對MES（Manufacturing Execution System 制造執行系統）系統的研討(二)

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圖1-1企業信息化基本內容

1) 企業信息化基礎建設

企業信息化基礎建設主要包括計算機網絡、信息門戶、信息中心、數據庫系統、信息安全系統等五方面建設。顧名思義，作為企業信息化的這些基礎設施，都是企業各種信息系統的支撐環境和運行條件。企業信息化基礎建設與信息系統的開發應用是同步而行的。

2) 產品研發信息化

產品研發信息化是產品研究與開發過程的信息化包括計算機輔助設計(Computer Aided Design，CAD )、計算機輔助工程分析(( Computer Aided Engineering,，CAE ）、計算機輔助工藝規劃(Computer Aided Process Planning， CAPP ),計算機輔助制造(Computer Aided Manufacturing， CAM )、產品數據管理（Product Data Management，PDM)等，隨著應用的深入，上述系統之間的集成問題變得越來越重要。

3) 生產制造信息化

生產制造信息化是利用先進的信息技術、管理技術和制造技術，控制和規范生產過程，使生產制造活動更加高效、敏捷、柔性。生產制造信息化涉及從投料開始到最終完成產品的全過程，主要包括制造執行系統(MES )、數字控制系統(Numerical Control ，NC )，柔性制造系統(Flexible Manufacturing System, FMS )、工業機器人(robot )、計算機輔助質量管理(Computer Aided Quality，CAQ )、計算機輔助檢測(Computer Aided Testing，CAT)等。生產制造信息化可以實現對生產過程的優化、監控和管理、提高產品制造的質量、精度，以達到提高生產效率，準時完成生產任務的目的。

4) 企業管理信息化

企業管理信息化是將信息技術和管理技術用于企業管理領域，提高企業管理水平和經營效益。企業管理信息化主要包括管理信息系統(Management Information System，MIS )、辦公自動化(Office Automation，OA)、企業資源計劃(Enterprise Resource Planning，ERP)等內容。這些系統在企業的應用都是伴隨著信息技術的發展而產生的，它們共存于企業中，相互關聯，各有側重。

5) 企業商務信息化

企業商務信息化是現代信息技術和管理技術在企業商務活動領域的綜合應用，主要包括供應鏈管理（Supply Chain Management，SCM )、客戶關系管理(Customer Relationship Management，CRM )、電子商務(Electronic Business， EB )等內容供應鏈管理加強了制造企業與供應商之間的有效合作，客戶關系管理為制造企業維系與客戶的關系和擴大市場銷售創造了條件，電子商務系統支持企業的對外業務協作，為企業供應商關系管理和客戶關系管理的應用提供了集成平臺。

6) 企業信息系統集成

企業信息系統集成是企業信息化的重要內容，它應用系統集成的哲理、方法、技術，通過信息集成、過程集成、企業間集成和綜合集成等方式，將企業在產品研發、生產制造、企業管理、企業商務等領域內建立的信息系統進行整合，消除“信言息孤島”，實現企業各個經營環節的信息共享，使各種信息系統緊密配合企業的發展戰略，發揮更大的作用。

 企業信息化的發展歷程

如圖1-2所示，企業信息化的發展主要可以分為五個階段。

圖1-2 企業信息化的發展歷程

20世紀70年代中期以前，企業的計算機應用水平還較低，所開發的計算機應用功能也比較簡單，主要解決局部的計算功能，如財務記帳、生產計劃制定、采購物料數量品種計算、庫存統計、計算機輔助繪圖等。這個階段是企業信息化的雛形。

20世紀70年代中期至80年代中期，計一算機輔助技術CAX在企業得到成功應用和發展，其典型代表有：CAD、CAPP、SAM、CAQ、CAE 等。另外，在這一時期，企業開始應用具有一定集成度的綜合應用軟件，如制造資源計劃MRPII系統實現了財務、庫存、采購、計劃的集成，CAD軟件實現了產品造型與繪圖的功能，這些集成的應用將企業的計算機應用水平推上了一個新高度，也使企業信息化的進程達到了一個新的階段。

20世紀80年代中期開始的以計算機集成制造技術(CIM ）、企業資源規劃(ERP ) ，產品數據管理(PDM)為代表的企業范圍內的集成應用屬于企業信息化發展的第三個階段。

20世紀90年代中期以來，供應鏈管理(SCM)和客戶關系管理(CRM)的出現，快速高效地實現了供應鏈中相關環節之間的信息交換，降低了信息交換的事務成本，使企業信息化的發展進入第四個階段。

