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：　＾．　Ｉ　：ｊ－ｒ　ｑＪ＇，ｌ—｜Ｊ　系统之关键（上）　汪仁智　关键词：ＭＥＳ生产企业生产数据信息　批量处理ｅ．商业ｅ．生产　新的策略　当将这些策略添加到现有的　ＭＲＰ　ＩＩ／ＥＲＰ、ＣＡＤ／ＣＡＭ和工业过程控　本文作者｛　仁智先生．重　工业自动化值表　研究所二程师　２００２年２月６口收到，　背景情况　大约从２５年　前开始．许多生产企　业已经开始在计算机控制系统应用上加　大投资，队加强生产，降低成本。这些　控制系统技术在提高生产力方面已取得　了巨大的成效．不仅如此　到现在，已　能提供所需要的功能特性．并同时也能　与整个生产企业的信息管理系统集成在　一否开发一套相互融台的生产数据信息　交换协议关系到生产企业的整个ＩＴ结构　制系统中　后，它们能够为生产企业提　供更好的管理手段并增加经济和社会效　益　这样．就能集中建立企业级的广泛　的生产数据信息系统，便于生产企业领　导及时关注有关产品的生产隋况　现在，许多跨国公司所使用的软件　体系，而如何利用这种生产数据信息交　换机制则是能否打开商务运行的关键所　在。借助于ＭＥＳ，能够在整个生产企业　范围内的多个应用系统中实现即插即用　功能特陛的．就是所建立的ＩＴ结构体　系　产品之一就是生产执行系统（ＭＥＳ）　ＭＥＳ　不仅能够集成生产数据信包，还能够使　所有产品在从原材料到成品的整个生　产活动过程得到充分优化，并使企业能　够关注产品实际使用原材料资源的利　用效率：工厂信息系统能够填补基础信　息所存在的缺陷　所提供的真实生产数　据信息能够正确反映生产成本、计划编　Ｔａｒｅ＆Ｌｙｌｅ公司正在为生产企业提　供实施ＭＥＳ解挟方案．该公司同时也是　ＯＲＳＩ公司的一个跨国界客户　Ｔａｔｅ＆　Ｌｙｌｅ公司正在利用ＭＥＳ所提供的功能特　性队固定的格式查看处于临界状态的生　起。即便是这样　仍有一些控制系统　开始逐渐退出，而另外的控制系统已开　始完全软件化　最初人们都习惯于在实验室编写软　件．或者通过相应的系统集成平台来开　发。然而，在最近１０年间．商品化软件　产品向工业用户所提供的应用系统解　决方案在普及应用方面已经得到了空前　的发展机遇。有相当多的商品化应用软　件产品已经占据了不同程度的市场份　额，其中包括ＭＲＰ　ＩＩ／ＥＲＰ（企业资源计　产过程和生产数据信且，这些相应的生　产数据信息同时也能够被主管人员、操　作员、经营人员和企业内的其他相关人　员所利用，并且形成了相应的生产数据　信且供应链。　制的实施、生产程序的执行情况。但是，　工厂底层生产数据信息的关键是与商　务处理系统的完整统一．以及从工广、　生产设备到原材料、人力资源的利用　和生产数据信息管理系统全都要依靠　三生产企业需求　生产企业必须有效地调配和掌握交　划）系统、ＣＡＤ／ＣＡＭ系统　及工业过　程控制系统。　ＭＥＳ来实现和完成　其结果好像是，　ＭＥＳ成了生产企业垂直管理的胶水，用　于统一生产操作运行系统和生产企业方　针政策　强烈的市场竞争迫使生产企业正在　考虑将其所有的计算机系统完全集成　到信息技术（１　结构体系中去　便能　够进一步提高生产企业的竞争优势。能　错在各种控制系统中的人力资源、原材　二变化与软件　为了适应复杂市场需求的增长，　及全球性经济发展体系的需要，服务于　料资源和生产设备，　便能够最大效益　地发挥他（它ｊ们的潜力．因此．通常需要　充分利用软件工具和文档程序资料，也　就是要利用３层参考模型中的生产执行　系统层，如图』所示：ＭＥＳ为生产企业　在控制系统上的运行操作定义了各种不　规模化生产企业的一些有远见的公司或　社团领导层．正在计划开发和实现一种　ｌＡ　Ｖｏｌ　６　Ｎｏ　５　５・２ｏｏ２　维普资讯 http://www.cqvip.com

