制造执行系统范文
时间：2023-04-03 08:33:00
导语：如何才能写好一篇制造执行系统，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
在经济全球化的今天，中国作为制造大国，也成为全球供应链中紧要的一环。近年来，中国的制造企业在提高自身竞争力方面做出了非常多的努力，其中很大一部分都着力于提升企业的制造信息化水平。企业纷纷进行了相应CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）/CAM （Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）/ERP（Enterprise Resource Planning， 企业资源计划）等信息系统的配置，生产效率较之从前的传统生产局面已有了很大提高。可以说，这期间国内制造企业完成制造信息化的“第一次革命”。然而，随着经济的飞速发展，市场对企业提出了更高的要求，LEANManufacturing（精益制造）、MTO（按订单生产）、零库存生产、资源外置、协同生产等等全新的生产及管理理念不断地冲击着企业管理者的大脑——企业已经投入了大量资金及人员用于基础信息平台（CAD/CAM）的建设，也引入了PCS(Process Control System,过程控制系统）、ERP 等先进管理手段，为何生产效率和生产力仍然处于较低水平？在一个完整的信息化制造流程中，每一个环节环环相扣，密不可分。而其中一个重要的环节往往被企业忽略掉了，这就是MES（Manufacturing Execution System,制造执行系统）。它用于管理人员实时掌控制造企业最重要的部门——车间的生产情况，可直接与设备联结，有效提高生产过程的可视化程度，实时提供生产中的每一步的信息。这些信息将协助企业提升工厂效能、应对日渐苛刻的生产交货期。这样MES在计划管理层ERP与底层控制PCS之间架起了一座桥梁①，其功能如图1-1所示。
本文从MES
第二章 MES在中国的现状及研究意义
第一节 传统的MES（T-MES)
传统的MES可大致分为两大类：专用的MES系统(Point MES) 和整合的MES系统(Integrated MES)。专用的MES是指为解决某个特定领域问题，如车间维护、生产调度而开发的单独应用系统。整合的MES则是针对一特定行业如航空、装配、半导体、食品和卫生等行业而设计，具有一定的通用性。并且逐步加强了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成能力。
我国对 MES的研究开发起步较晚，目前主要停留在MES思想、内涵及体系结构方面的研究上，应用系统开发一般局限于 MES单一功能。一些大学和科研院所等单位在国家863计划资助下在 MES理论与应用系统开发方面做了一定的工作。但目前存在着很多问题，例如：（1）可集成性差；（2）缺乏智能性和敏捷性；（3）缺乏非常规信息条件下的科学决策方法。
由于工厂可能会从不同的软件供应商购买适合自己的MES模块，使得MES系统包括了很多子系统，这些子系统都有各自的处理逻辑，数据库，数据模型和通信机制。为了实现与外部系统的集成，往往采用API技术，OLAP技术和相应的通信机制。其中，外部应用系统的调用和插入使用API的方式，而应用EDI技术和外部环境进行数据交换。
虽然专用的MES能够为某一特定环境提供最好的性能，却常常难以与其它应用集成，整合的MES比专用的MES迈进了一大步，具有一些优点如：单一的逻辑数据库，系统内部具有良好的集成性，统一的数据模型等等。但其整个系统重构性能弱，很难随业务过程的变化而进行功能配置和动态改变。为了解决传统EMS
的不足，可集成MES (Integrated MES，I-MES)逐渐成为人们研究的热点。
第二节 可集成的MES(I-MES)
MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统，它是实施企业敏捷制造战略、实现车间生产敏捷化的基本技术手段。在我国实施的CIMS战略中，车间自动化一直是一个薄弱环节，而实施MES则是提升车间自动化水平的有效途径，因此 MES技术的推广应用可有力促进 CIMS的发展。另一方面，随着CAD/ CAM及 ERP在制造企业的逐步应用，其进一步的信息化需求将迫使企业更多地去考虑在车间层次构建更高效的智能自动化信息系统，发展敏捷化MES无疑是其必由之路，因此 MES在我国具有广阔的发展空间和应用前景。
然而，由于国内外现有的 MES技术及系统没有充分考虑车间制造信息中大量存在的不确定性等非常规特点，缺乏在这些非常规信息条件下的科学决策方法，而片面地去追求车间信息的数量或精确性，不仅造成车间信息集成困难和决策效率不高，导致 MES缺乏足够的敏捷性与智能性以适应日益不确定的车间制造环境，而且大大增加了MES的开发和使用成本，严重影响了 MES这一先进的车间生产管理与控制技术在我国的推广应用与普及。因此必须从根本上解决 MES的敏捷化问题，并大大降低 MES的开发与使用成本，有力促进 MES在我国的产业化进程和推广应用。本文提出的应对策略为上述问题的解决提供了一条有效途径，它通过车间信息的有效集成和制造决策过程的智能化来保证车间生产的运行敏捷性，通过可重构和分布式对象技术解决 MES的结构敏捷性，从而从根本上来解决 MES的敏捷化问题，这对我国整个制造工业乃至国民经济的发展、提高我国制造业的国际竞争能力具有非常重要的理论意义和实用价值。
第三节 MES的研究意义
20世纪90年代以来，经济全球化的趋势日益增加，信息技术的发展极为迅速，市场环境发生了根本性的变化。顾客驱动已成为市场的主要特征，市场竞争的要素涉及到工控时间、质量、价格、服务和环境。而信息技术的广泛采用，使得以顾客订货和市场需求为轴心的生产活动已可以不受时间和地域的限制，竞争的高科技含量因此大大提高了。面对激烈竞争，企业界的重要对策就时采用将制造技术与信息技术、自动化技术、现代管理技术和系统科学技术有机融合的新一代先进制造技术。虽然大量的先进制造技术运用于企业管理中，但对于一个企业，如果仅仅从生产工厂的视角来分析其在竞争中所处的地位，显然是短视的。即使是最好的MES解决方案，对于整个企业来讲，也不过是提供一个相对狭窄的视角，缺乏在管理层为进行决策支持所需要的生产执行数据的广度和深度。这就启示我们，完整的、能够引导一个企业保持长期的业务利益和价值的企业信息系统，必须是控制、制造执行系统MES和企业规划系统ERP三者协同作用的整合。可惜的是，在人们认识到ERP的重要作用的同时，并不曾给予MES足够的重视，更何况上ERP项目动辄要投资上千万，甚至上亿元。一般中小企业难以承担，即使是大型企业花那么多钱也不是轻而易举的。
M ES是美国管理界90年代提出的新概念。美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)通过对大量企业的调查发现现有的企业生产管理系统普遍由以ERP/MRPII为代表的企业管理软件，以SCADA、HMI为代表的生产过程监控软件和以实现操作过程自动化，支持企业全面集成的MES软件群组成。根据调查结果，AMR于1992年提出的三层的企业集成模型。由于MES强调控制和协调,使现代制造业信息系统不仅有很好的计划系统,而且能使计划落实到实处的执行系统。因此短短几年间MES在国外的企业中迅速推广开来，并给企业带来了巨大的经济效益。企业认识到只有将数据信息从产品级（基础自动化级）取出，穿过操作控制级，送达管理级，通过连续信息流来实现企业信息全集成才能使企业在日益激烈的竞争中立于不败之地。
随着企业生产模式逐渐向敏捷制造发展，企业业务流程重组（BPR）的实施、企业环境的异构性以及企业间动态联盟的组建等等对MES又提出了更高的要求，传统的MES解决方案难以适应敏捷制造的要求，面向敏捷制造的MES不仅要费用合理更要具有良好的适应性（adaptable），可重构性(reconfigurable)，可集成性(integrated)，因此，国外许多组织和研究机构开始研究面向敏捷制造的MES。然而，国内对MES概念和应用的研究却不太多，更不说有成熟的软件产品。随着企业计算机应用的不断推广，企业信息化应用水平逐渐提高，企业越来越需要车间执行层的管理信息系统。因此如何深刻理解MES内涵，把握它的发展趋势，在我国企业中开发和应用MES，对于提高企业竞争力，缩小与发达国家企业差距是迫在眉睫的事情，也将是企业信息化水平深层次推进的需要。
