MES 的功能模型

    随着MES 的产生与发展，MES 的功能模型也发生了相应变化。1992 年，AMR 提出了三层结构的企业集成模型，指出了MES 所处的层次。1993年，AMR 推出了MES 集成系统模型，包括车间管理、工艺管理、质量管理和过程管理4 个功能模型。1997 年，MESA 提出了包括11个功能的MES集成模型，强调MES 是一个与其他系统相连的信息网络中心，在功能上可以根据行业和企业的不同需要与其他系统集成，为实施基于组件技术的可集成的MES 提供了标准化的功能结构、技术框架和信息结构。1998 年，AMR 提出了制造业过程模型，即REPAC（Ready，Execution，Process，Analyze，Coordinate）模型。该模型描述了制造企业中完整的制造管理事务流程，不仅强调MES 的核心作用， 而且提出了经营管理、生产过程管理和过程控制的闭环结构。随着标准化MES 研究的深入，出现了分布式面向对象的MES 功能模型，MES 能够通过基于知识的标准化规则向工作流、代理以及其他系统（SCM，ERP，Controls 等）请求制造事件或下达生产指令，通过协同机制实现企业生产过程管理。
  
   为了适应企业敏捷化的要求，2004 年MESA 提出了c-MES 体系结构。c-MES 主要包括8 个功能：资源分配与状态监控、生产计划调度、数据采集、操作者管理、质量管理、过程管理、产品跟踪与谱系、性能分析。c-MES 的功能覆盖了制造过程管理的全过程，并与企业经营计划层的ERP， CRM， CAD / CAM 等集成，形成在价值链和企业中各种系统和人的更好集成能力，通过协同制造获取更大效益。

      为了提高产品质量和生产效率， 降低生产成本，减少资源消耗和环境污染，流程企业迫切需要实现管理扁平化和综合生产指标优化，本文提出的实现管理扁平化和综合生产指标优化的流程工业MES 功能模型。
  
   合同管理子系统接收订单、客户等信息，整理出产品规格、数量、交货期等产品的需求信息。全流程价值链分析子系统综合考虑合同管理系统提供的产品需求信息、生产资料信息等因素，以企业效益最优化为目标，通过对全流程的价值流进行分析，确定产量、质量、消耗、成本、效益等相关的综合生产指标目标值，然后分别传递到生产计划管理子系统和综合生产指标优化子系统。生产计划管理子系统根据最优综合生产指标，在资源约束、设备约束、库存约束等限制条件下， 编制产量、质量、成本、消耗、设备运行等生产计划，并在不同时间尺度上对生产计划进行分解，然后把生产计划分别传递到生产调度管理子系统、综合生产指标优化子系统以及其他生产管理子系统（生产调度、动态成本控制、质量管理、物料跟踪与管理、设备管理）。生产调度子系统产生作业计划，下达到操作管理子系统、综合生产指标优化子系统和其他生产管理子系统。
  
   综合生产指标优化子系统根据企业综合生产指标、生产计划、作业计划优化分解产生最优的工艺指标和工艺约束条件，并传递给工艺指标优化/ 先进控制与动态优化子系统，最终产生控制回路最优设定值。
  
   各生产管理子系统分别接受产量、质量、成本、消耗、设备运行等生产计划，以及作业计划，进行分解、预报、分析，最终产生质量标准、物耗标准等作业标准。操作管理子系统接受作业计划、作业标准、工艺标准，产生操作规范和指令，通过设备运行子系统启停运行生产设备，并向资源供应系统发送资源调配指令，保证整个生产线协调稳定高效的生产。
  
   信息集成平台及时准确地收集并整理生产过程信息、计量信息以及化验信息等。统计管理子系统产生需要的不同时间尺度的数据信息，并反馈到相应的系统，各系统通过对预测值与生产实绩的统计值进行比较分析，并对下一个时间尺度的作业计划、作业标准、工艺标准、操作规范和指令进行调整。保证生产指标的实绩值处于最优综合生产指标目标值范围内。

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