Ｍ　ＥＳ是连接过程控制与企业资源计划系统之关键（上）　嵛源的管理工作充分地关联起　来，　便满足生产者对生产产　（６）当遇到需要进行产品嘲度时　为　某一领域优化产品价格。　｛７）修改局部产品生产进度　以便　弥补因其他产品生产中断所造成的损失。　品信息的需求　从传统意义上　讲．管理工作已经被产品调度　者、　督人员和生产线操作员　手动完成了。然而，在自动化　五ＭＥＳ功能范围　一产品生产与ＥＲＰ功能之间为　ＭＥＳ软件开发商提供了广阔的　发展空间，ＭＥＳ软件必将为自　般的ＭＥＳ功能通常被归纳到　组相关的功能领域集。这些不同组的功　动化产品生产与ＥＲＰ功能提供　完善的自动化解决方案。　ＭＥＳ层的一＿骰功能特性包　括以下几个方面：　能在企业的各个领域运行并集成于一　体，能够为企业提供完善的生产管理　如　图２所示。其典型功能组包括　下儿个　方面　（１）广泛采集相关的生产致　同类型的功能特性，这些功能特匪不　据信息．如有关库存量数据信息，』、力　｛１１生产调度　ＭＥＳ的一个主要功能就是生产和资　仅仅局限于企业内部或者某些地域，而　且还涉及到整个企业控制系统的各个级　别　资源的利用、自然原材料的使用和能溉　的消耗情况等　（２）对局部分析和企业级后勤系统　提供相关的维护信邑　｛３１采用诸如ｓｑｃ（统计式质量控制）　和ｓｐａ（统计式过程控制）的方式履行对　生产话动和产品的信息分析。　（４）管理局部人力资源功能，如人力　资源调度、假期安排，协会活动组织、　源的局部计划编制和调度管理。商务一　级计划编制系统通常　具备所需要的详　细信息资料．而目也不便于对特殊生产　产品、生产设备或者人力资源进行在线　调度管理。局部计划编制则侧重于啄材　料的局部位置和资源的有效性：　生产调度决定了率地资源的最佳使　生产企业系统涉及到交错在整个企　业内部的各种后勤和财务系统．　们所　熟悉的ＥＲＰ系统已经开始深入到过些领　域。其他生产企业系统还广泛地包括了　计划编制和生产优化，生产供应链的管　用，以便能够进一步满足生产需要　它　包括为最小限度的生产设备配置或者拆　卸定制功能需求，为生产设备的最佳使　用融台需求。由于生产产品批量－　小或　者生产速度快慢等原田　当需要时应当　及时分离相应的功能需求　这种功能也　就是』、们所熟知的有限生产量调度管理　生产调度通常熟练应用于　局部生产领域．因为所有详细　生产数据信息必颓集成在一起　进行调度管理。例如．某些看　理，以及客户关系的管理等。控制系统　湎常是指ＰＬＣ、ＤＣＳ、ＳＣＡＤＡ系统，以　在岗培训计划编制和职员资格条件认定。　（５）建立和维护各个生产领域内的　生产谓度，包括有计划局部维护行为、　及基于ＰＣ控制系统的强台体＝ＭＥＳ层　已经代表性地成为局部过程控制系统功　能度与企业后勤系统功能度的连接桥梁．　通过ＭＥＳ能够很好地将它们集成在一　起，形成整个企业的生产数据信息共享　生产企业正在关注计算机控制系统　技术发展的新趋势，这种发展趋势就是　将电子商务系统与Ｔｒ。