中國制造執(zhí)行系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析50621376-wenkub
2023-07-08 19:08:30 本頁面
【正文】 的研究已成為自動化領(lǐng)域的一個(gè)前沿課題。 20世紀(jì)80年代后期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，流程工業(yè)控制中出現(xiàn)了多學(xué)科間的相互滲透與交叉；同時(shí)，信號處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與自動控制技術(shù)的結(jié)合使過程控制開始突破自動化孤島模式，出現(xiàn)了集控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和經(jīng)營于一體的綜合自動化新模式。產(chǎn)生這些問題的主要原因仍然在于生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)與生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的相互分離，計(jì)劃系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)之間的界限模糊、缺乏緊密的聯(lián)系。中國制造執(zhí)行系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析本文從MES的基礎(chǔ)開始介紹，包括產(chǎn)生背景和發(fā)展趨勢及其在中國應(yīng)用的現(xiàn)狀，并以流程制造業(yè)鋼鐵行業(yè)為例，介紹了MES的應(yīng)用。 自上世紀(jì)八十年代以后，伴隨著消費(fèi)者對產(chǎn)品的需求愈加多樣化，制造業(yè)的生產(chǎn)方式開始由大批量的剛性生產(chǎn)轉(zhuǎn)向多品種少批量的柔性生產(chǎn)；以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和大型數(shù)據(jù)庫等IT技術(shù)和先進(jìn)的通訊技術(shù)的發(fā)展為依托，企業(yè)的信息系統(tǒng)也開始從局部的、事后處理方式轉(zhuǎn)向全局指向的、實(shí)時(shí)處理方式。針對這種狀況，1990年11月，美國的調(diào)查咨詢公司AMR首次提出MES的概念，為解決企業(yè)信息集成問題提供了一個(gè)被廣為接受的思想，就是我們今天要談的制造執(zhí)行系統(tǒng)。 2．MES的發(fā)展歷程1995年美國、日本、西歐等國已有100多家煉油、化工企業(yè)在實(shí)施CIMS計(jì)劃，推動了流程工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。目前，這已成為西方先進(jìn)工業(yè)國家流程工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)理論和產(chǎn)品的主流框架。 在Purdue模型中，流程工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)自下而上從功能上分為過程控制、過程優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度、企業(yè)管理和經(jīng)營決策五個(gè)層次，將生產(chǎn)過程和管理過程明顯分開。這一結(jié)構(gòu)將流程工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)劃分為：考慮生產(chǎn)過程問題的過程控制系統(tǒng)PCS；考慮企業(yè)經(jīng)營管理問題的企業(yè)資源計(jì)劃ERP；以及考慮生產(chǎn)與管理結(jié)合問題的中間層生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES。 國際制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會（Manufacturing Execution System Association，MESA）對MES的定義是“MES提供為優(yōu)化從訂單投入到產(chǎn)品完成的生產(chǎn)活動所需的信息。”它為操作人員/管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行和跟蹤以及所有資源（人員、設(shè)備、物料、客戶需求等）的當(dāng)前狀況。目前，MES在國外被迅速而廣泛地應(yīng)用。 企業(yè)信息化系統(tǒng)是一個(gè)信息相互貫通的集合體，作為制造業(yè)內(nèi)部最重要最基本的活動——生產(chǎn)，它的相關(guān)信息尤其需要得到實(shí)時(shí)的處理和分析。 傳統(tǒng)的MES可大致分為兩大類：專用的MES系統(tǒng)(Point MES) 和整合的MES系統(tǒng)(Integrated MES)。一些大學(xué)和科研院所等單位在國家863計(jì)劃資助下在 MES理論與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方面做了一定的工作。但其整個(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)行功能配置和動態(tài)改變。因此必須從根本上解決 MES的敏捷化問題，并大大降低 MES的開發(fā)與使用成本，有力促進(jìn) MES在我國的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和推廣應(yīng)用。 1．現(xiàn)代流程企業(yè)的定義和分類如此定義也僅僅是將服務(wù)業(yè)和部分加工行業(yè)劃分出去，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)過程中的物流情況對生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行分類，即能區(qū)分不同類型企業(yè)，又能在準(zhǔn)確反映生產(chǎn)增值狀況的過程中實(shí)現(xiàn)企業(yè)從宏觀控制到微觀協(xié)調(diào)的科學(xué)管理方法。 如圖2，“V”型物流情況，易看出其特點(diǎn)原材料少、加工路線相似、最終產(chǎn)品種類多，生產(chǎn)過程中“V”型物流占多數(shù)的企業(yè)如鋼鐵、煉油等。圖2 以物流特點(diǎn)為依據(jù)的企業(yè)分類以鋼鐵企業(yè)為例。 1）物流特點(diǎn)：多段生產(chǎn)、多段運(yùn)輸、多段存儲，物流種類多、工序多且形式不一、并伴有多種原料。不僅要根據(jù)定單進(jìn)行生產(chǎn)、制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃、實(shí)施全面質(zhì)量管理，還應(yīng)以對生產(chǎn)過程進(jìn)行全面監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集來滿足生產(chǎn)管理的實(shí)時(shí)性要求，不斷更新的人員、物料、產(chǎn)品等信息、全面詳盡的統(tǒng)計(jì)信息輔助管理者發(fā)布最合理的控制信息，從而盡善盡美地實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)。 分析完這些特點(diǎn)之后,可得到鋼鐵企業(yè)的基本供應(yīng)鏈模式如圖3：圖3 流程企業(yè)典型供應(yīng)鏈模式主要功能模塊：生產(chǎn)經(jīng)營決策；長期、中長期生產(chǎn)計(jì)劃編制；財(cái)務(wù)管理；人力資源管理；采購分銷；成本管理；庫存管理；定單處理；輔助決策等。 2．執(zhí)行層：包括車間生產(chǎn)級和生產(chǎn)調(diào)度級。 為流程企業(yè)定制制造執(zhí)行系統(tǒng)，其最主要的目標(biāo)就是建立和完善生產(chǎn)管理體系，包括根據(jù)客戶定單、市場預(yù)測和內(nèi)部資源狀況來制定生產(chǎn)計(jì)劃；從整體角度優(yōu)化、協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程；生產(chǎn)計(jì)劃的動態(tài)調(diào)整等等。生產(chǎn)信息庫則是動態(tài)性能要求最高的，每時(shí)每刻都有大量的流動數(shù)據(jù)注入其他信息庫，因此對它的設(shè)計(jì)要求也最高。 長期以來，對于企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營狀況的改善
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