当前摆在人们面前的严峻问题是，如何发现企业在实施MES时存在的弊端，并有针对性地提出解决问题的办法。这样对构建我国企业科学的治理结构、提升企业国际竞争力，无疑更具重要的现实意义和深远的历史意义。看来正确认识MES的作用和正确地发挥MES的作用是非常关键的事情。本文将重点放在至今在国内尚未引起足够注意的，但是对企业发展壮大有着重要意义的MES，以期对这个沟通ERP和PCS之间的关键环节给予应有的重视。
第三章 MES的概述
第一节 MES的形成
一、MES的产生背景
20世纪80年代中期以后，伴随着客户对产品需求的多样化，制造企业的生产模式开始由大批量的刚性生产向多品种少批量的柔性生产转变；伴随着计算机网络和大型数据库等信息技术的发展，企业的信息系统也开始从局部的、事后处理方式转向全局的、实时处理方式。其间出现了精良生产、敏捷制造等新的理念和方法；在管理系统软件领域从MRP（Materials Requirements Planning,物料需求计划），到MRPⅡ，直到ERP系统的迅速普及；在过程控制领域，PLC(Programmable Logic Controllers,可编程逻辑控制器）， DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)得到广泛应用②。
尽管企业信息化的各个领域都取得了长足的发展，但是在实现信息集成的过程中，仍然会面临信息孤岛和信息断层③所带来的各种问题．例如，在计划过程中无法准确及时的掌握实际生产状态，在生产过程中得不到切实可行的作业计划，车间的管理人员和操作人员难以跟踪产品的生产过程，不能有效地控制在制品库存，用户无法了解订单的执行状况等等．产生这些问题的主要原因在于生产管理系统与生产过程控制系统的相互分离，计划系统和过程控制系统之间的界限模糊，缺乏紧密的联系．针对这种情况，1990年11月，美国的调查咨询公司AMR(Advanced Manufacturing Research,先进制造研究机构）首次提出MES的概念，作为解决企业信息集成问题的解决方案④⑤。
随着企业信息化在理论和实践两个方向上的不断深入，以系统和集成思想为基本哲理的制造业信息化系统的体系已经基本清楚，如图3-1所示⑥，将企业看作一个球体，以企业、生命周期和价值链为坐标，将集成系统所涉及的各种应用分系统放置在球体空间的不同位置，说明各种系统逻辑上的关联关系。整个企业信息化的系统体系中，MES扮演了承上启下，关联上下的重要作用。
图3-1 协同制造管理的应用图
二、MES的发展历史
MES作为生产形态变革的产物，其起源来自工厂的内部需求。为了更好得理解MES的产生背景，我们先回顾一下计算机辅助生产管理系统的演化历史。
上个世纪八十年代，MRPII（Management Resource Planning,制造资源计划）在APICS(美国生产与库存管理协会)大力宣传和组织推动下得到了迅速的普及和广泛应用。推广过程中，MRPII也暴露出一些不足之处，如MRPII对预测需求和销售管理不够重视，对车间的大量实时事件与数据不能很好地利用等等。
许多企业认识到，需要其它系统来解决MRPII在这些方面管理薄弱的问题。于是，为了满足销售、预测的需求，产生了DPR(Distribution Resource Planning，分销资源计划)。同样，为了强化车间的执行功能，MES也就应运而生。
传统的MES(Traditional MES，T-MES)大致可分为两大类:1、专用MES系统(Point MES)。它主要是针对某个特定领域的问题而开发的系统，如车间维护、生产监控、有限能力调度等。2、集成MES系统(Integrated MES)。该类系统起初是针对一个特定的、规范化环境而设计的，目前已拓展到许多领域，如航空、装配、半导体、食品和卫生等行业，在功能上它已实现了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成。
虽然，专用MES能够为某一特定环境提供最好的性能，却常常难以与其它应用系统集成。专用的MES整个系统重构性能弱，很难随业务过程的变化而进行功能配置和动态改变。集成的MES，比专用MES迈进了一大步，具有很多优点:如单一的逻辑数据库、系统内部具有良好的集成性、统一的数据模型等等。
美国AMR研究小组在分析信息技术的发展和MES应用前景的基础上，提出了可集成MES(Integrated MES，I-MES)这一概念。它将模块化和组件技术应用到MES的系统开发中，是两类传统MES系统的结合。
从表现形式上看，I-MES具有专用MES系统的特点，即I-MES中的部分功能可以作为可重用组件单独销售。同时，它又具有集成MES的特点，即能实现上下两层之间的集成。此外，I-MES还能实现客户化、可重构、可扩展和互操作等特性，能方便地实现不同厂商之间的集成和原有系统的保护以及即插即用(P&P)等功能。
三、MES的定义
美国先 进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)将MES定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”，MES为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等方面)的当前状态信息。
制造执行系统协会(Manufacturing Execution System Association，MESA)也给MES做出定义:“MES能通过信息传递，对从订单下达到产品完成整个的生产过程进行优化管理。当工厂里面有实时事件发生时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力、改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。”
后者对于MES的定义强调了以下三点:1.MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一解决某个生产瓶颈。2.MES必须提供实时收集生产过程数据的功能，并做出相应的分析和处理。3.MES需要与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流来实现企业信息集成。
第二节 MES的作用和特点
一、MES的作用
在许多工厂中，全厂管理的功能目前仍然由文件和人工系统进行，通常有经验的人员执掌着工厂生产效益的钥匙。在大多数运行中，人工系统和有经验运行人员的判断总是起着重要作用，图3-2。但是，市场要求产品的品种和数量经常变化，靠人工和经验调整生产显然效率低、反应慢、缺乏竞争力。而且人工系统也不可能适应产品、工艺、技术和用户要求日趋加速的变化。由于生产运行变化如此迅速，MES的信息的及时性要求以分，甚至秒的速度进行反应，此时光靠人恐怕不行。因此，采用MES带来的效益不言而喻，图3-3。
图3-2 人工决策
图3-3 MES决策
ERP/MRP的环境是以具体事务为基础的。其数据交换系对生产调度、运输安排或对生产计划要求的响应。与此不同的是，控制的决策必须在秒甚至更短的时间内完成，它对生产过程、操作人员，或对材料的操作需求作出响应。显然，实时环境和实时响应的差异影响着绝大多数的具体事务和在控制层的执行。传统的数据流和控制流在ERP与控制层之间存在着巨大的鸿沟。传统的信息管理系统向主管财务的总经理和财务管理负责人报告，居于管理层；而传统的工程生产信息则向负责生产的总经理报告；职责不同，相互之间的沟通不一定能做到及时且细致深入。
与此相反，MES能提供的材料数据是与生产消耗相关的，同时能生成基于精确执行时间的材料供应提前量，这将改善仓储控制。准确的生产模型是与实际测量相对于计划时间表的关系紧紧相连的，因而可用来修正过程模型，而且有助于精确表达生产计划的实时行为。
在当今激烈竞争的世界经济中，要占有“最有价值”的地位，必须使企业具有最好的质量、最佳的客户服务、最低的制造成本、快速响应以及灵活性的特点。而要达到这样的水平，就必须在正确的时间提供正确的信息才可能进行最佳的决策。这就要求不断地对公用的数据库进行改善，同时让每个部门都拥有把数据转化为有用信息的工具。怎么能做到这些呢?唯有MES才能真正向企业提供以上这些功能。
MES系统的基本功能模块包括工序详细调度，资源分配和状态管理，生产单元分配，过程管理，人力资源管理，维护管理，质量管理，文档控制，产品跟踪和清单管理，性能分析和数据采集等，具体如图3-4所示
图3-4 MES功能模块
二、MES的特点
1、适用多样性生产流程，支持多条生产线，提高管理效率，能将各批次的作业有效的在多条生产线上进行排产，提高了管理效率；
