一、概述

    目前，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)在進(jìn)行以上ERP系統(tǒng)為標(biāo)志的信息化建設(shè)的同時(shí)，往往忽視了與過(guò)程控制層直接相連的成熟的MES系統(tǒng)的支撐，使得ERP系統(tǒng)不能及時(shí)地掌握到工廠發(fā)生的實(shí)際情況，成為空中樓閣，這也是許多企業(yè)信息化失敗的重要原因之一。國(guó)外一些先進(jìn)的制造型企業(yè)信息化結(jié)構(gòu)日趨統(tǒng)一在EPR／MES／PCS的架構(gòu)下，MES在企業(yè)信息化中起到了越來(lái)越重要的核心關(guān)鍵作用。而國(guó)內(nèi)在MES研究方面則有相當(dāng)差距，這主要是因?yàn)镸ES具有明顯的行業(yè)特征；MES與企業(yè)的管理方式密切相關(guān)，由于沒有一個(gè)統(tǒng)一的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，各企業(yè)的MES的功能架構(gòu)各異。

二、MES的特征與核心地位

    MES是美國(guó)管理界上世紀(jì)九十年代提出的關(guān)于制造業(yè)企業(yè)信息化的新概念，它通過(guò)計(jì)劃監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度，實(shí)時(shí)傳遞生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，來(lái)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，在信息化中起到了核心關(guān)鍵作用。如果用一句話來(lái)概括MES的核心功能的話，就是：計(jì)劃、調(diào)度加實(shí)時(shí)處理。

    MES處于中間層，其特點(diǎn)是：

    1)MES最具有行業(yè)特征，它與工藝設(shè)備結(jié)合最緊密，至今世界上還沒有一個(gè)適合于所有行業(yè)的MES通用產(chǎn)品。

    2)MES是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化運(yùn)行與管理的核心環(huán)節(jié)。

    3)MES是傳遞、轉(zhuǎn)換、加工經(jīng)營(yíng)信息與具體實(shí)現(xiàn)的橋梁。

    不同行業(yè)的MES功能差異很大，但MES的核心功能可以概括為四個(gè)方面(如圖1)：

圖1 MES的核心功能

    1)整體優(yōu)化的計(jì)劃與設(shè)計(jì)

    一體化的合同計(jì)劃，材料申請(qǐng)計(jì)劃，作業(yè)計(jì)劃，發(fā)貨計(jì)劃，轉(zhuǎn)庫(kù)計(jì)劃，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)等等。

    2)事件觸發(fā)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理

    數(shù)據(jù)是MES的基礎(chǔ)與生命，MES的信息不但要具有完整性，也就是該收集的信息都收集到，而且，還要具有時(shí)序性、時(shí)效性與實(shí)時(shí)性。按事件進(jìn)行管理，實(shí)時(shí)地收集生產(chǎn)實(shí)績(jī)。所有生產(chǎn)事件的集合就構(gòu)成了一個(gè)現(xiàn)實(shí)工廠的生產(chǎn)模型。

    3)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的實(shí)時(shí)調(diào)度

    對(duì)突發(fā)的故障緊急處理提供手段，對(duì)計(jì)劃進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，對(duì)操作作業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)。

    4)生產(chǎn)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控

    主要監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、在制品的質(zhì)量狀況、合同進(jìn)度的情況等等。

三、鋼鐵企業(yè)MES的技術(shù)架構(gòu)

    鋼鐵企業(yè)MES是從企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略到具體實(shí)施之間的一道橋梁，它針對(duì)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行、生產(chǎn)控制與管理信息不及時(shí)、不完全、生產(chǎn)與管理脫節(jié)、生產(chǎn)指揮滯后等現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)上下連通現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備與企業(yè)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)縫連接與信息共享；前后貫通整條產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)過(guò)程的一體化產(chǎn)品與質(zhì)量設(shè)計(jì)、計(jì)劃與物流調(diào)度、生產(chǎn)控制與管理、生產(chǎn)成本在線預(yù)測(cè)和優(yōu)化控制、設(shè)備狀態(tài)的安全監(jiān)視和維護(hù)等，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)信息的綜合集成，從而對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)全過(guò)程高效協(xié)調(diào)的控制與管理。

    鋼鐵企業(yè)MES的軟件功能架構(gòu)見圖2。

圖2 鋼鐵企業(yè)MES的軟件功能架構(gòu)

    鋼鐵企業(yè)MES整體應(yīng)用功能的設(shè)計(jì)，要以鋼鐵企業(yè)的行業(yè)特色為背景，要有先進(jìn)的管理理念貫穿其中，貫徹以財(cái)務(wù)為中心、成本控制位核心的理念，貫徹按合同組織生產(chǎn)、全面質(zhì)量管理的理念，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的一貫質(zhì)量管理，一貫計(jì)劃管理，一貫材料管理以及整個(gè)合同生命周期的動(dòng)態(tài)跟蹤管理，以縮短成品出廠周期以及生產(chǎn)周期，加快貸款回收，提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次。

