義為“位「底層工業控制系統與上層計劃管理系統之間的面向車間層管理信息系統”|8,o定義明確了：MES是一個管理信息系統，面向的是車間執行層，起著將工業控制層和計劃管理層有機的結金起來的橋梁的作用。制造執行系統協會(ManufacturingEnterpriseSolutionsAssociation*MESA)對MES的定義做出了詳細的說明，并從三個方面進行了論述例：MES的目的是對整個生產車間的生產系統的優化，并非為了著眼丁?企業單一問題而被提出來的系統；MES實現企業信息融合集成是通過建立企業的強大信息流，所以MES首先要與計劃管理層以及生產控制層有著及時準確的信息交互；為了達到MES對整個生產鏈的實時調度，必須有實時的生產過程數據收集系統，并能對這些數據做出有效地存儲和傳送。MES的模型2.2.1MES的定位企業集成體系結構模型，即企業內部信息系統的組成結構以及相互之間的關系，是企業實施信息集成的基礎。上世紀8()年代，美國管理界提出了廣為接受的三層結構的集成體系結構模型。在當時，美國咨詢調查公司(AdvancedManufacturingResearch,AMR)對當時的大;穴企業做了詳細的調查發現在企業中占主導地位的是企業管理軟件，這其中以ERP/MRPI1為代表。同時，生產過程監控軟件以及數據采集監控軟件在企業中也占有一席之地，分別以用戶界面(HumanMachineInterface,HM1)和數據采集與監控系統(SupervisoryControlandDataAcquisitioibSCADA)為代表；而MES當時還是一個在部分公司中用于實現一些單一功能的管理系統，所謂的單一功能即只用于解決個別問題，如：監控設備狀態、進度跟蹤、質量參數統計管理等。在這種背景卜.，AMR構建了企業集成體系的三層模型，如圖2-1所示。計劃層：企業資源計劃(ERP)

財務、采購、訂貨入庫、顧客服務、物料管理執行層：制造執行系統(MES)生產調度、過程管理、電子批記錄、管理J貴量、物料跟蹤控制層：控制系統(Controlsystems)

