MES系統應用解決方案

對于企業來說,控制系統、制造控制系統(MES)、企業規劃系統(ERP)以及管理信息系統的協同作用是引導企業長期保持利益和價值企業信息系統。而MES系統作為國內CIMS和國外ATM的重要組成部

對于企業來說,控制系統、制造控制系統(MES)、企業規劃系統(ERP)以及管理信息系統的協同作用是引導企業長期保持利益和價值企業信息系統。而MES系統作為國內CIMS和國外ATM的重要組成部分,必然會引起人們的高度重視。本文在探討了MES系統基本模型的基礎上,分析了MES軟件系統應用關鍵技術。
 
 
引言
制造業管理模式的變更以及數字化生產的應用是推動制造業朝著信息化方向發展的基本動力,也是企業推行制造執行系統(EMS)的根本原因。制造執行系統是現代信息技術在生產管理中應用的體現,是位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向生產的管理信息系統。
 
MES在國內外各個企業中得到了廣泛應用,而我國的部分企業卻將信息系統建設普遍放在了ERP管理系統和現場自動化系統兩方面。數控生產的管理模式和生產流程對企業信息化建設來說是一次巨大的挑戰,如果僅僅通過開發ERP管理系統和現場自動化系統已經完全不能滿足新形勢的需求。而借助于EMS系統則可以很好的滿足該需求,這也是MES系統在短短幾年內在國際上迅速發展的原因。
 
當前,我國對于MES的研究開發和應用仍處在起步階段,選擇合適的開發工具,開發出我國企業的MES軟件產品,實現企業系統之間的緊密集成,對于提升我國企業信息化的水平,增強與國際先進企業的競爭力,都具有著重要的意義。基于此,本文重點分析MES軟件系統應用關鍵技術。


一、MES概念
國際聯合會對MES的定義是可以通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理。一旦企業內部發生實時事件時,借助于MES軟件系統可以第一時間做出反應、報告,并結合數據信息進行有效指導和處理。這種可以迅速響應狀態變化的方式可以降低企業內部沒有附加值的活動,對于正常生產運作過程較為有利,同時還能增強企業的交貨能力,改變物料的流通性能,增強生產回報率。通過雙向的直接通訊,MES可以在企業內部和整個產品供應鏈中提供相關的行為關鍵任務信息。


二、MES軟件系統基本模型
1.數據存儲層
數據存儲層的主要功能是存儲相關的數據信息,支持MSSQL,Oracle,DB2等主流數據庫,也可以借助于文本文件、Access等形式對小批量或者是臨時性的本地數據進行保存。在MES軟件系統中存在有很多現場上位機管理軟件,一旦網絡出現異常,現場上位機管理軟件就能在單機狀態下運行,此時的數據信息將會暫時在本地文件中進行保存,當網絡連接正常后將會統一提交給網絡數據庫,這種存儲方式不僅可以確保生產的穩定運行,還能提升網絡數據的一致性和完整性水平。另外,存儲層還負責管理數據字典。

2.數據驅動層
在MES軟件系統中數據驅動層占據核心地位,不僅可以實現與物理數據層之間的交互、映射邏輯對象及物理結構,還能建立數據模型、智能化驅動、封裝邏輯規則和邏輯數據等功能。實際上,數據驅動層主要是基于面向對象的數據建模與驅動平臺,主要實現數據建模、數據和界面的關聯以及數據的自動存取等功能。

3.通用中間件
通用中間件主要包括有數據集成層、報表展示層以及業務構建層。數據集成層可以實現來自多個或者異構數據源之間的數據存取及規則映射,向應用層展現相關的規則和協議,并將下層數據的復雜性和異構型特征屏蔽起來。報表展示層主要是提供標準性的報表展示構件和技術,降低開發報表中的復雜性,并提供與企業門戶等系統相關的集成所需要的基礎接口。
 
業務構建層主要是封裝系統建模所需的基礎功能和技術,由于具有組件化的特點,在開發的過程中可以有效減輕難度,增強系統的穩定性水平。通用中間件主要對通用的技術和功能進行模塊化的封裝,確保業務邏輯和業務功能之間分工明確,在業務和應用變化的過程中,始終保證技術支撐平臺不變,增強系統技術構建的穩定性和升級的靈活性。