2、建立完善的数据库，提供强大的查询功能，信息更完整和更具深度，可随时随地搜集生产线上的所有信息，包括生产线上物料与人员产能、维修等；
3、流水线操作防呆预防错误功能，预先防止部件装配错误和产品生产流程错误，并及时提醒指导操作人员进行改正；
4、线上信息实时正确整合，以利最佳的决策，管理者可随时获得生产线上的实时信息，多样化的报表与图表整合分析，如柏拉图、P-Chart柱形图等，提供管理者在做不同的决策时的有力依据；此外， 报表与Word、Excel等办公软件相结合，使图表的形式更多样化。
5、模块客制化的设计，充分符合企业需求，各模块可专司其功能，又具有整合性，真正达到企业信息流通的目的；模块内功能的复杂或简易程度，完全视企业的本身需求而定；
6、实时监控生产线，品质保证的最佳工具。系统可查询多种维修流程中的情况，实时查询不良原因的代码，使决策者或管理者能够清楚的知道产品缺陷的数量及原因，将这些不良原因作一统计及分析，进一步督促相关作业人员，加强品质管制，如此提高生产效率及品质，为公司创造更高的价值；
7、维修数据的整合分析统计、便于知识管理，系统可以针对不同机种，不同的维修项目做前十项的排行，让维修人员可以有维修依据，且将个人的经验值凭借系统显示。建立一个有系统的维修知识库，提供维修人员维修产品时之有利依据 与参考，节省重复的思维过程，适当运用经验法则，做最经济的资源支出；
8、提供看板可视化管理，看板显示当前工作站的工作目标、完成情况、不良率、差异等信息，也可以显示设定信息，如欢迎词、标语等，管理者能够及时了解现 场的生产、质量情况 ，实现图视生产和管理；
9、系统架构采用Client/Sever架构，将企业生产流程设定存储，当程序需要更改时，只需在服务器端进行修改，而客户端在使用程序时一般不要进行修改，减少系统维护工作。
第四章 MES应用举例——离散制造企业的制造执行系统
第一节 离散制造企业
离散制造企业是指制造企业中的一类企业，其生产过程中基本上没有发生物质改变，只是物料的形状和组合发生改变，即最终产品是由各种物料装配而成，并且产品与所需物料之间有确定的数量比例，如一个产品有多少个部件，一个部件有多少个零件，这些物料不能多也不能少。按通常行业划分属于离散行业的典型行业有机械制造业、汽车制造业、家电制造业等等。
离散制造企业主要是通过对原材料物理性状的改变、组装，成为产品，使其增值。而流程生产行业，主要 是通过对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法，使原材料增值，通常以批量或连续的方式进行生产。在MES需求、应用环境等诸多方面，两者都有较大的差异⑦，在此介绍离散行业的特征。
1、 产品结构。离散制造企业的产品结构，如图4-1所示，可以用“树”的概念进行描述——其最终产品一定是由固定个数的零件或部件组成，一般使用物料清单（BOM）表示这种关系。
图4-1 产品结构示例
2、 生产计划管理。离散制造企业主要从事单间、小批量生产，由于难于预测订单的到达时间和批量，同时由于产品的工艺路线经常变更，因此需要良好的计划能力。只要应用得当，离散制造在生产计划系统方面投资所产生的效益可以相当高。
3、 工艺流程。面对订单的离散制造业，其特点是多品种和小批量。因此，生产设备的布置有可能不是按产品而是按照工艺进行布置的。例如，离散制造业往往要按车、铣、刨、磨、钳等工艺过程，或者按照典型工艺过程来安排机床位置。因为每个产品具体的工艺过程都可能不一样，而且可以进行同一种加工工艺的机床有多台，因此，离散制造业需要对所加工的物料进行调度，并且往往中间品需要进行搬运。离散工业企业的原材料主要是固体，产品也为固体形状。因此。存储多为室内仓库或室外露天仓库。
4、 自动化水平。离散制造业企业自动化主要在单位级，例如数控机床、柔性制造系统。由于是离散加工，产品的质量和生产率很大程度依赖于工人的技术水平。因此，离散制造企业一般是人员密集型企业，自动化水平相对较低。
5、 批次管理和跟踪⑧。流程行业的生产工艺过程中，会产生各种协产品、副产品、废品、回流物，对物资的管理需要有严格的批次。例如，制药业中的药品生产过程要求有十分严格的批号记录和跟踪，从原材料、供应商、中间品，以及销售给用户的产品，都需要记录。一旦出现问题，企业可以通过批号反查出是谁的原材料、哪个部门、何时生产的，查出问题所在。而离散制造业一般对这种要求并不十分强调，虽然现在很多离散制造业企业也在逐步完善产品生命周期跟踪管理的能力。
根据以上概况初步了解了离散制造企业的一些基本情况，并以此为基础来进行MES的实际应用。
第二节 公司概况
面对日益激烈的国际竞争，现代化的企业需要现代化的管理，现代化的管理离不开信息化的管理手段。企业信息化被认为是现代企业国际化战略的必由之路，众多企业会首先选择ERP来帮助企业实现物流、资金流、信息流的信息化。湖州巨人机电有限公司是一家致力于为中国乃至全球电梯整机业提供精良部件及完美解决方案的专业制造企业，也引进了相应的ERP来经营管理企业，并购买了一批先进的数控机床（如数控液压转塔式多功位冲床、HDS1303NT 数控折弯机、FO-3015 飞行光路激光切割机等等）来加工产品。主要为巨人通力提供电、扶梯公司提供各种部件，还提供精密钣金部件、精美电梯装潢和精良电气产品。随着业务的扩大和发展，相继与昆山通力、无锡中秀、西子奥的斯、讯达等知名企业合作，为其进行部件定制生产及加工服务。虽然有ERP的周密计划和先进的机床进行生产，但是远远不能满足客户提出的各种要求。客户是我们的上帝，失去上帝的信赖，等于失去我们的生命，企业无法生存。更何况现在制造业现在已经不再是一个暴利行业，而是已经进入微利时代，企业如何在这个时代获取更高的利润？这是每个企业所必须面临的问题。
企业一直以来使用金碟的ERP系统来组织生产，合理的计划每一份定单所生产的部件，经过ERP的计划打印出许多流程卡，以流程卡上的物料清单来指导整个车间的工作流程和工作内容，同时作业员在完成一作业时须将日期、人员、生产信息填写在流程卡上，在成品包装前，收集起来，以备日后维修查询之用。这种流程卡的管理方法在一般的电子、家电业中都会实行。这种管理方法虽然有一定的先进性，但离散型企业一般在加工完一道工序会将工件存放在暂存区一待下一工序加工，在这其中回出现流程卡失踪，寻找工件难等问题，导致加工沿后，交货期紧张。为了企业更好的发展，在不断的寻找问题的关键，总结、分析客户所提的要求，结合企业本身运营状况，发现企业虽然在计划层和控制层得到长足的发展，但是在执行层仍然存在无法解决的问题，如下：
1、 出现用户产品投诉的时候，能否根据产品号码追溯这批产品的所有生产过程信息？
2、 能否立即查明它的：原料供应商、操作机台、操作人员、经过的工序、生产时间日期和关键的工艺参数？
3、 同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动校验和操作提示以防止工人部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误？
4、 过去12小时之内生产线上出现最多的5种产品缺陷是什么？次品数量各是多少？
5、 目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？要分别供应给哪些销售商？何时能够及时交货？
6、 生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？
7、 影响设备生产潜能的最主要原因是：设备故障？调度失误？材料供应不及时？工人培训不够？还是工艺指标不合理？
8、 能否对产品的质量检测数据自动进行统计和分析，精确区分产品质量的随机波动与异常波动，将质量隐患消灭于萌芽之中？
9、 能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码？
……
