对MES（Manufacturing Execution System 制造执行系统）系统的研讨(一)

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摘要

工业4.0智能制造改革大潮下，传统制造企业需要进行自动化,数字化,智能化的升级改造.需要纳入MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）系统，是用来帮助企业从接获订单、进行生产、流程控制一直到产品完成，主动收集及监控制造过程中所产生的生产资料，以确保产品生产质量的应用软件。

企业需要整合更多维度的数据，就需要更多的系统。要促使系统产生最大价值就需要系统与系统无缝协作。

我们以往采用软件和软件对接，依靠BI去整合的模式有很大局限性。与其被动打通系统与系统之间的壁垒，更好的做法是以数据为中心，构建统一的数据源模型，倒逼各个业务系统集成。（新的系统集成模式）企业需要处理数据的算法符合企业的核心价值，这对软件的快速迭代和个性化持续交付有更高要求。

目前通过合同约定式的软件交付模式，必然导致系统交付的敏捷性降低。（以往的IT架构模式要改变）。

流程企业在我国的国民经济中占有重要地位,流程企业在发展壮大的同时,对信息技术和综合自动化系统的需求也在持续变化。MES作为ERP系统的执行机构,对从生产命令下发到产品完成的整个生产过程进行优化管理,并实时的将生产过程信息反馈给ERP系统,从而将生产活动与管理活动信息有效的集成起来,在企业的综合自动化中起到了承上启下的作用,是整个流程工业综合自动化技术发展的关键,其中实时数据库又是连接MES与PCS的桥梁。

对于流程制造型化工企业，设备装置24h/d连续不停地运转，生产制造过程中每秒钟都会有大量数据信息产生和变化，有鉴于此，“快速、准确、可靠”就构成了对MES系统最基本的要求。而从技术层面搭建MES系统，首先要解决的就是如何让数据流在整个MES系统中“快速、准确、可靠”地畅通流动，也就是MES系统中数据的实时性问题。

智能工厂的智能化本质上体现为数据的计算能力（数据是根本），通过关系式数据库(RDBMS)、内存数据库(NoSql)、大数据(big data) 等数据库存取方式，图示化使用界面(BI)，开放式架构(Open Platform)等信息相关技术。

MES 系统是一个环境也是一个架构，它将实时的信息和其他信息系统（如生产流程规划系统等）结合，使得企业、工厂或流程控制系统之间的鸿沟得以连结起来。

我们研究的目的，在MES需以大型关系型数据库技术为设计基础，以便于大量实时数据的存储、比对、运作等环境下，怎样合理构建异构数据库。

摘要 3

引言 5

第一章 MES的定义及功能 11

1.1 MES系统简介 11

1.2 MES的功能结构 13

1.2.1 MES在企业系统中的定位 13

1.3 MES的现状 15

1.3.1 国内MES产业政策 15

1.3.2 国内MES的行业会议 16

1.3.3 MES的技术现状 18

1.3.4 国内 MES存在的问题 21

1.4 MES系统主要模块功能简介 22

1.5 集控MES 集成开发平台 27

1.5.1 平台介绍 27

1.5.2 MES 系统总体架构 31

1.5.4 MES信息集成与工厂建模结合 33

第二章RDBMS关系型数据库定义及功能 33

2.1 RDBMS关系型数据库简介 33

2.2 RDBMS关系型数据库优点 34

2.3 RDBMS关系型数据库缺点 34

第三章 NoSql内存数据库定义及功能 34

3.1 NoSql内存数据库简介 34

3.2 NoSql内存数据库优点 35

3.3 NoSql内存数据库缺点 36

第四章实时数据库定义与功能 36

4.1 实时数据库简介 36

4.2 实时数据库的功能 38

第五章总结与展望 40

结束语 41

参考文献 41

致谢 42

引言

制造执行系统（MES）研究背景

党的十六大报告明确指出：“实现工业化仍然是我国现代化进程中艰巨的历史性任务。信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择。坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。

