一、概述

    目前，國內很多企業在進行以上ERP系統為標志的信息化建設的同時，往往忽視了與過程控制層直接相連的成熟的MES系統的支撐，使得ERP系統不能及時地掌握到工廠發生的實際情況，成為空中樓閣，這也是許多企業信息化失敗的重要原因之一。國外一些先進的制造型企業信息化結構日趨統一在EPR/MES/PCS的架構下，MES在企業信息化中起到了越來越重要的核心關鍵作用。而國內在MES研究方面則還處于起步階段，這主要是因為MES具有明顯的行業特征；MES與企業的管理方式密切相關，由于沒有一個統一的實施標準，各企業的MES的功能架構各異。   

　　二、MES的特征與核心地位

    MES是美國管理界上世紀九十年代提出的關于制造業企業信息化的新概念，它通過計劃監控、生產調度，實時傳遞生產過程數據，來對生產過程中出現的各種復雜問題進行實時處理，在信息化中起到了核心關鍵作用。如果用一句話來概括MES的核心功能的話，就是：計劃、調度加實時處理。

    MES處于中間層，其特點是：

    1）、MES最具有行業特征，它與工藝設備結合最緊密，至今世界上還沒有一個適合于所有行業的MES通用產品。

    2）、MES是實現生產過程優化運行與管理的核心環節。

　　3）、MES是傳遞、轉換、加工經營信息與具體實現的橋梁。

    不同行業的MES功能差異很大，但MES的核心功能可以概括為四方面的內容（如圖1）：

    1）整體優化的計劃與設計：

    一體化的合同計劃，材料申請計劃，作業計劃，發貨計劃，轉庫計劃，對產品進行質量設計、生產設計、材料設計等等

    2）事件觸發的實時數據處理

    數據是MES 的基礎與生命，MES的信息不但要具有完整性，也就是該收集的信息都收集到，而且，還要具有時序性、時效性與實時性。按事件進行管理，實時地收集生產實績。所有生產事件的集合就構成了一個現實工廠的生產模型

    3）應對突發事件的實時調度

    對突發的故障緊急處理提供手段，對計劃進行動態調整，對操作作業進行指導

    4）生產狀態的實時監控

    主要監控設備的運轉狀況、在制品的質量狀況、合同進度的情況等等

圖1.  MES的核心功能

　　三、鋼鐵企業MES的技術架構

    鋼鐵企業MES是從企業經營戰略到具體實施之間的一道橋梁，它針對鋼鐵企業生產運行、生產控制與管理信息不及時、不完全、生產與管理脫節、生產指揮滯后等現狀，實現上下連通現場控制設備與企業管理平臺，實現數據的無縫連接與信息共享；前后貫通整條產線，實現全生產過程的一體化產品與質量設計、計劃與物流調度、生產控制與管理、生產成本在線預測和優化控制、設備狀態的安全監視和維護等，從而實現整個企業信息的綜合集成，從而對生產過程實現全過程高效協調的控制與管理。

　　3.1 鋼鐵企業MES的軟件功能架構

    鋼鐵企業MES 整體應用功能的設計，要以鋼鐵企業的行業特色為背景，要有先進的管理理念貫穿其中，貫徹以財務為中心、成本控制為核心的理念，貫徹按合同組織組織生產、全面質量管理的理念，實現全過程的一貫質量管理、一貫計劃管理、一貫材料管理以及整個合同生命周期的動態跟蹤管理，以縮短成品出廠周期以及生產周期，加快貨款回收，提高產品質量和檔次。

    寶信MES由訂單管理、生產管理、質量管理、作業計劃管理、物料跟蹤與實績管理、工器具與軋輥管理、倉庫管理、發貨管理、歷史數據管理等功能模塊組成（見下圖）：

　　四、鋼鐵企業MES的技術特點

    ● 較強的一體化計劃編制功能和實時動態優化功能

    ● 具有較強的與ERP系統及PCS系統的集成性

    ● 能廣泛適用于鋼鐵企業各種產線，包括板材、線材、型鋼、鋼管等不同的產線和單制程、多制程、直接熱裝熱送、短流程軋制等各種流程。

    ● 滿足敏捷制造的實時性，大量采用實時處理技術，無論是計劃調度、質量判定還是生產實績收集、成本核算都由生產中發生的事件觸發，進行實時拋帳和即時處理。

    在具體實現上，具有以下技術特點：

    1）建立產品規范體系和冶金規范體系,真正實現按用戶需求進行產品設計：

    為貫徹一貫質量管理理念，需要建立產品規范管理體系及冶金規范管理體系；產品規范支持銷售系統訂貨處理，并規范產品的品名、標準、牌號、表面特性等，確保從合同到標簽、質保書的統一引用。建立企業產品規范管理體系及冶金規范管理體系，是實現一貫質量管理的關鍵技術。

    2）自動的合同處理與設計技術：

    合同處理在產品規范系統和冶金規范系統的支持下，自動對銷售下發生產的用戶合同進行產品的質量設計和生產設計，設計合同的加工工藝途徑及合同產品從材料準備、生產、檢驗、發貨、出廠等全過程的工序工藝控制參數、檢化驗要求等作業指令，以及各工序的物料重量和合同的工序欠量，實現全自動的合同處理技術。

    3）產品質量判定的自動處理技術：

    冶金規范對于產品的最終放行條件作了規定，對于同一種產品，可以針對不同的用戶、不同的用途分別制定不同的放行條件，真正體現了按用戶進行質量管理模式。

    根據質量設計結果的放行標準和對產品的檢化驗實績，實現對產品實物的自動質量判定。

    4）實時動態的合同執行進程跟蹤管理技術：

    根據合同處理結果及生產實績的實時合同拋帳作業，對合同各工序生產欠量進行動態平衡，實時監控合同進度，動態反映合同的欠量、通過量，合同跟蹤從銷售、質量、生產、出廠直到財務結算為止，真正實現實時動態的合同跟蹤。

　　五、MES未來的發展趨勢

    走產品化的道路，從信息集成、事務集成發展到智能集成型的MES，滿足可集成性、可配置性、可適應性、可擴展性和可靠性的要求是MES今后的發展趨勢。具體表現在以下幾個方面:

    1) 通過軟總線技術的研究，進一步加大MES系統與周邊系統的可集成性，使其可以與各種廠家、各種類型的周邊系統平滑地連接。

    2）在對鋼鐵企業MES產品化軟件研究的基礎上，進一步拓展成為流程行業整個系統的解決方案，進而成為我國具有獨立知識產權的流程制造業MES產品化軟件。

    3）融入了一些流程行業的專有關鍵技術，如一體化計劃、全面質量管理技術、動態成本控制技術、設備故障監測與分析等，以滿足解決生產現場各種復雜問題的需要。

    4）通過面向對象技術、組件技術的應用，大大增強企業MES的可裁減性與適應性。

    5）向下拓展，進一步增強與操作設備的集成，加入如冶金模型庫及設備級控制指令等，成為流程制造業自動化綜合系統的完整解決方案。  
   
　　六、結論

    流程型企業生產過程是一個離散和連續混合的生產過程，產線長、工序多、設備復雜，完全靠人工的方式進行管理和控制幾乎是不可能的，因此，流程型企業MES 的實施就顯得尤其重要。開發出適應于我國流程型企業的MES軟件產品，實現PCS－MES－ERP的緊密集成，進而提出我國流程行業MES的技術規范與實施標準來，對提升我國流程行業信息化的水平，增強與國際先進企業的競爭力，都具有著重要的意義。