MES系統(tǒng)開發(fā)的關鍵

    MES系統(tǒng)在國內的興起時間不長，但是借鑒了國外的MES系統(tǒng)開發(fā)經驗，所以發(fā)展的比較快，隨著市場上對于MES系統(tǒng)需求的興起，MES系統(tǒng)開發(fā)的技術也就日漸精練。眾多開發(fā)者在MES系統(tǒng)開發(fā)的適合，需要掌握關鍵，才能夠確定框架，更好地完成開發(fā)工作。

    MES系統(tǒng)是伴隨著生產制造企業(yè)對生產過程的掌控，對信息化建設的要求而產生的。國內目前對于MES系統(tǒng)的需求也逐漸開始顯現(xiàn)，而MES系統(tǒng)開發(fā)的關鍵在于建模技術。本文將主要就MES系統(tǒng)開發(fā)的建模技術進行闡述。

隨著因需而變的理念提出，西門子公司率先為MES指出了一個全新的發(fā)展方向，它將MES建立在一種結構(生產建模，ProductionModeling)之上，通過這種結構，用戶可以用層級模型(Hierarchical Model),將各種專用產品(組件，Component)協(xié)同起來，來描述業(yè)務(Business)和生產作業(yè)(Production Operation)。這正是西門子在全面集成自動化(Totally Integrated Automation)中所展示的概念。

　　近年來，一種新的國際標準正在成為企業(yè)的行為規(guī)范—控制系統(tǒng)集成規(guī)范。這就是國際標準化組織/國際電工委員會的IEC/ISO 62264和美國國家標準組織/美國儀表系統(tǒng)與自動化學會的ANSI/ISA-95，它定義了企業(yè)級業(yè)務系統(tǒng)與工廠車間級控制系統(tǒng)相集成時所使用的術語和模型。該標準還定義了中間層MES系統(tǒng)應支持的生產作業(yè)活動。

　　很多供應商、用戶、顧問都參與了該標準的制定和定義。這就確保了該標準具有堅實的基礎以及高度的可用性。該標準目前由三部分組成，其中第3部分定義了MES的作業(yè)活動。它著重闡述了與生產(Production)、維護(Maintenance)及質量(Quality)等有關的作業(yè)活動。通常來說，這些活動都是同等重要的，不過，如果和生產或者生產作業(yè)無關的話，可能也就不需要維護作業(yè)或質量作業(yè)了。

　　供應鏈的效率很大程度上受制于業(yè)務系統(tǒng)與生產系統(tǒng)的功能集成程度。MES正是以ISA-95為藍本提供了這種集成。系統(tǒng)集成的低下會導致制造系統(tǒng)效率低、可見性差。

　　要想真正了解工廠正在執(zhí)行的情況，需要一個系統(tǒng)，它可以產生可配置的符合需要的生產報告來顯示各種KPI。這就必須將過程控制的特定數(shù)據(jù)與生產相關數(shù)據(jù)關聯(lián)起來(例如:訂貨排程、批次、人員、物料等)，以簡化績效問題分析和識別。MES可以提供生產流程的可見性，以創(chuàng)建改善生產流程的條件，并提高制造系統(tǒng)的效率。

　　過程控制、MES及ERP之間的完全集成對現(xiàn)代企業(yè)的商業(yè)運作來說是至關重要的。制造系統(tǒng)是由許多不同的功能相互協(xié)同而構成的。制造系統(tǒng)的整體集成可以幫助企業(yè)實現(xiàn)一流的運營效率，相反，零散的解決方案將成為車間績效改善的瓶頸。

　　軟件平臺的有效重用是實現(xiàn)節(jié)約成本的關鍵。標準的應用產品通常都是一個龐大的系統(tǒng)，它們包含了很多的功能。但是，當這樣的系統(tǒng)面對千變萬化的客戶需求時，卻又往往顯得力不從心。因為，這些系統(tǒng)很難擺脫那些已經預先在產品中設置好的執(zhí)行邏輯(隱式規(guī)則法，implicit rules approach)。通常情況下，這些預設的執(zhí)行邏輯是無法根據(jù)特定需求去進行修改的。隨著產品的升級換代和相應應用的不斷擴展，這種矛盾就尤為突出。