面对以上车间管理的典型问题，ERP就难以给出完善的解决手段,这样就出现了ERP系统和现场自动化系统之间管理信息方面的“断层”，对于车间层面的调度和管理要求，它们往往显得束手无策或功能薄弱。企业内部管理的优化很重要的一点就是生产过程的信息化和产品的可追溯性，企业提供给客户的产品，我们要非常清楚我们提供客户的是什么样的产品、是什么材料、材料是哪家供应商提供的，产品在生产过中的记录、测试参数等信息。只有知道了这些我们才能有针对性的为客户提供更好的服务，即时发生客户投诉我们也能及时准确地为客户澄清问题，确认影响范围。同时产品生产过程的数据为生产管理决策提供有效的支持，让生产过程的问题及时的暴露、及时地处理，从而有效遏制问题的发生，将产品的质量问题以及生产线的异常状况消灭在萌芽状态。没有信息化管理的生产现场又如一个“黑箱&rd quo;，在生产的现场到底发生了什么，没有一个完整的信息反馈。一条生产线的管理者他所关心的就是他所管辖的范围内发生的问题，或则一个车间的主管他所关心的是这个车间所有生产线的生产进度、质量问题，这些信息的获取他只能通过个线干部的表报反馈或者是电话汇报，如果是一个工厂的主管他所关心的整个工厂的生产进度、任务达成度、产品品质，他获取这些信息的手段又是怎样呢？时效性如何呢？如果管理者不能及时的获取这些信息，就不能及时有效的下达管理指令，这就会制约管理措施的有效实施。正是这个管理的“黑箱”遮住了管理层的眼睛，束缚了管理层的手脚。
恐怕不求新求变是很难适应市场竞争，现在很多企业纷纷选择信息化系统来帮助企业提升竞争力，优化内部管理流程，以实现在微利时代消除企业的内耗来减少制造的成本，为企业赢得更多的利润。在国内制造企业纷纷引入MES现场执行系统，帮助企业打破“黑箱”，打造可视工厂，使生产的过程完全透明化，例如国内知名的夏新电子在2005年的管理优化选择明机逐鹿的MES提升企业的核心竞争力。企业之间的竞争已经过度到了管理的竞争，只有靠现代的管理手段才能制造出更好的产品，为客户提供更满意的产品与服务。MES监控产品投入到出货的全部生产过程，记录生产过程产品所使用的材料、设备，产品检测的数据和结果以及产品在每个工序上生产的时间、人员等信息。这些信息的收集经过MES系统加以分析，就能通过系统报表实时呈现生产现场的生产进度、目标达成状况、产品品质状况，以及产的人、机、料的利用状况，这样让整个生产现场完全透明化。企业的管理人员，无论何时身处何地，只要透过Internet就能将生产现场的状况看的清清楚楚明明白白。身在总部的老板亦能通过MES获取信息运筹帷幄，远在国外的客户当然可以来关心他们的订单进度、产品品质。
为解决车间生产上的“黑箱”问题和达到“可视化”工厂，并根据离散型造业的特点来实施MES，以达到公司长远发展。
第三节 MES实现功能
该MES系统实现了十三个主要的MES功能模块，包括：工厂门户、工序详细调度、WIP资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、HR人力资源管理、设备维护管理、质量管理、文档管理、产品跟踪、物料清单管理、性能分析和数据采集。
MES不是一个独立的系统，而是整个企业信息化中的重要组成部分，其跟企业的ERP等系统都有密切的管理，共同组成整个企业的信息化系统。MES系统各模块的功能简述如下：
1. 工厂门户，供应商、客户、工厂各级管理人员、工人、工程师等均可以在该模块了解到工厂的实时运行信息；
2. WIP资源分配和状态管理： 指导劳动者，机器，工具和物料如何协调的进行生产，并跟踪其现在的工作状态和刚刚完工情况。基于计划和实际产品制造活动来指导工厂的工作流程。这一模块的功能实际上也可由生产单元分配和质量管理来实现。这里是作为一个单独的系统来实现。
3. 生产单元分配：通过生产指令将物料或加工命令送到某一加工单元开始工序或工步的操作。
4. 工序详细调度：定义产品的加工工艺与流程，通过基于有限资源能力的作业排序和调度来优化车间性能。
5. HR人力资源管理：提供按分钟级更新的员工状态信息数据（工时，出勤等），基于人员资历，工作模式，业务需求的变化来指导人员的工作。
6. 维护管理（表4-1）： 通过活动监控和指导保证机器和其它资产设备的正常运转以实现工厂的执行目标。
表4-1 设备状态信息表
7. 质量管理： 根据工程目标来实时记录，跟踪和分析产品和加工过程的质量，以保证产品的质量控制和确定生产中需要注意的问题。采用QC七大手法、SPC（Statistical Process Control 统计过程控制）对品质进行分析、统计，进而改善品质。
8. 文档管理： 管理和分发与产品，工艺规程，设计，或工作令有关的信息，同时也收集与工作和环境有关的标准信息。
9. 产品跟踪（附件1）：通过监视工件在任意时刻的位置和状态来获取每一个产品的历史纪录，该记录向用户提品组及每个最终产品使用情况的可追溯性。
10. 工单管理：对ERP排产后的工单进行实时跟踪与管理，了解其生产进度、品质状况等信息。
11. 性能分析：将实际制造过程测定的结果与过去的历史记录和企业制定的目标以及客户的要求进行比较。其输出的报告或在线显示用以辅能的改进和提高。
12. 产品清单管理：将生产中用到的原材料、半成品的标准用量、供应商、批次等进行管理，再根据实际的用量、供应商、批次等进行比较，为动态库存、JIT供应提供支持。
13. 数据采集：监视，收集和组织来自人员，机器和底层控制操作数据以及工序，物料信息。这些数据可由车间手工录入或由各种自动方式获取。
第四节 MES目标与设计原则
为离散企业定制的制造执行系统，其最主要的目标就是建立和完善生产管理体系，包括根据客户定单、市场预测和内部资源状况来制定生产计划；从整体角度优化、协调生产过程；生产计划的动态调整等等。与此同时，要建立保证质量管理的信息体系，包括在线物料跟踪和质量控制的在线反馈与调整，以及对产品质量零缺陷的追求。以上述两个目标为契机，构建离散企业MES系统可以促进生产方式和管理思路的转变，这将是一个渐进的过程。
MES的设计将以软件工程为规范，主要考虑全局性、通用性，既要实现整个生产过程的优化，又要提供标准化、模块化的应用程序框架；同时要以可扩充性、开放性和兼容性为原则，这样在生产能力变动时不至于影响系统功能，还要提供标准、开放的通讯接口以及减少由于开发环境和开发工具的变化带来的影响；在可操作性、可视性和鲁棒性上也要注意，友好而操作简单的界面、监控跟踪的仿真示意图和较强的容错能力都有助于各级用户的使用；最后是必须具备实时性，只有最短的反应时间才能对生产过程进行控制和调整。
第五节 MES信息库设计
在现代离散企业中流动的信息具有强烈的动态特征且大量冗余信息与缺失信息、信息断裂并存的现象，无论是从现场采集来的生产数据还是从市场获得的定单信息都可能因不能真实体现而对企业造成不可估量的后果，为保证有价值的信息能对企业决策和运作有着正确的指导意义，在离散企业运作系统中要构建好多种信息库，并且不同的信息库具有不同的特点。
物料 信息库（表4-2）：企业库存状况和需外部采购或内部调整的物料情况，部分信息与供应商共享；定单信息库（表4-3）：定单对产品的要求（材料、质量、数量等）情况，部分信息与合同商共享；产品信息库（表4-4）：产品目录和与特定合同商联系的在制品状态，部分信息与分销商/用户共享；基础信息库：企业人员、设备状况，财会数据等企业运营的基础信息，在系统内部按照不同密级使用，还包括部分经常更新的政策、市场等外部信息；生产信息库：生产过程中人员、设备的实时变化情况等动态性要求较高的信息，以及基本不变的工艺路线等生产相关信息，外部不可见。
这些信息库都是关系型数据库，建立信息库将降低车间级计算机的数据负担，同时减少了因数据保存和操作故障而引发的一系列后果。物料、定单、产品信息库可供对应的外部人员进行查询等操作，便于结成与供应商密切的战略伙伴关系。而较稳定的基础信息库为人事、财务、设备方面的日常管理提供极大的方便。生产信息库则是动态性能要求最高的，每时每刻都有大量的流动数据注入其他信息库，因此对它的设计要求也最高。这些信息库常见功能有：报表、保存与备份、恢复与删除，以及口令与权限。
动态的生产信息库中，与数据采集模块相连的部分成为重中之重，实时监控生产过程中的数据采集点、主生产流程的设备运转情况的状态数据采集点，以确保采集的数据可靠而不冗余，充分而不断裂。
第六节 MES实施效果
根据企业现在的生产现状和需求，对MES进行实施后的效果评介，主要是比较MES实施前后的生产现场管理，来展现实施MES后企业无穷的发展潜力。
1、流程卡管理
导入前：
目前企业在生产中没有实行这一制度，在一般的电子、家电业中都会实行流程卡的管理。每一在制品附一流程卡片，作业员完成一制程须将日期、人员、生产信息填写在流程卡上，在成品包装前，收集起来，以备日后维修查询之用。
导入后：
不但能把流程卡管理这一制度建立起来，同时因为系统的大部分生产数据的收集均通过自动化设备，大大加快了数据收集的速度，生产线的效率不但没有降低，反而得到了大大的提高。
2、工单追踪管理
导入前：
利用每日生产表格由生产单位组长填写各工单投入产出，人员出勤等资料，再汇总计算出各指令进度。然而组装生产线流程快速，生产主管永远无法得知各工单目前的进度。
导入后：
