MES系统助力智能制造

[摘 要]《中国制造2025》的主攻方向为智能制造，其中涉及了众多的应用领域，牵扯到价值链的各个方面，还需要大量的技术因素，实施一个项目的时候也会大量的应用。而MES系统作为智能制造建设中间重要的一个环节，其实施对于企业的智能工厂，智能车间的整体搭建都会起到至关重要的作用。本文主要是从智能制造的背景下，制造企业从MES系统的整合、选型、落地实施和集成应用等方面的新的思路。2015年年初，国务院提出了关于《中国制造2025》的纲要，这已经成为了实施制造进行强国的十年纲领是中国的第一次提出，这也因此被外界认为是中国版工业4.0的计划。从规划来看，这个纲要是中国制造业进行强国的第三条路线，其目标是2025年进入全球化制造业的第二大方阵。

[关键词]MES系统、智能制造、助力

中图分类号：F714 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0136-02

1 传统MES系统的定义与应用

MES系统是制造执行系统的简称，它是由美国的AMR公司在90年代初期的时候提出来的，目的是为了使MPR计划的执行功能进行加强，把车间作业现场和MPR计划进行现场的控制，利用执行系统把它们连接起来。这里面所说的现场控制主要指的是数据采集器、条形码、PLC程序控制器、机械手以及各种各样的检测和计量的仪器。MES系统通过设置必要的接口，和厂商之间建立起合作关系。现代的MES系统是一种管理系统，它是面向制造企业和执行层的生产信息化。它能够给企业提供计划排程管理、设备管理、采购和成本管理、对生产过程进行控制、对项目看板进行管理、对底层数据进行集成分析、对上层数据进行集成分解等等的管理模块，目的是为企业打造出一个可靠、全面、可行并且扎实的制造协同管理的一个平台。

MES的体系结构经历过两个发展历程，即从T-MES向I-MES的发展历程。传统的MES（即T-MES）是在1960年在零星的车间级应用里面发展起来的。它又可以分为专用MES和集成MES两大类。专用的MES是属于一种自己就是一体的应用系统。它一般是对单一的生产问题来说的。这些问题包括制品的库存过大、设备的利用率低以及a品的质量不能够得到更好的保证，它能够给这些问题去提供有限功能。比如质量设备、设备的维护、作业维度、物料管理，还可以适合于某一种特定的生产环境（如应用于MEMS车间和半导体的MES，应用于FMS系统的MES）。专用的MES具有投入少、实施快等等的优点，但是它的可集成性和通用性都比较差。集成MES系统的初衷是为了针对某些特定的行业（如装配、半导体、食品和卫生、航空等等）特定的环境而进行设定的。目前整个的工业领域都得到了拓展。它在功能上面已经实现了与上层处理事务和下层控制系统进行实时的集成。MES集成化具有相当丰富的应用功能，还具有统一的逻辑数据库和产品及工程的模型等优点。但是这类系统一般都会对特定的车间环境有着特殊的依赖，柔性相对来说也比较差，缺少广泛的集成能力和通用性，很难伴随着业务的过程发生变化而进行重新的配置。

可集成MES这个概念是AMR在发展和分析信息技术的方面和MES应用的前景之下提出来的，它是将消息机制、组件技术模块化应用到MES系统的开发中，它是两类传统的MES系统的结合。在表现形式方面看，I-MES具有专业MES系统的特点，就是说可以实现上下两层的集成。另外，I-MES还具有可扩展、可重构、客户化和互操作等等的特性。能够实现各个不同厂商之间的集成和原有系统方便的进行，目前的基于组件的I-MES是MES发展的主要的方面。综合利用成熟的技术和理论，形成可以适应，可以集成，可以重构的MES的框架体系，为了进一步提高MES软件能够跨行业的使用、适应和协调能力进行强有力的支持。基于现在已经具有的成果和基础，发出符合我国流程工业和离散制造业特点及需求的MES软件系统、构件库和相关的工具。

2 智能制造的概念及体系架构

智能制造的定义是由人类专家和智能设备一起组成的人和机器一体化的一种智能系统，它主要在制造的过程中进行智能的活动，比如一系列了判断、分析和决策等等。主要通过人与机器结合在一起共同做事，进而扩大延伸或者部分的去取代人类的专家从事制造中进行的脑力劳动。它更新了制造及其自动化的概念，并扩展到高度集成化、柔性化和智能化。

产品的智能化一般包括自适应工况、产品的个性化定制与服务、人机交换、自主决策；而装备的智能化，是将很多歌专家的经验和他们的专业知识进行融入感知、执行和决策的环节，给产品制造在线注入知识进化和学习的能力，比如来说在很多机械装备里面实现各种动态信息的制造；车间的智能化，主要表现为一个车间到底要生产什么，车间的设备的运行状态如何，质量如何的去管控，物料是否能做到及时的配送，是不是具有生产防范错误的系统，是不是有作业的指导，什么时候可以开始进行生产的统计，产品是不是能进行及时的发送和运输等等都可以成功的实现全局的生产和管理控制；工厂的智能化，一般包括智能化生产的管理与控制。智能化的物流与仓储、智能的生产线和加工中心，还有智能化生产的管理与控制；当然最重要还是要实现一个完整生产现场的智能化控制，举例而言很多很多的企业都开始使用了自动化的仓库，还有没人引导的小车等等。实现了工厂智能化最应该重视的人与机器的互动。智能制造还体现在建立制造一体化知识库与产品设计体系；以生产知识的再次利用和共享作为目标聚焦制造问题下的制约条件，从而进一步建立产品设计的体系；把那些长期研究目标的工厂和生产过程中的一些知识的共享作为目的，来建立出可以重构的生产与生产管理的体系；构造建立出柔性的设备，把研究库的研究成果加以利用，从而开发探讨出一种柔性人机一体化的新模式，进一步的去探讨出大规模下的生产模式。

3 智能制造中MES系统的应用和智能制造的未来

智能制造的任何一个角落都存在着工业软件。而MES是企业制造业信息化的非常重要的组成部分。它贯穿于生产、生产制造和工程技术的交集，它是智能制造的重要灵魂，因此其在智能制造体系建立的过程中存在着举足轻重的作用和地位。