企业信息化是用信息技术改造传统产业和实现信息化带动工业化的突破口。企业信息化就是将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，带动产品设计方法和工具的创新、企业生产管理模式的创新、企业间协作关系的创新，从而实现产品设计的数字化、企业管理的数字化、制造装备的数字化、生产过程控制的智能化、咨询服务的网络化，最终全面提升企业的竞争力。

信息化在企业中的重要作用主要体现在以下几个方面:

1) 信息化是提高企业知识生产力的最有效工具

现代管理之父杜拉克指出：“知识生产力将日益成为一个国家、一个产业、一家公司的竞争实力的决定性因素”，“无论什么传统产业，之所以能发展壮大，就是因为它们围绕知识和信息进行了重组”。在当今知识经济时代，知识已经成为企业的重要资产，未来企业间的竞争是人才的竞争，而人才的竞争本质上是知识的竞争，拥有更多更新知识的企业更有可能赢得市场的竞争。知识已经是企业获取利润的最主要的原材料和关键资源。只有采用信息化的手段，才能用围绕着生产过程的信息和知识对生产过程进行重组，使优秀的生产与操作经验、专有技术和知识进行最大效率的应用，从而使企业生产力得到极大程度地提高。

2) 企业信息化可以促进业务流程重组和组织结构优化

我国企业传统的组织结构存在多等级、多层次、机构臃肿、横向沟通困难、信息传递失真、缺乏活力、对外界变化反应迟缓等弊端。采用信息技术可以将原有的塔型结构转变为具有精良、敏捷、创新精神特点的扁平化“动态网络”结构，从而削减机构规模，提高企业效率，同时促进职工相互间知识和经验的交流，形成学习型组织，使企业更好地适应竞争日益激烈的市场环境。

通过把信息技术与管理相结合，美国通用电器公司的管理层从26层减到5层。60多个部门组合为12个业务部，管理人员减少了1/4，1996年利润居全美榜首；日本兴亚电工公司(KOA)废除中层管理职务后，销售额和利润都大幅度提升;美国IBM公司、英国石油公司和电讯电报公司均进行了大幅度的体制改革，并取得显著效果。北美福特汽车公司通过实施扁平化管理，使公司的1竹改率明显提高，利润人幅度增加。

3) 信息技术可以促进和提升制造技术水平

信息技术与制造技术相融合，将进一步给设计与制造技术带来深刻的，甚至是革命性的变化，使企业可以更好、更快、更省、更可靠地制造出创新产品。

以飞机研制为例，波音公司通过采用信息技术，尤其是并行工程技术和虚拟制造技术，使波音777的开发周期大幅度缩短，成本大人降低，山于实现了100%整机数字化设计，为波音公司在飞机制造业方面取得世界垄断与霸主地位奠定了技术基础。美国通用汽车公司通过采用数字化技术、虚拟制造技术和网络技术也达到了开发周期缩短，成本降低的目的。

先进制造与信息技术为制造业的发展提供了核心的技术支撑，采用高新技术改造传统产业、用信息化带动工业化、实现制造业的跨越式发展是今后相当长的一段时间内我国制造企业的必由之路。我国的制造企业面临着产品生命周期缩短、交货期缩短、复杂性增加、客户化定制需求增加等新的要求。这些要求迫使企业不得不采用信息化手段，并结合对其业务过程、产品研制模式、生产组织方式等进行调整和改革，从而满足用户对产品的高要求。

企业信息化的内容

企业信息化的主要任务是将信信息技术和管理技术、研发技术、制造技术相结合，以提升企业的经济效益和竞争力为目标，全面支持企业的产品研发活动、生产制造活动、企业管理活动和企业商务活动。企业信息化的内容如图1-1所示，包括企业信息化基础建设、产品研发信息化、生产制造信息化、企业管理信息化、企业商务信息化和企业信息系统集成。

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