　　 對于今天的制造業(yè)企業(yè)來說，擁有高度靈活的因需而變的應用系統(tǒng)是企業(yè)在商戰(zhàn)中決勝的關鍵。很顯然，應用上述的固化的標準系統(tǒng)，是無法滿足企業(yè)變化需求的。因此，西門子公司提出了一種全新而獨特的范例，為制造執(zhí)行系統(tǒng)的發(fā)展開辟了嶄新的天地。

　　SIMATIC ITProduction Suite是西門子SIMATIC IT產品的核心。它由SIMATIC IT Framework和SIMATIC IT Components組成。

　　SIMATIC ITComponents提供可以滿足業(yè)務基本需要的功能組件。每個組件都是針對具體的制造問題而設計的(例如訂單管理、物料管理、人員管理、報表管理等)。

　　SIMATIC ITFramework是一個建模環(huán)境，它通過圖形方式將不同的SIMATIC IT Components功能組合在一起來定義執(zhí)行邏輯(顯式規(guī)則法，explicit rules approach)。SIMATIC IT Framework是根據(jù)物理對象(實際的裝置和設備)和邏輯對象(軟件包及應用程序)來完成對工廠模型的創(chuàng)建。這些對生產執(zhí)行邏輯的顯式定義，以及對工廠模型中不同對象之間相互作用的定義，都是根據(jù)實際的生產作業(yè)來實現(xiàn)的。

　　SIMATIC ITProduction Suite提供了對于第三方組件和已有應用程序進行集成的能力。這樣一來，很多現(xiàn)場應用程序就可以集成進來，并按照SIMATIC IY Framework中定義的邏輯進行協(xié)調和調用。

　　通過SIMATICIT Framework，可以在基于圖形化規(guī)則的環(huán)境中對企業(yè)業(yè)務流程進行建模，這就給生產流程的描述提供了一種通俗易懂的方式。這種圖形化模型將制造系統(tǒng)的功能進行了細化。

　　按照ISA-95中定義的MES系統(tǒng)模型，SIMATIC IT Pro-duction Suite涵蓋了其中大部分功能，這也在一定程度上體現(xiàn)了SIMATIC IT研發(fā)的指導方針。西門子公司是ISA-95委員會中的正式會員，擁有表決權。

　　SIMATIC ITProduction Suite的設計保證了它可以在不同的工廠中快速推廣實施，這對于多地點、多工廠結構的集團企業(yè)來說，是極為有利的。因為，這樣可以在最大程度上節(jié)約實施成本。

　　SIMIATICIT Production Suite及其組件涵蓋了MES在任何制造背景下所需的核心功能。西門子公司提供完整的解決方案，這是TIA(全面集成自動化)概念的一部分。SIMATICIT是MES的主角。SIMATIC IT積極地拓展了全面集成自動化的理念，使得第三方軟件及組件也可以加入進來。通過這種方式，用戶不需要進行復雜的技術封裝就可以完成相應的解決方案。很多西門子產品都預置了大量只要經過初始化就可以使用的對象。

　　從國外的發(fā)展趨勢看，已經形成了一批MES軟件產品和解決方案，出現(xiàn)了一批以MES為核心產品的工業(yè)企業(yè)管理應用軟件公司，而且企業(yè)信息技術應用的焦點已經由ERP轉向MES，然而MES的標準化仍有大量工作要做。

　　從國內的發(fā)展趨勢看，CIMS、MES、ERP等概念都進入中國較早，但只以DCS為代表的底層自動化和以ERP為代表的管理系統(tǒng)普及速度較快，因此，中國工業(yè)企業(yè)的信息孤島和缺損環(huán)鏈現(xiàn)象比國外更為突出，也就是對MES層的認識相對落后，但是，確實有一些公司在加快開發(fā)中國式的MES產品或應用國外的MES產呂，而且勢頭較好，同時，在認識觀念上由關注ERP到關注MES的轉變也已開始。

　　從技術角度看，MES的功能正在向控制層和計劃層滲透，三層結構的分工可能更模糊。MES功能中的計劃排產與執(zhí)行調度模塊(APS)越發(fā)突出的推廣普及。它應是MES的核心。單一功能的MES產品正在向集成的MES和整體解決方案發(fā)展。信息技術領域的分布對象技術(CORBA、DCOM等)標準日臻成熟是MES發(fā)展和集成的基礎。DCS和ERP的普及和提高進一步推動了MES的發(fā)展和推廣。