計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)的演化歷史如下圖所示,MES作為生產(chǎn)形態(tài)變革的產(chǎn)物,其起源來自工廠的內(nèi)部需求。 |
上個(gè)世紀(jì)八十年代,MRPII在美國生產(chǎn)與庫存管理協(xié)會(huì)(APICS)大力宣傳和組織推動(dòng)下得到了迅速的普及和廣泛應(yīng)用。推廣過程中,MRP II也暴露出一些不足之處,如MRP II對預(yù)測需求和銷售管理不夠重視,對車間的大量實(shí)時(shí)事件與數(shù)據(jù)不能很好地利用等等。 許多企業(yè)認(rèn)識(shí)到,需要其它系統(tǒng)來解決MRPII在這些方面管理薄弱的問題。于是,為了滿足銷售、預(yù)測的需求,產(chǎn)生了分銷資源計(jì)劃DPR(Distribution Resource Planning)。同樣,為了強(qiáng)化車間的執(zhí)行功能,制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)也就應(yīng)運(yùn)而生。 傳統(tǒng)的MES(Traditional MES,T-MES)大致可分為兩大類: 1)專用MES系統(tǒng)(Point MES) 它主要是針對某個(gè)特定領(lǐng)域的問題而開發(fā)的系統(tǒng),如車間維護(hù)、生產(chǎn)監(jiān)控、有限能力調(diào)度或是SCADA等。 2)集成MES系統(tǒng)(Integrated MES) 該類系統(tǒng)起初是針對一個(gè)特定的、規(guī)范化的環(huán)境而設(shè)計(jì)的,目前已拓展到許多領(lǐng)域,如航空、裝配、半導(dǎo)體、食品和衛(wèi)生等行業(yè),在功能上它已實(shí)現(xiàn)了與上層事務(wù)處理和下層實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的集成。 雖然專用MES能夠?yàn)槟骋惶囟ōh(huán)境提供最好的性能,卻常常難以與其它應(yīng)用系統(tǒng)集成。專用的MES整個(gè)系統(tǒng)重構(gòu)性能弱,很難隨業(yè)務(wù)過程的變化而進(jìn)行功能配置和動(dòng)態(tài)改變。集成的MES,比專用MES邁進(jìn)了一大步,具有很多優(yōu)點(diǎn):如單一的邏輯數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)內(nèi)部具有良好的集成性、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型等等。 AMR研究小組在分析信息技術(shù)的發(fā)展和MES應(yīng)用前景的基礎(chǔ)上,提出了可集成MES(Integratable MES,I-MES)這一概念。它將模塊化和組件技術(shù)應(yīng)用到MES的系統(tǒng)開發(fā)中,是兩類傳統(tǒng)MES系統(tǒng)的結(jié)合。 從表現(xiàn)形式上看,I-MES具有專用MES系統(tǒng)的特點(diǎn),即I-MES中的部分功能可以作為可重用組件單獨(dú)銷售。同時(shí),它又具有集成MES的特點(diǎn),即能實(shí)現(xiàn)上下兩層之間的集成。此外,I-MES還能實(shí)現(xiàn)客戶化、可重構(gòu)、可擴(kuò)展和互操作等特性,能方便地實(shí)現(xiàn)不同廠商之間的集成和原有系統(tǒng)的保護(hù)以及即插即用(P&P)等功能。 到90年代,MES發(fā)展為I-MES(集成MES)和MES-Ⅱ(Manufacturing Execution Solutions)。這樣MES則作為整個(gè)工廠生產(chǎn)現(xiàn)場的集成系統(tǒng)出現(xiàn),故又稱為Integrated MES(E-MES)。主要功能為工廠管理(資源管理、調(diào)度管理、維護(hù)管理)、工廠工藝設(shè)計(jì)(文檔管理、標(biāo)準(zhǔn)管理、過程優(yōu)化)、過程管理(回路監(jiān)督控制、數(shù)據(jù)采集)和質(zhì)量管理(SQC-統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理、LIMS-實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng))。在這個(gè)模型指導(dǎo)下,MES在90年代初期的重點(diǎn)是生產(chǎn)現(xiàn)場信息的整合。對于離散工業(yè)(discrete manufacturing)和流程工業(yè)(process manufacturing)來說,MES有許多差異。就離散MES而言,由于其多品種、小批量、混合生產(chǎn)模式,如果只是依靠人工提高效率是有限的。而MES則擔(dān)當(dāng)了整合、支持現(xiàn)場工人的技能和智慧,充分發(fā)揮制造資源效率的功能。 90年代中期,又提出了MES標(biāo)準(zhǔn)化和功能組件化、模塊化的思路。這時(shí),許多MES軟件實(shí)現(xiàn)了組件化,也方便了集成和整合,這樣用戶根據(jù)需要就可以靈活快速地構(gòu)建自己的MES。 從1997年開始的國際儀表學(xué)會(huì)(ISA)啟動(dòng)的編制ISASP95企業(yè)控制系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)和ISA SP98批量控制標(biāo)準(zhǔn)的工作尤為重要,2000年發(fā)布了SP95.01模型與術(shù)語標(biāo)準(zhǔn),2001年發(fā)布了SP95.02對象模型屬性標(biāo)準(zhǔn),2002年發(fā)布了SP95.03制造信息活動(dòng)模型(Activity Models)標(biāo)準(zhǔn),2003年發(fā)布了 SP95.04制造操作對象模型標(biāo)準(zhǔn)。其中SP95.01已經(jīng)被IEC/ISO接受為國際標(biāo)準(zhǔn)。SP95.01規(guī)定了生產(chǎn)過程涉及的所有資源信息及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表達(dá)信息關(guān)聯(lián)的方法。 SP95.02對第1部分定義的內(nèi)容作了詳細(xì)規(guī)定和解釋,SP95.03提出了管理層與制造層間信息交換的協(xié)議和格式。 |
2004年,全球批量控制論壇(WBF: World Batch forum)發(fā)布了基于XML技術(shù)的制造標(biāo)記語言(B2MML)第二版。該標(biāo)記語言旨在通過使用現(xiàn)有的軟件行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并在滿足實(shí)時(shí)績效管理(RPM: real-time performance)的前提下,顯著地降低企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)集成的成本。在過去的兩年里,基于B2MML技術(shù)的成果十分顯著。基于B2MML技術(shù)的MES產(chǎn)品借助XML的靈活性、擴(kuò)展性,能夠使MES與ERP等其它商用系統(tǒng)的集成成本更低、更迅速。 |