每个加工点需刷流程卡序号，计算机可自动计算出其所属工单在各生产单位详细过程及最近状况，主管办公室之计算机可得知全厂一分钟前工单最新状况。如果主管远在国外，只要其能进入MES工厂门户系统，了解整个工厂的工单运行情况变成了弹指之间的事。
3、在制品追踪管理
导入前：
目前企业没有对WIP仓库进行有效的管理，常造成一堆不良品、待修品积压在现场。
导入后：
利用流程卡完整数据，SFCS（shop floor control system 车间控制系统）可追踪每一在制品最新位置、状态，统计整理后，可以依指令，产品或现场区段，追踪在制品分布状况。
4、设备管理
导入前：
不同机种设备时间长短不同，虽然设备多用PLC控制， 但是仍须由人在现场操作，掌握信息不足，无法对设备做有效地利用。
导入后：
透过MES与生产设备联机，可以利用MES直接控制PLC，可以有效掌握设备时间及空间利用。
5、 品质监控管理
导入前：
品质资料由质检部人员输入品质表格中，但因是人工填写，资料有限，而完整的检修资料是填写在流程卡中，数量多，少有工厂输入计算机，因此多是事后整理品质报表作为未来品质改善，但又因数据不完整、不正确, 不容易找到真正原因。
导入后:
检测修护、维修资料全由计算机立即输入，或从测试检测仪器中实时取出数据进行分析，现场可连接品质看板，实时显示最新品质状况，并可做完整详细统计分析，有效找出品质问题。
6、出货管理
导入前：
须利用人工记录那些出货序号，给那一位客户，以做售后服务，也因缺乏实时核对能力，常在出货之机种及数量上发生错误，造成不小的损失。
导入后：
出货同时，输入外箱序号编码，可立即核对，如不符出货条件，可立即告之出货人员。同时把出货信息上传ERP系统。
7、自动化设备整合
导入前：
企业用的数控液压转塔式多功位冲床、HDS1303NT 数控折弯机、FO-3015 飞行光路激光切割机等设备多独立运作，效益不高，设备管理也不佳。
导入后：
将MES与数控液压转塔式多功位冲床、HDS1303NT 数控折弯机、FO-3015 飞行光路激光切割机等整合，可自动得取生产资讯及设备状况。
8、现场物料管理
导入前：
企业每天生产不同规格、不同型号的产品，因离散制造业无法订单到达时间和交货期不同，早生产晚入库，晚生产早入库现象，无法掌握实际生产状况，在制品的不断积压，导致早生产的产品遗漏，常发生补料。
导入后：
MES可以随时掌握最新各指令，各产品组装数量，可以实时计算出现场物料状况，以预做供料准备，有效降低这方面人力及补料现象。
9、售后服务
导入前:
不知其何时出货，很难提供有效的售后服务。客户回修之产品，企业可以方便地找出出货时间、出货客户；但如果想了解该产品在生产时的信息，由于出货没有与生产数据进行整合，要找出其原来的生产信息，须花费相当大的人力。
导入后：
MES提供追踪功能，可以掌握每一成品完整流程卡资料、当时生产现场的状况及出货时间、出货客户，追踪成品在生产中的各种记录，可提供客户完整的售后服务。
10、原料入库管理
如果要进行原料入库方面的管控，MES可以有专门的原材料入库管理模块。只要对原材料进行批号管理。当原材料进行验收时，对其进行入库输入，系统根据其提供的资料，对其按产品、规格进行汇总，同时，系统会与ERP进行接口，将数据写入到ERP的原料库存档中。
11、效益总结
总体上来说，品质得以实时改善提升，制造成本受控，交期缩短；同时由于该 MES系统提供给大客户查询其订单实时进度、订单的详细品质记录，因此大客户认为其是一个数字化的可视化的现代化工厂，能让他们随时随地了解工厂的产能状况、订单生产进度、足够详细的品质记录分析报告，进而给该工厂更多的订单。
第七节 实施MES后的效益分析
基于MES用户的经验，使用MES所带来的效益很可观。相比于其它任何制造软件,MES应该是最具吸引力的：平均减少制 造周期时间45％；一般减少数据输入时间为75％以上；平均减少半成品(WlP)24％：平均减少为交班而准备的纸面工作61％；平均减少引导时间27％．；平均减少纸面工作和设计蓝图所带来的损失56％：平均减少产品缺陷18％。
以上列举的若干统计数据是由国际MESA协会通过调查研究确定的，具有充分的根据。
根据以上数据为依据，实施的MES公司所得效益：
定性 定量
Ø降低生产周期 Ø降低20％～25%
Ø减少/消除数据录入时间 Ø降低至25％～60%
Ø提高数据完整性 Ø提高95％以上
Ø降低库存 Ø降低10～15%％
Ø减少上述各过程的统计、记录工作 Ø70％的工作量减少
Ø减少适应时间 Ø试产磨合期降低至原来的10％
Ø减少过失 Ø减少过失40～55％
Ø责任到个人 Ø工人绩效提高25%
Ø产品品质在线报告 Ø产品品质在线报告，实时性提高90％
Ø提供ERP实时和准确的生产数据 Ø变成实时、动态数据刷新
第五章 总结与展望
MES软件弥合了企业计划层和生产车间过程控制系统之间的间隔，是制造过程信息集成的纽带。MES通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产，同时也为敏捷制造企业的实施提供了良好的基础。深刻理解MES这一先进的管理思想，把握它的发展趋势，对于如何在我国正确的研究和推广MES应用具有重要的理论和应用价值。MES对于制造企业的作用已经非常明朗，但人们对MES的认识远远不如ERP、SCM等管理系统。由于认识不清，自然就会导致需求不清楚，也就难以形成一定的市场规模。目前美国的MES发展是已25%速度发展，而国内基本是局部MES功能的发展，具体是一些简单的数据采集，物流管理等，其实这些也属于MES功能的范畴。但随着人们对MES认识的逐步加深，MES在企业中的应用必将会逐步深入。
但现在MES在中国企业的实施状况的确不太尽如人意，致使许多的企业在面对它的时候都有一种“敬而远之”的矛盾心态。既想通过实施MES实现企业新的飞跃，进一步拓展企业的生存发展空间；却又怕MES的实施一旦不成功，企业将陷入一个更加危险的泥潭。
不过也只有敢于吃螃蟹的人，才能获取更大的成功。没有风险就没有收益，真正的有远见卓识的企业家，是一定敢于去面对这种风险的。而选择一个符合企业实际需求的MES产品，选择一个出色的实施团队，也就意味着风险系数的大大降低，成功的可能性也就越大。
从国外的发展趋势看，已经形成了一批MES软件产品和解决方案，出现了一批以MES为核心产品的工业企业管理应用软件公司，而且企业信息技术应用的焦点已经由ERP转向MES，然而MES的标准化仍有大量工作要做。
从国内的发展趋势看，CIMS、MES、ERP等概念都进入中国较早，但只以DCS为代表的底层自动化和以ERP为代表的管理系统普及速度较快，因此，中国工业企业的信息孤岛和缺损环链现象比国外更为突出，也就是对MES层的认识相对落后，但是，确实有一些公司在加快开发中国式的MES产品或应用国外的MES产吕，而且势头较好，同时，在认识观念上由关注ERP到关注MES的转变也已开始。
从技术角度看，MES的功能正在向控制层和计划层渗透，三层结构的分工可能更模糊。MES功能中的计划排产与执行调度模块(APS)越发突出的推广普及。它应是MES的核心。单一功能的MES产品正在向集成的MES和整体解决方案发展。信息技术领域的分布对象技术(CORBA、DCOM等)标准日臻成熟是MES发展和集成的基础。DCS和ERP的普及和提高进一步推动了MES的发展和推广。
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致 谢
非常感谢各位老师，尤其是经管系的各位老师，在大学期间给了我们一个全新的视野，让我们认识到了自己知识的缺陷和接受新学识的能力。
篇2
Abstract： The Manufacturing Execution Systems （MES） is a link of the enterprise information integration，and a basic technical essential of the implementation of agile manufacturing of factories and production lines. Based on container manufacturing industry， the concept of the MES， the functional design and realization method of MES system are described in this paper. The proposed solution will improve the production management efficiency of container manufacturing enterprises.