4.建模集成層
建模集成層主要是結合企業自身的實際,通過為工廠、產品以及業務提供相關的建模功能,進而搭建出合適的MES系統。為了滿足用戶使用系統過程中的個性化需求,應用集成層為用戶提供了不同類型的自定義功能。


三、MES軟件系統應用關鍵技術
1.多BOM結構及其相互轉換技術
在實際的生產過程中,MES通過使用BOM產生與物料相關的配套表,以方便庫房對物料的有效性進行檢驗以及發放物料;對生產過程中物料的使用情況以及短缺情況進行實時監控;幫助確定物料在生產過程中的存放貨物的位置和方法;對成本進行一系列的累計和控制。由此不難看出,在EMS軟件系統中BOM產品數據發揮著十分重要的作用。因此,在對企業各個應用系統中的BOM存在形式和特征,以及不同形式BOM的轉化方法時是制造執行系統中的關鍵技術。

2.物料工藝狀態描述技術
隨著企業生產環境不斷朝著現代化方向推進,為了方便企業對自己的產品在某時處于何種位置以及何種加工狀態進行全面了解,就需要企業對物料信息進行有效的管理,準確跟蹤各種物料的活動狀態。物料自身的工藝狀態直接對生產中物料所處的位置及其自身的加工狀態息息相關,因此,使用科學有效的方法對物料自身的工藝狀態建模技術加大研究力度,在實時跟蹤物料狀態時具有十分重要的現實意義。
 
另外,企業在編排生產計劃的過程中,因在實際的生產中會遇到各種各樣的問題,再加上計劃變更、設備故障等不確定的擾動和變化,經常會有計劃停滯或者計劃變更的情況出現,此時就需要企業重新對生產計劃進行排列或者滾動。在該過程中將會涉及到同一個問題,也就是管理物料工藝狀態變化的問題。在MES軟件系統中物料工藝狀態占據重要位置,可以將物料工藝狀態的建模技術看做是MES軟件系統應用中的關鍵技術之一。 
 
3.生產調度技術
實現敏捷化生產管理和運行的核心是能否合理配置資源、優化生產調度并進行有效的控制,而提升決策模型和算法的合理性及優化性水平則是實現上述目標的關鍵所在。當前在對生產進行調度和控制決策中,為了找到最優方案,通常會選擇純數學化、計算化以及模型化的決策方法或者是啟發式算法。
 
在實際的生產管理決策中,利用這種方法可以為人們提供科學的決策手段,有效擺脫了因依賴個人經驗和能力等方面的限制因素,在一定程度上提升決策的準確性和時效性水平。但是隨著生產制造環境的敏捷性水平不斷提升,這種決策機制在生產動態變化以及不確定的制造環境中越來越不適應,有時會阻礙生產的敏捷性水平。
 
除此之外,生產調度問題也是困擾人們的復雜難題,截止到目前也沒有任何一種高效、適應能力的強的調度算法或者理論。實際的生產過程中十分復雜,各種不確定事件出現的頻率不斷增加,使得生產調度問題不斷出現。所以,研究生產調度也是MES軟件系統應用的關鍵技術。

結論
MES軟件系統的應用在企業中發揮著十分重要的作用。在生產方面,實現了從生產管理層到設備控制層的管理,可以在制造生產過程中全面使用數字化技術,使得應用風險和難度不斷降低;在生產執行中,實現了對訂單的全程跟蹤、縮短流轉周期,有效改進了生產和質量作業中的缺陷。
 
另外,MES自身具有開放性及可擴展性特征,方便了企業現有應用系統的無縫襲集成,可以定制集成接口,增強集成的成功率。隨著企業信息化制造環境的不斷深入,以系統集成思想為基礎的制造業信息化建設對生產制造和管理生產都有積極影響,推動了企業整體信息化建設的發展,具有明顯的社會效益和經濟效益。
 

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