底层的过程控制　信息系统集成在一・起　假期安排、原材料的有效性和存放位置．　及生产设备性能等信息　似简单，但又缺乏维护工具的　生产设备，当出现设备故障时　将会导致至少一半　上生产最　四ＭＥＳ应用范围　ＭＥＳ层定义ｒ一套不同种类的各种　功能特性，但这些功能特性通常集中在　３种必颂处理的主要资源之上，即人力、　原材孝斗和生产设备　ＭＥＳ层应当与这些　的损失＝局部的生产数据信息　需要能够确保ｌ牛产调度的正确　性　ｔ２）资源管理　一旦调度命令已经被决　世界仪寝与自动化　５・２００２　，孽　维普资讯 http://www.cqvip.com

ＭＥＳ是连接过程控制与企业资源计划系统之关键（上）　定．就应该不折不扣地执行这项调度命　产执行功能能够分清手动和自动处理操　（８）产品分析　令　任务的执行还需要有能力管理好所　作的各自职责　因此　需要定义好自动　产品分析能够丑时提供生产数据信　使用的资源．这些资源包括机器　工具、　化控制设备所需要的和完善的通信协议。　息，并将其反馈到，止业后勤系统中去＝　劳动者（要求具备特殊技能的』、员）、原　（５，产品跟踪　这项功能将生产响应和与其相关联的产　材料和生产产品信且文档。　ＭＥＳ层币但关心生产计划编制，而　品需求进一步结合起来．它包括分离或　资源的管理工作需要所使用资源的　且还跟踪实际生产和计划的执行。这主　者合并产品生产记录　困此　批量和生　当前状态等相关信息．　及生产产量和　要包括监控生产设备、原材料和人员在　产运行能够直接面向所关联的产品需求　资源的性能。信息必须是具备可维护和　生产中的使用。这些信息必须要能够反　某些生产数据信息能够被提供作为　可利用性能　必须具备忠实的有效陛　馈到调度系统　使用调度系统才能够基　生产规则与调度的依据　或者仅仅被提　而不是资源所难　达到的性能：　于当前条件进行实时更新　供作为最终生产运行或批量生产的条件．　难队达到的性能是指因为一些项　这些信息还包括实际的在职人员、　产品分析也包括生产单位周期性的生产　目　如所预定的维护工作、当前操作　生产中所使用的原材料　当前设备运行状　数据信电的仔细检查、资源与生产设备　方式和假期安排等相互之问发生冲突，　况，　及任何报警、返工或者其他与产　利用、生产程序功效和产品的可变性。　而不能够实现的一种过程。资源管理可　品生产相关联的一些例外因素　这些信　这些生产数据信　通常应用于优化生产　能包括本地资源预约系统：通常还有个　息同样也被作为跟踪的目的所在　例如　和资源。　别预约系统能够适应于相应的临界资源。　跟踪同类系列的原材料、跟踪产品质量、　）过程分析　（３）生产派遣　便于改进生产设备和培训特殊操作员　过程分析是对交叉多的生产运行或　ＭＥＳ层通过对生产设备和人力资源　（６）数据采集　者批量生产等特殊生产过程提供反馈的　菩生产要素的派遣来进一步控制生产流　生产控制系统通常处理生产设备信　功能。这些生产数据信息被应用于优化　程　这些流程可能包括在一个批量控制　息，如传感器和执行器的运行状态。ＭＥＳ　或者修改特殊生产过程。其功能包括劣　系统中的批量启动、发布生产顺序　咀　的一种功能就是采集生产数据信息　协　质批量　牛产或者不符合生产工艺的生产　及离散制造业和连续过程控制行业内的　调具有特殊运行性能的生产数据信包，　运行的数据信息分析　便分析和测定　生产运行启动指令。　