对MES（Manufacturing Execution System 制造执行系统）系统的研讨(二)

                 图1-1企业信息化基本内容

    1) 企业信息化基础建设

    企业信息化基础建设主要包括计算机网络、信息门户、信息中心、数据库系统、信息安全系统等五方面建设。顾名思义，作为企业信息化的这些基础设施，都是企业各种信息系统的支撑环境和运行条件。企业信息化基础建设与信息系统的开发应用是同步而行的。

    2) 产品研发信息化

产品研发信息化是产品研究与开发过程的信息化包括计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD )、计算机辅助工程分析(( Computer Aided Engineering,，CAE ）、计算机辅助工艺规划(Computer Aided Process Planning， CAPP ),计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing， CAM )、产品数据管理（Product Data Management，PDM)等，随着应用的深入，上述系统之间的集成问题变得越来越重要。    

3) 生产制造信息化

生产制造信息化是利用先进的信息技术、管理技术和制造技术，控制和规范生产过程，使生产制造活动更加高效、敏捷、柔性。生产制造信息化涉及从投料开始到最终完成产品的全过程，主要包括制造执行系统(MES )、数字控制系统(Numerical Control ，NC )，柔性制造系统(Flexible Manufacturing System, FMS )、工业机器人(robot )、计算机辅助质量管理(Computer Aided Quality，CAQ )、计算机辅助检测(Computer Aided Testing，CAT)等。生产制造信息化可以实现对生产过程的优化、监控和管理、提高产品制造的质量、精度，以达到提高生产效率，准时完成生产任务的目的。

 4) 企业管理信息化

 企业管理信息化是将信息技术和管理技术用于企业管理领域，提高企业管理水平和经营效益。企业管理信息化主要包括管理信息系统(Management Information System，MIS )、办公自动化(Office Automation，OA)、企业资源计划(Enterprise Resource Planning，ERP)等内容。这些系统在企业的应用都是伴随着信息技术的发展而产生的，它们共存于企业中，相互关联，各有侧重。

5) 企业商务信息化

企业商务信息化是现代信息技术和管理技术在企业商务活动领域的综合应用，主要包括供应链管理（Supply Chain Management，SCM )、客户关系管理(Customer Relationship Management，CRM )、电子商务(Electronic Business， EB )等内容供应链管理加强了制造企业与供应商之间的有效合作，客户关系管理为制造企业维系与客户的关系和扩大市场销售创造了条件，电子商务系统支持企业的对外业务协作，为企业供应商关系管理和客户关系管理的应用提供了集成平台。

    6) 企业信息系统集成

企业信息系统集成是企业信息化的重要内容，它应用系统集成的哲理、方法、技术，通过信息集成、过程集成、企业间集成和综合集成等方式，将企业在产品研发、生产制造、企业管理、企业商务等领域内建立的信息系统进行整合，消除“信言息孤岛”，实现企业各个经营环节的信息共享，使各种信息系统紧密配合企业的发展战略，发挥更大的作用。

 企业信息化的发展历程

   如图1-2所示，企业信息化的发展主要可以分为五个阶段。

   图1-2 企业信息化的发展历程

20世纪70年代中期以前，企业的计算机应用水平还较低，所开发的计算机应用功能也比较简单，主要解决局部的计算功能，如财务记帐、生产计划制定、采购物料数量品种计算、库存统计、计算机辅助绘图等。这个阶段是企业信息化的雏形。

 20世纪70年代中期至80年代中期，计一算机辅助技术CAX在企业得到成功应用和发展，其典型代表有：CAD、CAPP、SAM、CAQ、CAE                                  等。另外，在这一时期，企业开始应用具有一定集成度的综合应用软件，如制造资源计划MRPII系统实现了财务、库存、采购、计划的集成，CAD软件实现了产品造型与绘图的功能，这些集成的应用将企业的计算机应用水平推上了一个新高度，也使企业信息化的进程达到了一个新的阶段。

 20世纪80年代中期开始的以计算机集成制造技术(CIM ）、企业资源规划(ERP ) ，产品数据管理(PDM)为代表的企业范围内的集成应用属于企业信息化发展的第三个阶段。

20世纪90年代中期以来，供应链管理(SCM)和客户关系管理(CRM)的出现，快速高效地实现了供应链中相关环节之间的信息交换，降低了信息交换的事务成本，使企业信息化的发展进入第四个阶段。