過程控制、機器控制、安全系統、傳感控制圖2-1MES的系統框架三層企業集成模型具體如卜.：ERP層：企業的管理決策層，承擔著企業的全面管理的工作。關注客戶、原材料以及成本等企業各類元素。為企業的運行制定詳細的計劃。MES層：企業生產的執行層，負賁企業生產調度。掌控車間運行的各種數據,如質量參數、生產進度等；監督生產工序；有效的將生產博況反應至管理層。Control層：車間生產的控制層，落實生產計劃，X'J生產的流程做有效及時的監督和控制。三層系統分二明確，又有機結合，因而被許多研究機構認同。但各研究機構對MES定位的描述卻不盡相同。ARM對MES的定義為：MES系統是面向生產過程的信息管理系統。連接企業生產控制系統和生產計劃系統。有效的融合車間的人員、設備、流程以及生產任務等多種信息和數據，并進行及時的處理。MES協會定義為：MES4以快速精確的獲取生產的信息，有效做出任務安排及生產調度等工作。把握生產的整個流程，包括原料的消耗及人員的調度等工作。MES在核心的三個方面是相通的：首先，MES是ERP和車fiiJZfnJ的數據傳輸渠道，是二者信息溝通的紐帶，在企業信息集成的系統中，有不可或缺的重要性。其次，MES的要求很高，無論是數據采集還是產品跟蹤，它都要求及時的、準確的數據，從訂貨到產品仍出，這些大雖的數據都是MES關注的焦點。最后，MES對企業的重要性不言而喻的，其重要性主要體現在它能給廠家帶來管理上的優化、經濟上巨大收益以及調度上的計劃和町控性，在MES的平臺上企業可以更好的管理公司，提高企業競爭力。綜上所述，不能單純的認為MES是為了實現單一功能的而被創造出來的一套軟件，它是一個集成的系統。訂貨、生產、物料管理、質量參數等等所有這些生產要素都是MES關注的重點，并將這些要素融合在一起，達到了信息的集成廿叫MES功能模型自MES產生以來，經歷了迅速的發展，其功能模型也從初級階段發展到成熟模型。最初，在1993年AMR對MES的功能模型進行構造時提出了四種功能模塊:工藝管理、車間管理、過程管理利質量管理I⑵。后來，各企業結合自身需求分別有所增加，但此時的MES并不具備適合各企業和不同行業通用的框架模型。直到1997年，MESA針對當時不同公司的MES功能模型進行融合，提出了11個功能模型這才提供了標準化的技術框架，以及町以被廣泛采納的信息結構和功能結構。MES的功能模型如圖2-2所示。功能模型的具體說明如卜.：1）數據采集：該功能采集數據包括產品系數、安全系數、設備的丁作數據以及產品維護情況，數據能及時更新和保存。2）生產調度管理：企業效益的好壞，調度起著至關重要的作用，根據計劃、訂單、工作流程等因素，管理者應做出實時的、合理的調度，調度的對象包括：人員、物料、設備等等。3）人力資源管理：包括人員的工作狀態、休假情況，正確的對每個人員近期工作出合理的評價，在人員分配上合理使用。4）工序詳細調度：在規劃生產計劃時，以優先級的形式設計每一步工序，掌握每一步工序，這樣能最大化的減少準備時間，提高工作效率。5）產品跟蹤：詳細備份產品在生產過程中的各類數據，包括物料來源、產品流通過程中的操作人員、加工的設備以及產品的性能參數等數據。6）資源分配：批最管理資源，對廢品、剩余物料、閑置工作人員進行分批處理，避免資源的浪費。而資源的合理分配既能提高效率，提高生產力，又能避免浪費，節約成本。7）質量管理：收到訂單后，分析產品需求，采購符合要求的材料，在生產過程中嚴格監督質危參數，控制殘品率，對不合格的產品能及時剔除，一旦出現產品質雖問題，分析原因，做最快的調整，將損失控制到最低。8）過程管理：以手工或自動輸入的形式記錄生產過程的每一個環節，并及時反饋到管理層，以便管理層及時的調度和修正。9）績效分析：定期向上匯報近期的工作情況，產品的殘缺率、生產的進度、計劃的執行情況等等，管理層應隨時掌握生產依效率、人員的調整、設備的工作異常等信息，并以報告的形式卜?發到生產層。10）人員管理：這里強調管理，即在人員管理時制定詳細的規范制度。在人員調度時，分配好交接工作。11）計劃管理：計劃制定時應根據已有的資源、人員以及交付時間合理規劃，當計劃的某一環節沒有按時執行，應及時做出調整。MES在生產過程中關注每一步環節，一旦出現異常，與以往的管理系統相比,能及時有效的做出調整，避免更大的損失。因調整得當，能更快的提高效率。增強企業的市場競爭力。MES定位模型對J'MES在企業系統中的定位，現卜大家公認的是MESA提出的MES的定位模型如圖2-3所示,該定位模型較為形象地展示了MES在企業與其他系統間的有機聯系，這些系統包括：上層計劃管理（ERP）、產品及I：藝管理（Product&ProcessEngineering,P/PE）、銷售與客戶服務管理（SalesandServiceManagement,SSM）、低層控制管理（Control）以及財務和成本管理等管理系統I叫。這些系統與MES系統均有關聯關系，由圖町看出，MES與它們有部分功能重疊，但是這些部分在不同的系統中被應用的側重點各不相同。MES與各系統之間的關系如卜.：（1）MES與ERP：MES會及時向ERP反應當前車間生產的具體情況，包括:預計完成時間、當前產出狀況、各類產品參數、當前庫存情況等等。（2）MES與P/PE：產品及工藝管理根據MES采集的產品質量數據和產量數據進行產品設計的改進以及工藝的優化。（3）MES與SSM：銷仍不光要關注市場和客戶，同時也要通過MES獲得當前的產品工藝、成本、完成進度等，以便向客戶提出合理的報價以及準確的供貨時間o（4）MES與Control：低層控制模塊需要MES提供必要的生產指導和技術文檔，以便更好更快的生產控制。（5）MES與財務成本管理系統：MES會及時向財務管理部門提供當前的物料消耗最利存貨危，并提供生產過程中的實時數據、預產出時間等等，方便財務

成本管理部門及時供貨，并做出成本預算。而MES也需要從成本財務部門獲得成本預算，以調整生產。總體來說MES與各系統間相互通信，相互取得各自需要的數據，這樣才能在一個統一共享的平臺上快速高效的工作。MES應用特點隨著我國制造業二十多年的高速發展，數控機床(Computernumbercontrol,CNC)和數字控制(NumericalControl,NC)等先進技犬已經普遍應用「制造行業中。企業選擇這些先進的技術和設備，就是因為它們能較有效地提高生產效率、增強企業在同類行業中的競爭力。但先進的設備、先進的生產技術同時會要求先進的管理技術與之配套，企業在使用較高的自動化設備同時，高效的調度方法的設計、合理的生產流程管理變得非常復雜。企業不能再單純的依?靠手工記錄、現場指揮、II述傳達等以往的傳統管理模式，同時這些傳統模式也不再適應當下增強企業競爭力的要求。基J"MES的計算機控制管理系統提供了合理的解決方案。生產計劃物料信K生產調度過程管理電子批記錄質量管理廠控制參數

j生產指令J在制品狀態物料信息訂單狀況質量統計生產計劃物料信K廠控制參數

j生產指令J在制品狀