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    某些專(zhuān)家認(rèn)為，當(dāng)今制造業(yè)的生存三要素是信息技術(shù)（IT）、供應(yīng)鏈管理（SCM）和成批制造技術(shù)。使用信息技術(shù)就是由依賴人工的作業(yè)方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽鳂I(yè)的快速化、高效化，大量減少人工介入，降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本；供應(yīng)鏈管理是從原材料供應(yīng)到產(chǎn)品出廠的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，使物流資源的流通和配置最優(yōu)化。這和局部?jī)?yōu)化的區(qū)別就是全面最優(yōu)化；成批制造技術(shù)是在合適的時(shí)間，生產(chǎn)適量產(chǎn)品的生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)優(yōu)化技術(shù)，并隨著生產(chǎn)制造技術(shù)的深化，改善對(duì)設(shè)備的管理。這里，MES技術(shù)在企業(yè)信息化中扮演著最重要的角色。

    1  MES的產(chǎn)生和發(fā)展

圖1  現(xiàn)在信息系統(tǒng)與過(guò)去功能模塊對(duì)照

    從20世紀(jì)70年代后半期開(kāi)始，出現(xiàn)了解決個(gè)別問(wèn)題的單一功能的MES系統(tǒng)，如設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、包括生產(chǎn)進(jìn)度跟蹤、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)等功能的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。也就是說(shuō)，在未實(shí)施整體解決方案或信息系統(tǒng)以前，各企業(yè)引入的只是單功能的軟件產(chǎn)品和個(gè)別系統(tǒng)，如圖1、圖2、圖3所示。當(dāng)時(shí)，ERP層（稱為MRP）和DCS層的工作也是分別進(jìn)行的，因此產(chǎn)生了兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是橫向系統(tǒng)之間的信息孤島（island of information），二是MRP、MRPⅡ和DCS兩層之間形成缺損環(huán)或鏈接（missing ring or Link）。

　　80年代中期，為了解決這兩個(gè)課題，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息系統(tǒng)開(kāi)始發(fā)展，生產(chǎn)進(jìn)度跟蹤信息系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)、績(jī)效信息系統(tǒng)、設(shè)備信息系統(tǒng)及其整合已形成共識(shí)。與此同時(shí)，原來(lái)的底層的過(guò)程控制系統(tǒng)和上層的生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)也得到發(fā)展，如圖4所示。這時(shí)，產(chǎn)生了MES原型，即傳統(tǒng)的MES（Traditional MES, T-MES）。主要是POP（生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理，Point of Production）和SFC（車(chē)間級(jí)控制系統(tǒng)，Shop Floor Control）。

圖2  制造業(yè)信息化的發(fā)展進(jìn)程

圖3  企業(yè)業(yè)務(wù)周期和范圍的劃分

MES（Manufacturing Execution System）直譯成制造執(zhí)行系統(tǒng)，俗稱生產(chǎn)管理系統(tǒng)。直到1990年，才由AMR組織提出并使用。20世紀(jì)90年代初，工業(yè)界開(kāi)始認(rèn)識(shí)到需要一個(gè)可以將業(yè)務(wù)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)集成在一起的中間層。如圖4所示。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）從一開(kāi)始就是一個(gè)特定集合的總稱，用來(lái)表示一些特定功能的集合以及實(shí)現(xiàn)這些特定功能的產(chǎn)品。美國(guó)的咨詢調(diào)查公司（Advanced Manufacturing Research，AMR），倡導(dǎo)制造業(yè)用三層模型（3rd layer model）表示信息化。將位于計(jì)劃層的控制層的中間位置的執(zhí)行層叫做MES，并說(shuō)明了各層的功能和重要性。如圖5所示。在中國(guó)，生產(chǎn)和制造兩詞有時(shí)混用或等同，仔細(xì)推敲，生產(chǎn)的范疇比制造要廣。MES處于企業(yè)信息系統(tǒng)ERP/SCM和過(guò)程控制系統(tǒng)DCS/PLC的中間位置。ERP作為業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，DCS/PLC作為控制系統(tǒng)，而MES則作為生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)。MES與上層ERP等業(yè)務(wù)系統(tǒng)和底層DCS等生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)一起構(gòu)成企業(yè)的神經(jīng)系統(tǒng)，一是把業(yè)務(wù)計(jì)劃的指令傳達(dá)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，二是將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息及時(shí)收集、上傳和處理。MES不單是面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)，而是作為上、下兩個(gè)層次之間雙方信息的傳遞系統(tǒng)，是連結(jié)現(xiàn)場(chǎng)層和經(jīng)營(yíng)層，改善生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益的前沿系統(tǒng)。MES也不是一個(gè)特定行業(yè)的概念，而且應(yīng)用于各種制造業(yè)的重要信息系統(tǒng)。

圖4  MES的地位及其對(duì)生產(chǎn)能力的提高（注：引自SIEMENS的資料）

圖5  1992年AMR提出的3層模型

    由于ERP層和DCS層的IT應(yīng)用起步較早，多已基本實(shí)現(xiàn)，因此，需要通過(guò)MES層的功能實(shí)現(xiàn)對(duì)兩者進(jìn)行整合，并填充其間的空隙或狹縫。最初，MES并沒(méi)有一個(gè)非常明確的定義，它幾乎涵蓋了所有那些無(wú)法準(zhǔn)確地分配給其他層的應(yīng)用程序或產(chǎn)品。大多數(shù)這樣的產(chǎn)品都是由一些定制的應(yīng)用程序逐漸演化而來(lái)的，而這些應(yīng)用程序基本上都是由系統(tǒng)集成商針對(duì)某類(lèi)特定用戶進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，并且通常都是針對(duì)某個(gè)特定領(lǐng)域（如排產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)室、質(zhì)量、產(chǎn)品跟蹤等）的。此后，在國(guó)際上，各相關(guān)組織都開(kāi)始意識(shí)到要對(duì)MES進(jìn)行更加明確的定義。MESA（Manufacturing Execution System Association International，制造執(zhí)行系統(tǒng)國(guó)際聯(lián)盟組織），ISA都相繼開(kāi)發(fā)了相關(guān)的模型對(duì)MES加以描述，并試圖通過(guò)模型使其標(biāo)準(zhǔn)化。位于美國(guó)的MESA成立于1992年，是繼AMR組織之后促進(jìn)MES普及和標(biāo)準(zhǔn)化的團(tuán)體，經(jīng)常發(fā)布關(guān)于MES白皮書(shū)，還有用戶使用MES后的效果調(diào)查報(bào)告。

　　ERP是對(duì)企業(yè)資源進(jìn)行有效地綜合地計(jì)劃與管理，是提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)效率和效益的手段和概念。其核心是計(jì)劃，而不是財(cái)務(wù)。或者說(shuō)，財(cái)務(wù)是手段，計(jì)劃優(yōu)化是目的。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的軟件則叫ERP軟件。德國(guó)SAP公司的R/3最有名。據(jù)AMR（Advanced Manufacturing Research）組織2003年統(tǒng)計(jì)，SAP約占世界ERP市場(chǎng)的35%，ORACLE約占13%，People Soft約占10%，J