   企业信息化的发展正在向着结盟企业之问的信息集成、异地设计制造集成(并行工程)、协同产品商务系统、电子商务系统方向发展。这属于企业信息化的第五个发展阶段。

制造执行系统的产生

制造执行系统作为企业信息化的重要组成部分，它的产生和发展是与企业信息化的发展历程紧密相关的。生产方式的演变和IT技术的进步是促进制造企业信息化发展的两个基本动因。在制造业信息化的早期阶段，受到当时的环境限制，工厂的业务管理的信息化与生产设备的自动化通常被作为两个独立的领域而分别进行。由不同部门，基于不同看法而建成的一系列单一功能的信息系统，产生了以下两个长期存在的信息阻断问题。

1)信息孤岛。在70年代末期，随着社会和科学技术的发展及物资的日益丰富，企业面临的压力越来越大，市场全球化导致竞争日趋激烈，企业为了求得在下一世纪的生存和发展，纷纷寻求适合自己的先进的生产管理方式和信息化技术。这时，工厂内出现了生产调度、工艺管理、质量管理、设备维护、过程控制等相互独立的系统，这些系统之间相互独立、缺乏数据共享，从而导致功能重叠、数据矛盾等一系列问题。信息孤岛造成了工厂中制造信息在水平方向的阻断，所带来的问题严重地制约着工厂内各种系统间的协调，阻碍了系统的发展，降低了制造领域信息化的整体作用。

2)信息断层。进入80年代，全球市场竞争更加激烈，上层计划管理系统(MRPII/ERP等)受市场影响越来越大，计划的适应性问题愈来愈突出，明显感到计划跟不上变化，面对客户对交货期的苛刻要求，面对更多产品的改型和订单的不断调整，企业的决策者逐渐认识到计划的制定和执行受市场和实际的作业执行状态的影响越来越严重，而由于企业级的业务管理系统无法得到及时准确的生产实绩信息，无法把握生产现场的真实情况，使上层计划的制定越来越困难，准确性和可行性难以得到保证。同时，由于生产现场人员与设备得不到切实可行的生产计划与生产指标，使车间调度系统失去了它应有的作用，一方面造成在制品库存量过多，使车间管理出现混乱以及资金占用过多，延误交货期；另一方面由于设备空闲，造成资源浪费信息断层造成了企业生产经营信息在垂直方向的阻断，严重阻碍了企业级的业务管理系统与工厂级的输出管理系统之间的集成，阻碍了企业信息化的发展。

80年代中期以后，伴随着消费者对产品的需求愈加多样化，制造业的生产方式开始由大批量的刚性生产转向多品种小批量的柔性生产，伴随计算机网络和大型数据库等IT技术的发展，企业的信息系统也开始从局部，事后处理系统为一式转向全局、实时处理系统方式。在制造管理领域出现了准时生产（Just In Time,，IT）、约束理论(Theory of Constraints，TOC)等新的理念和方法；在管理系统软件领域 MRP I I系统迅速普及，ERP系统崭露头角；在过程控制领域可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controllers，PLC)、分布式控制系统(Distributed Control System, DCS)得到广泛应用。

尽管企业信息化的各个领域都有了长足的发展，但是在工厂以及企业范围信息集成的实践过程中，仍然难以解决信息孤岛和信息断层所带来的各种问题。例如，在计划过程中无法准确及时地把握生产实际状况，在生产过程中得不到切实可行的作业汁划。工厂管理人员和操作人员难以跟踪产品的生产过程，不能有效地控制在制品库存，用户无法了解订单的执行状况。产生这些问题的主要原因仍然在于生产管理业务系统与生产过程控制系统的相互分离，计划系统和过程控制系统之间的界限模糊，缺乏紧密的联系。在这种情况下，作为面向企业生产执行层的信息系统MES应运而生。

   1990年AMR的报告中首次提出MES这一概念，并将MES定位于重点解决生产执行层的生产管理问题，定义为“位于卜层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，它是近10年来迅速发展的、面向生产执行层的生产管理技术与实时信息系统。它集成了车间中生产调度、工艺管理、质量管理、设备维护、过程控制等相互独立的系统，使这些系统之间的数据实现完全共享，完全解决了信息孤岛状态下的数据重叠和数据矛盾的问题。同时，MES系统可以收集生产过程中人量的实时数据，对实时事件实现及时处理的同时与计划层和生产控制层保持双向通信能力，从上下两层接收相应数据并反馈处理结果和生产指令。MES系统是实施企业先进制造战略、实现车间生产管理自动化的基本技术手段。