关键词： 制造执行系统；集装箱；功能设计；实现方法
Key words： manufacturing execution systems；container；functional design；realization method
中图分类号：TH247 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）05-0297-02
1 MES基本概念
美国先进制造研究机构AMR（Advanced Manufacturing
Research）将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，它为
操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源
（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态[1][2]。
AMR继提出MES概念后于20世纪90年代提出三层企业集成模型[3]，如图1所示。
从上述概念中，制造执行系统是为了解决上层计划系统与下层控制系统之间的信息通信而出现的，在计划管理层与底层控制之间架起了一座桥梁，填补了两者之间的空隙[4]。
2 集装箱行业生产特点
集装箱是有标准尺度和强度、专供运输业务中周转使用的大型装货箱，集装箱的种类很多，本课题以罐式集装箱为研究对象。罐式集装箱作为一种先进的运输工具，在生产组织上，有以下一些特点：
①罐式集装箱的生产属典型的离散生产，原材料经过多道工序后组装成成品，生产工序多，生产过程复杂。②传统的管理模式，按照生产订单进行生产，采用纸质流程卡进行数据收集。③物料品种多，目前ERP系统中的库存信息存在滞后，导致库存信息不够及时、准确。④面临不断提升产能的压力。
目前罐式集装箱的生产和管理面临着很多问题，归根结底应该让管理人员实时掌握生产和物流信息，及时发现和解决问题，使企业提高业务水平和管理水平，因此实施MES迫在眉睫。
3 集装箱MES系统功能设计
根据罐式集装箱的生产现状，本文提出针对罐式集装箱生产的MES实施方案包括三大部分：生产管理，物流管理，质量管理，总体功能设计如图2所示。
具体来说，MES将包含以下一些核心功能：
①物流管理：对物料的收发提供支持和仓库物流实行透明管理，保证生产的顺利进行。此模块主要实现物料入库，出库，库存查询，出库等操作。
②生产管理：主要完成生产计划的排定，管理跟踪生产过程，实现对生产过程的实时控制和动态掌握。此模块主要完成生产建模，车间排产，生产报表等功能，其中生产管理采用DCT/PC等设备。
③质量管理：实现质量数据采集、质量分析及预警等功能，实现产品质量的统计分析。此模块包括基础数据维护，PDA常用功能，进行质量检验，输出质量报表等。
3.1 物流管理 仓库管理方面主要由人工收料，发料，手工记录物料信息等，导致仓库库存信息不及时、不准确等问题，针对这一问题本方案采用了条码化信息管理手段。以入库方面为例，提出了入库流程图如图3所示。
当供应商将物料送到仓库后，仓管员在PDA上选择相应的采购订单号，PDA自动列出该采购订单下的物料信息，选择对应的物料，扫描仓库已经打印的物料条码，在PDA上输入接收数量，并将信息存入条码系统数据库，同时更新到MES系统。
3.2 生产管理 工人在现场操作是生产管理中的一个重要环节，如图4所示的流程进行操作。
工人在上下班时，需要扫描录入自身的工号，同时工人利用现场站点的扫描设备，扫描流程卡上的罐箱编码（RFID），系统会自动调出该罐箱的相关信息，包括：工段需要消耗的物料，工单的完成情况工段任务，工艺信息等。当出现物料使用错误等问题时，报警灯闪烁，提示报警。加工完成后，工人再次扫描流程卡上的罐箱编码，系统标识该罐箱在本工序加工完成，当需要QC检验时，呼叫QC进行检验。
3.3 质量管理 在线上的检验工序，我们将设置质量检验站点，用于质量数据的录入。在不同的质检站点，将要求录入不同的检验参数，并和罐箱的编码对应。基于现场的质量数据，MES系统可以在后台打印相应的质量检测报告，在检测人员签名确认后，可直接交付箱东使用。
4 系统实现
4.1 硬件环境 在仓库等物流功能站MES系统采用无线数据采集器PDA/PC等设备，结合条码打印机，对物流的各个环节进行统一管理。
在车间内各生产单元（工位）MES系统采用工业PC/ DCT等设备，通过对各个生产单元的数据收集和反馈，组成满足闭环生产管理需要的开放式以太网络。
在企业内部，各功能站通过局域网对MES系统服务器进行交互操作，同时其他各查询终端也通过局域网查询MES系统信息系统处理后提供的数据、报表和图形。
4.2 软件架构 当前比较普遍的系统架构方式有两种，浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）和客户端/服务器（Client/Server，C/S）[5]。本系统采用的是B/S与C/S混合模式，系统软件架构图如图5所示。
系统会产生大量的实时数据，因此需要设置专门的数据库服务器，以运行数据库软件。应用服务器主要运行一些后台程序，直接访问数据库服务器。Web服务器主要提供网页服务，网站主要以和SilverLight开发。管理人员可以在IE客户端以网页方式浏览物流、生产、质量等报表。无线PDA采用WinCE操作系统程序采用三层架构，主要用于物流和质量管理。DCT和现场工业PC部署在生产现场，主要用于完成物流、生产、质量等数据的采集。办公PC主要供管理人员使用，主要用于完成生产建模、生产排产等功能。
5 总结
MES能够极大的提高企业的管理水平，使管理者及时了解生产状况和发现生产问题。本文依据罐式集装箱的生产现状，从管理人员，现场操作人员的实际需求出发，提出的MES设计思想及解决方案，企业的生产管理水平得以提高。
参考文献：
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篇3
关键词：精益制造；生产执行系统；销售模块；订单；需求分析；软件设计
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）25-6000-03
Function Design of MES Sale Module Oriented to Lean Manufacturing
SUN Li-qun
（Department of Information Suzhou Institute of Trade & Commerce，Suzhou 215009，China）
Abstract： Manufacturing Execution System oriented to Lean Manufacturing should construct foundation for manufacturing enterprise’s information construction ， which help enterprise invest less but gain more profits . compared to sales module of traditional ERP ，sales module of MES can utilize those advantages of the production data gather and response from MES running system on real time . This paper would illustrate relative requirements details and design strategies.
Key words： Lean Manufacturing；MES；sales module；orders；requirements analysis；software design
1 系统设计需求与目标
面向精益制造的生产执行系统本项目是为制造类企业生产过程的智能化精益管理而开展的技术研究和项目研发。利用信息技术发展换代成果，更好实现精益制造在企业落地应用，满足品质和交付能力持续提高的要求。项目以产品级的MES为载体，与企业合作研发的产品。实现从订单下达到产品完成的整个生产过程的优化管理，对生产中实时事件及时反应、报告和处理，减少企业内部无附加值活动，使其既能提高及时交货能力，改善物料流通性能，又能提高生产回报率。
本文主要是对该系统中的销售接口模块的功能需求与设计理念进行阐述
1）询价处理。客户正式下订单前，从产品价格、产能、技术装备、库存和物料采购能力等条件对客户订购需求作可行性评估，各条件均确认后生成正式订单。
①自动生成订单供货方式。询价评估过程中，系统自动匹配成品库存并可预测未来库存，生成询价单中各产品的缺省供货类型组合，如直接发货、自制生产和成品外协采购。
②自动生成缺省物料采购需求。对于自制生产供货方式，系统可自动匹配物料库存，生成缺省的物料采购需求（包括品种和数量）清单。
③产品定价辅助决策。询价中确认产品价格时，系统具有产品价格辅助决策功能，能自动提品的各类参考价格。
④询价数据除可录入外，支持excel格式数据批量导入。
2） 创建销售订单。询价单经公司和客户双方确认后，生成正式订单，确认供货方式，启动后续供货任务。
①订单自动流转。正式订单生成后，根据订单中需求产品的供货类型，自动生成需求任务并推送至处理节点。成品发货的生成销售发货通知至仓库，成品外协采购的生成采购申请单至采购，自制生成的生成生产通知单至生产管理部门。
