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计算机辅助生产管理系统的演化历史如下图所示,MES作为生产形态变革的产物,其起源来自工厂的内部需求。 |
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上个世纪八十年代,MRPII在美国生产与库存管理协会(APICS)大力宣传和组织推动下得到了迅速的普及和广泛应用。推广过程中,MRP II也暴露出一些不足之处,如MRP II对预测需求和销售管理不够重视,对车间的大量实时事件与数据不能很好地利用等等。
许多企业认识到,需要其它系统来解决MRPII在这些方面管理薄弱的问题。于是,为了满足销售、预测的需求,产生了分销资源计划DPR(Distribution Resource Planning)。同样,为了强化车间的执行功能,制造执行系统(MES)也就应运而生。
传统的MES(Traditional MES,T-MES)大致可分为两大类:
1)专用MES系统(Point MES)。
它主要是针对某个特定领域的问题而开发的系统,如车间维护、生产监控、有限能力调度或是SCADA等。
2)集成MES系统(Integrated MES)。
该类系统起初是针对一个特定的、规范化的环境而设计的,目前已拓展到许多领域,如航空、装配、半导体、食品和卫生等行业,在功能上它已实现了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成。
虽然专用MES能够为某一特定环境提供最好的性能,却常常难以与其它应用系统集成。专用的MES整个系统重构性能弱,很难随业务过程的变化而进行功能配置和动态改变。集成的MES,比专用MES迈进了一大步,具有很多优点:如单一的逻辑数据库、系统内部具有良好的集成性、统一的数据模型等等。
AMR研究小组在分析信息技术的发展和MES应用前景的基础上,提出了可集成MES(Integratable MES,I-MES)这一概念。它将模块化和组件技术应用到MES的系统开发中,是两类传统MES系统的结合。
从表现形式上看,I-MES具有专用MES系统的特点,即I-MES中的部分功能可以作为可重用组件单独销售。同时,它又具有集成MES的特点,即能实现上下两层之间的集成。此外,I-MES还能实现客户化、可重构、可扩展和互操作等特性,能方便地实现不同厂商之间的集成和原有系统的保护以及即插即用(P&P)等功能。
到90年代,MES发展为I-MES(集成MES)和MES-Ⅱ(Manufacturing Execution Solutions)。这样MES则作为整个工厂生产现场的集成系统出现,故又称为Integrated MES(E-MES)。主要功能为工厂管理(资源管理、调度管理、维护管理)、工厂工艺设计(文档管理、标准管理、过程优化)、过程管理(回路监督控制、数据采集)和质量管理(SQC-统计质量管理、LIMS-实验室信息管理系统)。在这个模型指导下,MES在90年代初期的重点是生产现场信息的整合。对于离散工业(discrete manufacturing)和流程工业(process manufacturing)来说,MES有许多差异。就离散MES而言,由于其多品种、小批量、混合生产模式,如果只是依靠人工提高效率是有限的。而MES则担当了整合、支持现场工人的技能和智慧,充分发挥制造资源效率的功能。
90年代中期,又提出了MES标准化和功能组件化、模块化的思路。这时,许多MES软件实现了组件化,也方便了集成和整合,这样用户根据需要就可以灵活快速地构建自己的MES。
从1997年开始的国际仪表学会(ISA)启动的编制ISASP95企业控制系统集成标准和ISA SP98批量控制标准的工作尤为重要,2000年发布了SP95.01模型与术语标准,2001年发布了SP95.02对象模型属性标准,2002年发布了SP95.03制造信息活动模型(Activity Models)标准,2003年发布了 SP95.04制造操作对象模型标准。其中SP95.01已经被IEC/ISO接受为国际标准。SP95.01规定了生产过程涉及的所有资源信息及其数据结构和表达信息关联的方法。SP95.02对第1部分定义的内容作了详细规定和解释,SP95.03提出了管理层与制造层间信息交换的协议和格式。 |
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2004年,全球批量控制论坛(WBF: World Batch forum)发布了基于XML技术的制造标记语言(B2MML)第二版。该标记语言旨在通过使用现有的软件行业标准,并在满足实时绩效管理(RPM: real-time performance)的前提下,显著地降低企业应用系统和生产系统集成的成本。在过去的两年里,基于B2MML技术的成果十分显著。基于B2MML技术的MES产品借助XML的灵活性、扩展性,能够使MES与ERP等其它商用系统的集成成本更低、更迅速。 |
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