或者进一步满足特殊生产需求　ＭＥＳ生　所存在的根本原因；对异常批量生产质　派遣工作可以获得手动操作所发出　产数据信息采集功能所关心的是历史　量或者高质量生产运行的数据信息分　的启动程序指令。程序可队分为机器设　数据、事件数据、操作员的输人数据　析．以便分析和测定优化生产运行的条　置、产品等级改变替换、设备拆卸、运　信息、操作员的操作记录　及在产品　件。过程分析通常包括统计式过程控制　行速率设置，或者生产流程配置等。生　生产过程中所产生的任何信息资料。　分析和利用所采集的生产数据信息为多　产派遣也包括指派生产设备、生产人　（７）质量管理　功能测量运行参数服务。　员，　及生产原材料等　这些功能可能　产品质量的测试是最重要的ＭＥＳ　（Ｉｏ）其他生产功能　包括对生产过程中生产总量控制　及　功能之一．产品质量的测试可　在线或　此外，还有另外３种功能，有时也将　返工品的管理和废品回收处理等能力。　者离线进行　在线测试包括实时测量数　它们看作是ＭＥＳ层的一部分，但对ｒ企　ｆ４）生产执行　据信息采集，这样可队确保具有严格的　业生产运行并不是必须的　这３种功能　通常．实际的生产执行处于ＭＥＳ层　产品质量．也能及时发现问题所在　并　是文档控制　人力资源管理和生产设备　的功能特性　外，尤其是自动化生产水　能够妥善解决所存在的质量问题。质量　维护管理。　平较高的设备更是如此。然而，当生产　管理也包括产品质量的离线分析　最典　（ａ）文档控制　处于手动操作运行时　ＭＥＳ功能常常　型的是在实验室并按照产品质量管理测　生产企业内各项生产运行活动需要　被应用于对生产人员下达特殊的生产指　试程序就能够完成产品质量的分析＝　广泛地管理各种文档信息。这些文档项　令　其典型应用是对生产程序发布自动　质量管理功能包括在线生产数据信　目包括ＳＯＰ（标准操作程序）　生产指令　执行指争，将详细的指夸与特殊的职员　息的显示　如ＳＰＣ和ＳＱＣ数据信息。质　配方、控制系统程序、工艺流程图表　相对应起来　或者显示出特殊设备所处　量管理通常还需要处理质量测试程序并　批量生产记录　工程更改通告　生产报　的地理位置。在相同的领域内，ＭＥＳ生　能够长期保持质量测试的结果　警信息记录，　及除生产报表以外的其　雌　——　等　５｜　维普资讯 http://www.cqvip.com

ＭＥＳ是连接过程控制与企业资源　他一些文档资料。　上这些文档信皂的管理通常要涉　盟到规章制度、环境条件和生产安全，　或者某些原因的证明材料。一般情况　Ｆ　企业部将会有一套相应的生产运行　程序、生产方针政策和软件工具来管理　所有文档资料＝当某一套控制系统出　现故障进而影响到整个企业生产运行时．　文档控制能够及时被考虑作为一种ＭＥＳ　功能而用于企业文档资料的管理工作。　（ｂ）人力资源管理　生产企业的管理工作通常也需要有　关与产品生产相关联的人力资源等数据　信息资料的帮助。这些数据信息可能包　括诸如文凭等级、对特殊生产任务的尽　力程度蹦及人力资源的可用性管理。　在某些情况下．这些信息资料通常　极保存和管理在相关的ＨＲ（人力资源）　系统等社会团体那里，对于某些企业生　产所需要的更加详细的数据信息资料通　常都不会在ＨＲ系统中轻易得到、也许会　花费一大笔费用才能够拥有。在这种情　况下，人力资源管理能够被充分考虑到　并同时作为ＭＥＳ功能的一部分　（ｃ）生产　几备维护管理　维持企业生产运行过程中的生产设　备、工具和仪器仪表的正常运行是企业　生产运行最重要的功能。