②灵活安全的的订单变更处理。允许正式订单创建后，因需变更订单数据。无论变更时订单已执行至哪一阶段，系统自动生成覆盖所有任务节点的事件提醒并提供缺省的自动处理流程，用户也可完全自己决定处理策略。系统都将自动保证订单生产、采购和库存数据的逻辑正确和完整。
3） 订单跟踪。为及时响应客户需求，销售部可实时查看客户订单的完成进度状况。
系统贯彻了精益生产的管理模式，可追溯客户订单每项产品的物料准备，生产进度的实时状况。销售部可查看到订单中每项产品的可供库存数，直接外购数及其采购计划交期。需自制生产可查看物料组成，每种物料的备库情况，需采购数及其采购计划交期。在制品数量及质量数据，成品检验数据，完工入库数量等。以便对订单完成情况实时评估，达到更好的客户满意度。
4）销售订单发货。销售部按照客户订单交期进行产品出库发货处理。
①销售发货提醒。系统自动对入库数量满足发货条件的订单和接近发货日期订单发送发货提醒和警告。
②支持一个订单的分批发货。对于一个销售订单内交期不同的产品，可进行分期发货
③智能选择发货产品来源。系统能自动关联为本订单入库产品，并且根据产品的不同来源（采购、备库或生产）和批次选择销售出库的产品。
④灵活安全的产品――订单绑定策略。既支持销售订单与为本订单生产或外购的产品严格绑定，也可在紧急情况下使用为其他订单准备的同类产品，并保证所有订单可完全执行。
2 销售接口模块功能设计
2.1询价处理
销售接口模块的流程设计如图1。客户正式下订单前，对产品价格、产能、技术准备、库存和物料采购能力等条件作可行性评估，各条件均确认后生成正式订单。
询价单主要内容包括。询价单表头主要内容包括客户名称，客户联系方式，询价日期，交货方式，销售人名称。询价单表体为各产品求信息（采购项）。采购项记录主要内容为产品名称，产品规格，产品图号，订购数量，溢短装数量，实际订购数量，产品单价，交货日期，预计开始生产日期。每个采购项要经过技术评估确认和供货能力评估确认。采购项的技术确认部分可包括若干技术因素确认，生产部全部确认后表明技术准备可行。
采购项的供货能力部分包括产品库存期望数，产品外购数，产品生产数三个数值以及确认选项。这三个数值分别代表可直接发货、成品外购，产品自制三种供货方式的组合。库存期望数为未被其他订单占用的产品实际库存数与备库生产中还未入库的在制品数量之和。
在询价可行性评估阶段，由计划部区分出库存成品三种方式的组合。系统能根据库存实时状况，自动查找计算出可供的产品库存期望数量，需自制的产品数量，并根据bom定义自动计算各处物料需求数量，根据各种物料库存量（未被其他订单占用的数量）自动计算出需外购的各类物料数量。用户可直接接受上述自动计算的数量组织供货。也可根据业务安排手工修改三者数量关系，但库存期望数只能作减少操作，表示本销售订单只使用部分库存。
三个数据生成后，采购部对生成的成品采购和物料采购需求进行采购能力确认，系统自动计算订单每个产品物料分解及其需要的采购数量，采购部可评估在预计开始生产日期前采购产品、物料是否能到货。计划部确认生产能力是否能满足生产需求。当技术准备、采购能力和生产能力都经过确认，评估工作完成。
2.2订单资源的占用分配策略
从询价操作开始，被某个询价单确认使用的库存产品就如同被预订的车票一样被占用，不能再被别的询价单（订单）所使用，但考虑实现业务的灵活性。系统对此处理策略为。
询价时无论是成品库存期望数还是生产所需的物料库存期望数，都必须来自未被其他询价单和订单占用的同类品的合计数。不足部分的数量，只能用外购成品或外购物料进行生产的方式。在此基础上，保证了产品和物料供应量精确满足需求量。但销售订单由于优先级的不同，如交货期紧张、vip客户等因素。可能需要立即销售发货，而为其生产、外购的产品资源还未及准备充分。在这种情况下销售发货使用资源的顺序是。
可使用的供货资源按序如下。未被其他订单占用的库存成品； 为本销售订单采购的成品；为本销售订单生产的成品；可使用其他订单占用的库存成品或采购成品或生产成品（如依次使用交期目前最远的订单）。这种发货策略又可保证在总体资源进出平衡的基础上，实现灵活的资源流出使用次序。
2.3生成订单
询价单经公司和客户双方确认后，生成正式订单。正式订单生成后，已有成品库存处于待销售发货状态。成品外购部分生成“采购申请单”，由采购部执行采购任务自制部分生成“生产通知单”，由计划部据此生成“生产计划”，采购部再根据 “生产计划”生成“物料采购申请”。生成订单后，根据系统需求跟踪订单的实时状态。
2.4 订单变更
正式订单产生后，发生订单内容更改情况。包括产品数量增加或减少，产品品种增加或减少，还可能发生交付日期发生变更。订单变更发生的时间节点情况比较复杂，可分为下列处理方式。
1）包括正式订单还未生成生产通知单，已生成“生产通知”但还未生成“生产计划”
说明订单后续采购、生产处理流程还未开始，该情况处理方式同“生成新订单”，重新生成“生产通知”。
2） 若订单变量时，“生产计划”已经生成。表明订单后续处理流程可能处于任一阶段。为此，系统采取一种灵活、安全的处理方式。系统会将订单变更事件发送到相关工作结点，工作结点“必须”响应订单更改事件并做出具体处理。
“生产计划”处理节点响应方式为根据需要对生产计划修改或不修改（如后续生产任务已下达执行中）。“生产任务”处理节点响应方式为若生产计划不更新，则可不作更改。若生产计划更新，则必须更改以满足更新后的生产计划。“物料（成品）采购”处理节点响应方式为根据需要对采购计划修改或不修改（如订单更新某产品需求量减少，但物料已完成采购）。
采用以上处理方式，当订单变更是产品数量或品种增加的情况，“生产计划”、“生产任务”和“物料（成品）采购”处理节点是添加操作，不会产生副作用。而当订单变量是产品数量减少或品种减少的情况时，“生产计划”、“生产任务”和“物料（成品）采购”处理节点若不便进行对应的减少处理。可能会产生的副作用包括，对于更新后订单，发生物料（成品）多采购，产品多生产，物料多领料（已按原订单数量领料但按新数量生产）。这些副作用情况实质是增加物料或产品的库存，可以自然得纳入系统的退料，增加备库库存或进一步退货中处理。
2.5 销售发货
销售部按照客户订单交期进行产品发货处理。订单产品中成品外购，生产自制两类都需先逻辑入库（可能不进行实际入库）后才能销售出库。
仓库查看浏览各领料申请单，选择某个领料申请执行领料出库操作。销售部发送销售出库申请至仓库。销售出库申请记录主要内容包括。销售订单号，产品名称，产品规格，订购数量，出库数量，交货日期，出库日期。销售出库申请记录数据由销售订单数据自动生成。
入库、出库匹配策略。销售出库产品所对应的库存成品来源性质分为。未被其他订单占用的库存成品； 为本销售订单采购的成品；为本销售订单生产的成品；因本销售订单优先级高（如交期紧张），可使用其他订单占用的库存成品或采购成品或生产成品（如依次使用交期目前最远的订单）；
系统自动按这五类策略的前后顺序向导操作人员的出库操作，直到销售出库数量满足申请要求或可拒绝占用其他订单的成品。销售出库操作自动更新产品库存和销售订单对应产品项的发货数量。
3 总结与下一步目标
根据精益制造目标，生产制造型行业在销售环节要尽可能按需启动后续资源配置和生产过程。我们在这一层面的需求分析上，突出强调这一能力构建。并在功能设计和策略定义上充分考量。达到了预期目标。当然由于企业现实运作环境的约束条件复杂多变。不存在统一的解决方案。
下一阶段，我们继续追求在精益制造目标下，在垂直维度上，如何通过先进的软件设计理念实现功能在复杂度、细腻度上柔性替换，以适应不同管理水平和成长阶段的同功能业务需求。水平维度上，不同功能模块如何自由组合，适配不同企业间功能量体裁减的需求。
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关键词:FMS工作原理发展
中图分类号:TQ153文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 05-035-01
1FMS基本概念
所谓FMS,即指以数控机床、加工中心及辅助设备为基础,用柔性的自动化运输、存储系统有机结合起来,由计算机对系统软、硬件资源实施集中管理和控制而形成的一个物料流和信息流密切结合,没有固定加工顺序和工作节拍的完整的柔性自动生产线,主要适用与多品种、中小批量的生产任务的高效自动化制造系统。若要实现FMS中的物料流和信息流有机的结合,同时又能均衡系统的自动化程度和高柔性。与传统的制造系统相比,FMS具有如下的优点:它能自动不同品种、不同结构、不同位置、不同切削方式的零件加工;它能自动传输、存储、装卸物料,自动更换刀具、夹具与工件并自动检验;它能自动进行工况诊断,保证加工质量和安全;它能全面处理信息,进行生产、工程信息的分析,编制生产计划、调度与管理程序,实现可变加工和均衡生产。这即是FMS中所拥有的四个方面功能:(一)自动加工功能;(二)自动搬运与输料功能;(三)自动监控与诊断功能;(四)信息处理功能。为了实现上述四大功能,一般来讲,FMS就会由相对应功能的四个具体功能系统所组成,即为:自动加工系统,自动物流系统,自动监控系统与综合软件系统。FMS的适应范围较广,它把高柔性、高自动化、高质量、高效率结合起来,在制造业中的地位十分重要。
2工作过程
首先,根据生产的品种与调度计划信息指令,由其信息系统对数据信息进行处理、分配,并按照所给的程序对物流系统进行控制,料库就会提供相应品种的毛坯零件,输送系统在夹具存储库中送出相应毛坯的随行夹具,此时,自动装卸机(或工业机器人)自动识别和选择所装卸的工件与夹具,并随之安装到相应的机床上。其次,把输送来的工件与加工程序编码,通过机床之加工程序识别装置,选择其相应加工程序、所需刀具与各方面切削参数等,完成对工件的自动加工。
