当今制造业的生存三要素是:信息技术(IT)、供应链管理(SCM)和成批制造技术.使用信息技术就是由依赖人工的作业方式转变为作业的快速化、高 效化,大量减少人工介入,降低生产经营成本;供应链管理是从原材料供应到产品出厂的整个生产过程,使物流资源的流通和配置最优化,这和局部优化的区别就是 全面最优化;成批制造技术是在合适的时间,适量产品的生产计划排产优化技术,并随着生产制造技术的深化,改善对设备的管理.这里,MES技术在企业信息化 中扮演着最重要的角色.

为此,MES的推广和应用已成为制造业信息化工程的重要工作之一,研究MES的应用与发展将会为制造业制订MES实施的整体解决方案提供必要的参考.

1 MES的产生、发展及其模型

1)单一功能的MES系统

20世纪70 年代后半期出现了单一功能的MES系统,诸如设备状态监控系统、质量管理系统和包括生产进度跟踪、生产统计等功能的生产管理系统,用于解决个别问题.即在 未实施整体解决方案或信息系统以前,各企业引入的只是单功能的软件产品和个别系统.当时,ERP层(称为MRP)和DCS层的工作也是分别进行的,因此产 生了两个问题:一是横向系统之间的信息孤岛(island of information),二是MRP、MRPⅡ和DCS两层之间形成缺损环或链接(missing ring or link).

2)T-MES原型

20世纪80年代中期,为了解决上述两个问题,生产现场的信息系统开始发展,生产进度跟踪信息系统、质量信息系统、绩效信息系统、设备信息系统及其整合已 形成共识.与此同时,原来底层的过程控制系统和上层的生产计划系统也得到了发展,产生了MES 原型即传统的MES(traditional MES,TMES),主要是POP(生产现场管理,point of production)和SFC(车间级控制系统,shop floor control).

3)处于信息化中间层的MES

20世纪90年代初,工业界开始认识到需要一个可以将业务系统和控制系统集成在一起的中层.制造执行系统(MES)从一开始就是一个特定集合的总称,用来表示一些特定功能的集合以及实现

这些特定功能的产品.1992年,美国的咨询调查公司AMR(advanced

manufacturing research)倡导制造业用三层模型(3rdlayermodel)[1]表示信息化(见图1),将位于计划层和控制层的中间位置的执行层叫做 MES,并说明了各层的功能和重要性.在中国,生产和制造两词有时混用或等同,实际上生产的范畴要比制造广.MES处于企业信息系统ERP/SCM 和过程控制系统DCS/PLC的中间位置.ERP作为业务管理系统,DCS/PLC 作为控制系统,而MES则作为生产执行系统.MES与上层ERP等业务系统和底层DCS等生产设备控制系统一起构成企业的