如果这些生产　工具不是被集中在一个企业中，就可以　考虑作为一种ＭＥＳ功能　维护管理能够　确垛生产设备、工具和仪器仪表的可利　曜性，井能够为企业生产运行创造条　件＝这些功能可能包括生产设备、工具　和仪器仪表周期性的调度管理　或者为　企、肥生产运行提供预防陛的管理措施，　也包括生产设备、工具和仪器仪表出现　故障时的直接响应管理。　六ＭＥＳ解决方案　当前，山服务于ＭＥＳ领域内的各种　５・２ＯＯ２　释露　强穗野转　ｉ　｛　维普资讯 http://www.cqvip.com

ＭＥＳ是连接过程控制与企业资源计划系统之关键（上）　应用软件开发商向工业用户提供了４种　ｂ控制系统供应商解决方案　ＭＥＳ功能特性。然而．这种解决方案往　不同的ＭＥＳ解决方案。这些方案建立在　控制系统供应商已经深刻地认识　往只局限于某些特殊工业行业内的某些　各种混合型市场基础之上．但对于长期　到　如果要能够有效地利用好其控制系　特殊应　领域　如　３所示。某些Ｔ业　应用系统的解决方案并不是唯一确定的，　统设备　则需要在ＭＥＳ层得到有效的操　供应商也往往只是卜意识地将服务对　随着技术的进　步笈展　也可自　会出现　作　而且他们正在努力提供这种相应的　象与某此特殊１＿、　行　内的某些特殊　新的解决方案。　功能特性　一些控制系统开发商计划通　应用对象集成起来．凼为往往与不　的　（１）ＥＲＰ供应商正在开始提供包含　过内部开发增加ＭＥＳ功能特性到其控制　工业行业关联着的ＭＥＳ功能具有不同　一些较宽范围应用的ＭＥＳ功能特性。　系统产品中去　作为一种可选择部件，　的重要特　。来Ｉ＝＝｝于Ｃｏｎｓｉｌｉｕｍ公司的　（２）过程控制系统供应商正在开始　便能够为其控制系统产品提供更加广　ＦＡＢ３０００系列生产设备管理部件能够为　转向并提供包含一些较宽范围应用的　阔的生存空间。　生产企业提供完整的麻用需求　包括新　ＭＥＳ功能特性。　控制系统供应商已经着手减少其控　一代的生产功能定义、生产模拟并能够　（３）ＭＥＳ工业应用供应商正在提供　制系统产品所利用的专门技术的应用领　跟踪半导体产品的生产设备　另外、从　功能度更加完善的ＭＥＳ功能特性．尽管　域，进而增加～些其他功能特性　他们　生产企业的命名上来分析．可以看出往　通常局限于单个工业应用领域。　通常仅仅提供数据信息采集功能．以便　往也存在着各种工业行业相互交叉的情　（４）ＭＥＳ功能供应商正在为特殊　形成历史数据信息．用于性能分析、复　况。　ＭＥＳ功能能够跨平台访问多个不同工　杂化分析和作为系统仿真工具，以及生　例如．　‘套为制药行业生产　・　开　业应用领域提供最好并且种类繁多的　产执行和配方处理系统．而资源配置和　发设计Ｉ＇Ｊ￣ＭＥＳ解决方案并不能适台ｊ。汽　ＭＥｓ解决方案　控制则通过ＳＣＡＤＡ系统来完成。　车行业或者也不能适台于半导体行业生　ａ　ＥＲＰ供应商解决方案　控制系统供应商的解决方案具有能　产企　ｌｆ，的生产运行管理需要　集中到Ｔ　ＥＲＰ供应商正在进一步缩小ＥＲＰ许　够与控制系统集成的优势　然而．他们　业企、　各个子集中的需求意味着大多数　多应用于后勤功能方面的特性，以便能　有时不能设计和提供完善的操作手册，　ＭＥＳ工业供直商只能提供非常狭小的应　够大大降低系统价格和系统复杂程度　或者仅仅只能提供其他控制系统供应商　用对象市场＝事实　，在任何单独的市　圆此．他们的产品能够被广泛应用于生　的自动化控制设备。