8、智能制造车间与工厂层系统解析

智能制造车间与工厂层系统解析

1. 车间层系统

1.1 MES 系统

1.1.1 MES 概述

1992 年，美国先进制造研究中心（AMR）提出三层企业集成模型，将企业分为规划层（MRPII/ERP）、执行层（MES）和控制层（过程控制系统）。MES 位于上下层之间，起到连接和执行的作用，为操作人员和管理人员提供计划执行与跟踪以及所有资源元素（员工、设备、材料、客户需求等）的当前状态。

企业通过将设备层的数据信息经控制和执行层传递到规划层，实现垂直信息集成，从而获得竞争力。MES 具有以下功能：
- 作为生产与管理的桥梁：填补上层生产计划与底层工业控制之间的差距，是管理活动与生产活动信息沟通的桥梁，也是规划与控制之间的“信息枢纽”。
- 提供准确实时数据：收集从接收订单到制成最终产品的全过程各类数据和状态信息，强调数据的准确性和实时性，以优化管理活动并对随时可能变化的生产条件做出快速响应。
- 改善工厂运营：提高设备投资回报率，改善及时交货、库存周转、毛利和现金流表现。

1.1.2 MES 在智能制造系统中的作用

在智能车间中，生产规划、设备状态、质量控制、物料分配、生产防错、操作指导和生产统计等工作都需要大量数据收集。企业利用 MES 进行生产订单管理、生产数据收集与分析、质量管理、设备管理、生产追溯、物料管理等，最终生成统计生产分析和报告管理。例如，海尔车间的虚拟现实融合应用，将收集的数据映射到 3D 模型以显示实时状态，员工可在办公室查看车间各生产线的实时状态和趋势。

1.1.3 MES 的典型功能结构