企業信息化的發展正在向著結盟企業之問的信息集成、異地設計制造集成(并行工程)、協同產品商務系統、電子商務系統方向發展。這屬于企業信息化的第五個發展階段。

制造執行系統的產生

制造執行系統作為企業信息化的重要組成部分，它的產生和發展是與企業信息化的發展歷程緊密相關的。生產方式的演變和IT技術的進步是促進制造企業信息化發展的兩個基本動因。在制造業信息化的早期階段，受到當時的環境限制，工廠的業務管理的信息化與生產設備的自動化通常被作為兩個獨立的領域而分別進行。由不同部門，基于不同看法而建成的一系列單一功能的信息系統，產生了以下兩個長期存在的信息阻斷問題。

1)信息孤島。在70年代末期，隨著社會和科學技術的發展及物資的日益豐富，企業面臨的壓力越來越大，市場全球化導致競爭日趨激烈，企業為了求得在下一世紀的生存和發展，紛紛尋求適合自己的先進的生產管理方式和信息化技術。這時，工廠內出現了生產調度、工藝管理、質量管理、設備維護、過程控制等相互獨立的系統，這些系統之間相互獨立、缺乏數據共享，從而導致功能重疊、數據矛盾等一系列問題。信息孤島造成了工廠中制造信息在水平方向的阻斷，所帶來的問題嚴重地制約著工廠內各種系統間的協調，阻礙了系統的發展，降低了制造領域信息化的整體作用。

2)信息斷層。進入80年代，全球市場競爭更加激烈，上層計劃管理系統(MRPII/ERP等)受市場影響越來越大，計劃的適應性問題愈來愈突出，明顯感到計劃跟不上變化，面對客戶對交貨期的苛刻要求，面對更多產品的改型和訂單的不斷調整，企業的決策者逐漸認識到計劃的制定和執行受市場和實際的作業執行狀態的影響越來越嚴重，而由于企業級的業務管理系統無法得到及時準確的生產實績信息，無法把握生產現場的真實情況，使上層計劃的制定越來越困難，準確性和可行性難以得到保證。同時，由于生產現場人員與設備得不到切實可行的生產計劃與生產指標，使車間調度系統失去了它應有的作用，一方面造成在制品庫存量過多，使車間管理出現混亂以及資金占用過多，延誤交貨期；另一方面由于設備空閑，造成資源浪費信息斷層造成了企業生產經營信息在垂直方向的阻斷，嚴重阻礙了企業級的業務管理系統與工廠級的輸出管理系統之間的集成，阻礙了企業信息化的發展。

80年代中期以后，伴隨著消費者對產品的需求愈加多樣化，制造業的生產方式開始由大批量的剛性生產轉向多品種小批量的柔性生產，伴隨計算機網絡和大型數據庫等IT技術的發展，企業的信息系統也開始從局部，事后處理系統為一式轉向全局、實時處理系統方式。在制造管理領域出現了準時生產（Just In Time,，IT）、約束理論(Theory of Constraints，TOC)等新的理念和方法；在管理系統軟件領域 MRP I I系統迅速普及，ERP系統嶄露頭角；在過程控制領域可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controllers，PLC)、分布式控制系統(Distributed Control System, DCS)得到廣泛應用。

盡管企業信息化的各個領域都有了長足的發展，但是在工廠以及企業范圍信息集成的實踐過程中，仍然難以解決信息孤島和信息斷層所帶來的各種問題。例如，在計劃過程中無法準確及時地把握生產實際狀況，在生產過程中得不到切實可行的作業汁劃。工廠管理人員和操作人員難以跟蹤產品的生產過程，不能有效地控制在制品庫存，用戶無法了解訂單的執行狀況。產生這些問題的主要原因仍然在于生產管理業務系統與生產過程控制系統的相互分離，計劃系統和過程控制系統之間的界限模糊，缺乏緊密的聯系。在這種情況下，作為面向企業生產執行層的信息系統MES應運而生。

1990年AMR的報告中首次提出MES這一概念，并將MES定位于重點解決生產執行層的生產管理問題，定義為“位于卜層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”，它是近10年來迅速發展的、面向生產執行層的生產管理技術與實時信息系統。它集成了車間中生產調度、工藝管理、質量管理、設備維護、過程控制等相互獨立的系統，使這些系統之間的數據實現完全共享，完全解決了信息孤島狀態下的數據重疊和數據矛盾的問題。同時，MES系統可以收集生產過程中人量的實時數據，對實時事件實現及時處理的同時與計劃層和生產控制層保持雙向通信能力，從上下兩層接收相應數據并反饋處理結果和生產指令。MES系統是實施企業先進制造戰略、實現車間生產管理自動化的基本技術手段。

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