虽然如此　如果一　场领域，通常仅仅只有一种主要的ＭＥＳ　产性质单一的生产企业。ＥＲＰ供应商已　个生产企业有稳定的单十控制系统供应　解决方案供应商。因此　ＭＥＳ工业供应　经开始将开发重点转移到ＭＥＳ功能特性　商　并且绝大多数控制系统设备是处于　商已经戍了众多生产企业苦苦寻找的对　之上，其功能特性已经逐渐接近于生产　自动化运行状态，那么控制系统供应商　象．有些生产企业已经找到了能够为其　企业级对生产功能度的应用要求　他们　的解决方案就是一种非常具有吸引力的　提供ＭＥＳ解　方案的ＭＥＳ工业供应商　正在利用其ＡＰＯ（高级计划编制与最优　选择。　并将其提供的解决方案用于特殊系统集　化）软件包为生产企业宽范围内的生产　ｃ　ＭＥＳ工业供应商解决方案　成、或者应用于特殊生产设备的生产管　循度操作服务，并增强其人力资源管理　ＭＥＳ工业供应商则能够提供全套　弹。　软件包功能、为生产调度的局部控制和　ｄ　ＭＥＳ功能供应商　条件测试管理服务。ＥＲＰ供应商也正在　解决方案　为广泛的＾力资源提供维护管理功能。　ＭＥＳ功能供应商为　这些软件包的价格通常与所服务　ＭＥＳ解决方案提供了一　的生产企业的生产产品对象和』、员培训　套完整的、可交叉访问各　要求有关。然而，它们有优势能够与其　种生产企业数据信息的功　他ＥＲＰ系统集成在一起　如果一个生产　能　例如、ＯＳＩ软件公司　企业安装有标准的ＥＲＰ系统、如ＳＡＰ、　的ＰＩ软件产品和Ａｓｐｅｎ　Ｏｒａｃｌｅ、或者ＪＤ　Ｅｄｗａｒｄｓ的产品、利用　Ｔｅｃｈ登Ｔ　的Ｉｎｆｏ　２１软件　ＥＲＰ系统的　时能够选择ＭＥＳ功能是　均向生产企业提供ｒ数　一种非常具有吸引力的解决方案　据信息采集和历史数据　Ａ　Ｖ０ｌ　６　Ｎ０．５　５・２Ｏ０２　维普资讯 http://www.cqvip.com

ＭＥ￥是连接过程控制与企业资源　过　至统　羞盈－－哪目锄　记录等功能．并提供丁广泛的生产调度　功能特性＝ＯＳＩ公司的ＰＩ—Ｐｒｏｆｉｌｅ显示软　件包能够赢用于显示和分析阵列化的生　产数据信乜．其应用范围包括造纸机探　伤器、旋转式面粉机、塑料薄膜生产设　备、工业锅炉和化学反应堆等等　Ｓｅｑｕｅｎｃｉａ公司Ｉ￣ＯｐｅｎＢａｔｃｈ软件和生产　管理软件包还提供了完整的配方执行、　生产执行和生产派遣等功能；　ＭＥＳ功能供应商集中于开发特殊　ＭＥＳ功能特性．并在其解决方案中提供　了足够的功能度　队便能够满足丈多数　工业企业的生产管理需要　有些供应商　还开发了相应的生产数据信息集成技术　解决方案．与其他一些功能部件一起继　续销售．无竞争能力的供应商也正在想　方设法向生产企业提供各种各样的生产　数据信息集成解决方案。　有关ＯＰＣ和ＩＳＡ￥９５叭企业，控制　系统集成工程化标准将进一步推动生产　企业生产信皂管理系统的集成解决方案　如果一个生产企业需要生产井处理多种　类型的产品　可能存在多种控制系统供　应商所提供的控制系统产品混台在一起　的情况．这样．来自于一个ＭＥＳ功能供　应商所提供的解决方案对生产企业是具　有较强吸引力的选择＝四　更正　本刊今年第３期第１　３页左栏倒　数第１行至２行中　福建炼油厂化工　有限公司与清华大学合作开发了催　化裂化装置先进控制系统“一句有笔　误．应更正为：”福建炼油厂化工有　限公司与浙江　学合作开发了催化　裂化装置先进控制系统．　在此本刊　诚挚地向浙江大学和广大读者致　歉｛　本刊编辑部　圄　世界仪表与自动化　５－２ＯＯ２　蠹薯　Ｈ