    MES由訂單管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、作業(yè)計(jì)劃管理、物料跟蹤與實(shí)績(jī)管理、工器具與軋輥管理、倉(cāng)庫(kù)管理、發(fā)貨管理、歷史數(shù)據(jù)管理等功能模塊組成（見圖3）

圖3 MES功能模塊組成

四、鋼鐵企業(yè)MES的技術(shù)特點(diǎn)

    1. 較強(qiáng)的一體化計(jì)劃編制功能和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化功能。

    2. 具有較強(qiáng)的與ERP系統(tǒng)及PCS系統(tǒng)的集成性。

    3. 能廣泛適用于鋼鐵企業(yè)各種產(chǎn)線，包括板材，線材、型鋼、鋼管等不同的產(chǎn)線和單制程、多制程、直接熱裝熱送、短流程軋制等各種流程。

    4. 滿足敏捷制造的實(shí)時(shí)性，大量采用實(shí)時(shí)處理技術(shù)，從計(jì)劃調(diào)度、質(zhì)量判定到生產(chǎn)實(shí)績(jī)收集、成本核算都由生產(chǎn)中發(fā)生的事件觸發(fā)，進(jìn)行實(shí)時(shí)拋帳和即時(shí)處理。

    在具體實(shí)現(xiàn)上，具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

    1) 建立產(chǎn)品規(guī)范體系和冶金規(guī)范體系，真正實(shí)現(xiàn)按用戶需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)：

    為貫徹一貫的質(zhì)量管理理念，需要建立產(chǎn)品規(guī)范管理體系及冶金規(guī)范管理體系；產(chǎn)品規(guī)范支持銷售系統(tǒng)訂貨處理，并規(guī)范產(chǎn)品的品名，標(biāo)準(zhǔn)、牌號(hào)、表面特性等，確保從合同到標(biāo)簽、質(zhì)保書的統(tǒng)一引用。建立企業(yè)產(chǎn)品規(guī)范管理體系和冶金規(guī)范管理體系，是實(shí)現(xiàn)一貫質(zhì)量管理的關(guān)鍵技術(shù)。

    2) 自動(dòng)的合同處理與設(shè)計(jì)技術(shù)：

    合同處理在產(chǎn)品規(guī)范系統(tǒng)和冶金規(guī)范系統(tǒng)的支持下，自動(dòng)對(duì)銷售下生產(chǎn)的用戶合同進(jìn)行產(chǎn)品的質(zhì)量設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)合同的加工工藝途徑及合同產(chǎn)品從材料準(zhǔn)備、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、發(fā)貨、出廠等全過(guò)程的工序工藝控制參數(shù)、檢化驗(yàn)要求等作業(yè)指令，以及各工序的物料重量和合同的工序欠量，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的合同處理技術(shù)。

    3) 產(chǎn)品質(zhì)量判定的自動(dòng)處理技術(shù)：

    冶金規(guī)范對(duì)于產(chǎn)品的最終放行條件作了規(guī)定，對(duì)于同一種產(chǎn)品，可以針對(duì)不同的用戶、不同的用途分別制定不同的放行條件，真正體現(xiàn)了按用戶進(jìn)行質(zhì)量管理模式。

    根據(jù)質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)果的放行標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)產(chǎn)品的檢驗(yàn)實(shí)績(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品實(shí)物的自動(dòng)質(zhì)量判定。

    4)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的合同執(zhí)行進(jìn)程跟蹤管理技術(shù)：

    根據(jù)合同處理結(jié)果及生產(chǎn)實(shí)績(jī)的實(shí)時(shí)合同拋賬作業(yè)，對(duì)合同各工序生產(chǎn)欠量進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡，實(shí)時(shí)監(jiān)控合同進(jìn)度，動(dòng)態(tài)反映合同的欠量、通過(guò)量，合同跟蹤從銷售、質(zhì)量、生產(chǎn)、出廠直到財(cái)務(wù)結(jié)算為止，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的合同跟蹤。

五、結(jié)論

    流程型企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)離散和連續(xù)混合的生產(chǎn)過(guò)程，產(chǎn)線長(zhǎng)、工序多、設(shè)備復(fù)雜，完全靠人工的方式進(jìn)行管理和控制幾乎是不可能的，因此，流程型企業(yè)姬S的實(shí)施就顯得尤其重要。開發(fā)出適應(yīng)于我國(guó)流程型企業(yè)的MES軟件產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)PCS-MES-ERP的緊密集成，進(jìn)而提出我國(guó)流程行業(yè)MES的技術(shù)規(guī)范與實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)來(lái)，對(duì)提升我國(guó)流程行業(yè)信息化的水平，增強(qiáng)與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，都具有著重要的意義。

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本文標(biāo)題：MES的整體架構(gòu)及在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用

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