最后,按照信息系统输给的控制信息转换工序,对刚加工完毕的零件进行检验,对合格的成品工件由装卸及运输系统送入成品库。与此同时,把加工质量与数量等信息传输到监控和记录装置,随行夹具也被送回到夹具存储库中。若需加工新品种的零件时,只要改变其生产计划信息、技术信息与加工程序,整个FMS就会按照上述过程按要求、自动地完成新的加工。
3FMS的发展趋势
迄今, FMS已渗透、扩散到制造业的各个领域,并对生产方式产生深远的影响,制造柔性是由企业的长期战略考虑而产生的一种生产与经营决策,故制造柔性便不仅仅是一个技术问题,而且也涉及到企业自身的具体情况和条件。这样将来的FMS会朝着以下的方向去发展:
3.1向小规模的柔性制造单元(FMC)发展
由于FMC的规模小,投资少,技术综合性和复杂性低,规划、设计、论证和运行相对简单,易于实现,风险小,而且易于扩展。因此,采用由FMC到FMS的规划,既可以减少一次投入的资金,使企业易于承受,又可以减小风险,一旦运用成功就可以获得一定的经济效益,为下一步扩展提供资金、积累经验,便于掌握FMS的复杂技术,使FMS的实施更加稳妥。 另外,现在的FMC已经具有FMS所具有的加工、制造、运储、控制、协调功能,还具有监控、通讯、仿真、生产调度管理以至于人工智能等功能,在某一具体类型的加工中可获得更大的柔性,提高生产率,增加产量,改进产品质量。目前国内外众多厂家将FMC列为发展的重点之一。
3.2朝多功能方向发展
真正完善的新一代FMS将是智能化机械与人之间相互融合、柔性地全面协调从接受订单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。FMS是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。FMS是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上,将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程,在计算机及其软件的支撑下,构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统,以实现全局动态最优化,总体高效益、高柔性,并进而赢得竞争全胜的智能制造系统。
3.3从计算机集成制造系统(CIMS)的高度考虑FMS规划设计
无论从理论上还是实践中都可以清楚意识到FMS是CIMS的重要组成部分,FMS必须集成到CIMS大家庭,只有从整个工厂优化的角度来考虑FMS才能获得预期的效果。
3.4FMS实施会越来越重视组织管理和人的因素
除了现代化的硬、软件外,人在自动化中的作用已经变得很重要,因为人的创造性、主观能动性是任何机器所无法代替的,所以要想成功实施FMS必须通过管理把技术、组织、人和策略集成在一起。
4结束语
FMS已成为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技,采用FMS所带来的主要技术经济效果有:能按装配作业配套需要,及时安排所需零件的加工,实现及时生产,从而减少毛坯和在制品的库存量,及相应的流动资金占用量,缩短生产周期;提高设备的利用率,减少设备数量和厂房面积;减少直接劳动力,在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续“无人化生产”,提高产品质量的一致性。这必将使FMS会成为未来机械制造的主要生产模式。
参考文献:
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[关键词]中西结合；儿童；性早熟；治疗效果
[中图分类号]R585 [文献标志码]A
儿童性早熟是以儿童阶段青春期特征提前出现为主要临床表现的疾病，可导致患儿骨骼提前愈合、第二性征提前发育，从而对患儿的生长发育造成严重的影响。本病临床可分为中枢性性早熟、周围性性早熟及部分性性早熟三类，且以中枢性性早熟对患儿的影响最为严重。目前西药治疗为临床治疗中枢性性早熟最为主要的方法，在本病的临床治疗过程中具有着一定的临床治疗效果。而近年来临床研究显示，中医药治疗在中枢性性早熟的临床治疗过程中，同样有着较为理想的临床治疗效果。而为可有效的提高本病的临床治疗效果，我院近年来将中西医结合治疗方案应用于本病的临床治疗过程中，结果报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
以2012年1月至2015年1月间就诊于我院的58例女性儿童性早熟患儿作为观察者，观察者需符合本研究的入选及排除标准。以随机数字表法将患者随机分为对照组及观察组，每组29例。对照组接受单纯西药治疗，观察组接受中西医结合治疗。对照组，年龄5～11岁，平均（8.15±2.51）岁；病程6～26个月，平均（16.16±6.67）个月；发育分期（Tanner分期）：Ⅱ期14例，Ⅲ期者12例，Ⅳ期者3例。观察组，年龄5～12岁，平均（8.02±2.21）岁；病程6～25个月，平均（16.02±6.33）个月：发育分期（Tanner分期）：Ⅱ期13例，Ⅲ期者14例，Ⅳ期者2例。经统计学分析，两组间性别、年龄及病程资料未见统计学差异，具可比性（P>0.05）。
入选标准：（1）所有入选者均需符合真性性早熟的临床诊断标准：（2）年龄≤12岁者；（3）由监护人签署知情同意书。
排除标准：（1）除外存在中枢性器质性疾病者；（2）除外存在甲状腺疾病者；（3）除外卵巢容积小于1mL者；（4）除外已接受药物治疗者；（5）除外为周围性性早熟者。
1.2 治疗方法
两组患儿均于门诊接受口服药物治疗。对照组仅单纯接受西药治疗，治疗药物应用醋酸甲地孕酮片（国药准字：H2004001，西安德天药业股份有限公司）每次2mg，3次/d；醋酸亮丙瑞林微球（BH20030109，日本武田药品工业株式会社）每月1次，每次90μg/kg。观察组在对照组治疗方案治疗的同时，给予中药汤剂口服，1剂/d，每次20mL，3次/d。中药汤剂组成：知母15g、黄柏10g、熟地15g、丹皮10g、泽泻15g、白芍10g、益智仁10g、牡蛎20g、枸杞15g。
1.3 观察方法
分别对患儿的血清激素水平及生长情况进行观察。血清激素水平观察指标包括LH、E2及FSH，分别于患儿入组时及接受治疗6个月后抽取空腹肘静脉血，进行LH、E，及FSH检查，对比治疗前后两组LH、E2及FSH含量变化情况。生长情况观察指标包括身高及体重，对比两组治疗前后身高及体重变化情况。
1.4 统计学分析
应用SPSS19.0进行统计分析，分别应用均数±标准差（x±s）及百分率对计量资料及计数资料进行描述，并分别应用t检验及x2检验进行统计分析。所得结果均以P
2 结果
2.1 治疗前后激素水平比较
入组时两组LH、E，及FSH比较未见统计学差异（P>0.05），而在接受治疗6个月后，观察组均明显低于对照组（P
2.2 治疗前后生长指标比较
入组时两组升高及体重比较未见统计学差异（P>0.05），而接受治疗后观察组均明显高于对照组（P
3 讨论
现代医学认为，中枢性性早熟的发生为下丘脑-垂体-性腺轴功能异常有着密切的关系，下丘脑-垂体-性腺轴功能亢进，可导致体内包括LH、E2、FSH在内的多种激素分泌显著升高。而包括环境、经济条件及营养状况等多种因素均为诱发本病发生的重要因素，但环境、经济条件及营养状况等多种因素发生变化，可导致儿童的饮食结构失调而发生营养过剩，可刺激下丘脑一垂体一性腺轴功能的亢进，而导致中枢性性早熟的发生。目前西医治疗本病主要依赖于可抑制下丘脑一垂体一性腺轴功能的药物，通过抑制其功能，使得体内激素分泌减少而达到治疗效果。而中医学认为，人体的生长发育及生殖与“肾”密切相关，肾气充而天癸至，而饮食及环境等发生变化后，可导致患儿阴阳失衡，肾阴不足，相火旺盛，故可导致生殖功能亢进，诱发儿童性早熟的发生。因此临床治疗当以“滋肾阴，泻相火”为治疗原则。而近年来临床观察显示，在此类疾病的临床治疗过程中，以此为治疗原则用药，均可达到较为有效的治疗效果。因此，为可有效的提高性早熟患儿的临床治疗效果，我院近年来在临床西药治疗的同时，将中医药治疗应用于其中。
本研究结果显示，在接受治疗前两组激素水平及生长情况比较均未见统计学差异，而在接受治疗6个月后，接受中西医结合治疗的观察组LH、E2、FSH水平及生长情况改善均明显优于接受单纯西药治疗的对照组。本研究中，观察组所应用的治疗方案中所应用的中药组方中知母、黄柏、熟地、白芍可滋阴清热，丹皮、泽泻可泻相火，益智仁、枸杞子可滋补肝肾，牡蛎可清虚热，全方合用可达“滋补肾阴”之效，正合中医学对儿童性早熟“肾阴虚”病因病机的认识。因此在联合应用后可达到较为理想的应用效果。
篇6
关键词：TRT 发电量 高炉煤气
1前言
TRT发电是将高炉煤气具有的压力能和热能转化为电能的环保节能装置，与减压阀组并联。TRT投入顶压运行时，高炉煤气全部从TRT通过，带动发电机输出电能。TRT退出顶压运行时，高炉煤气一小部分用矸⒌纾一大部分从减压阀组通过，这样会产生很大的噪音，影响周围人员的工作环境，并且造成能源的巨大浪费。
2009年年初受钢铁市场持续低迷影响，莱钢将发电作为效益提升的重要组成部分，热电厂深度挖掘发电潜力，提升发电量。TRT系统在退出顶压运行时发电机负荷平均2000kWh，投入顶压时平均负荷在8000kWh以上。高炉出现塌料崩料时，瞬间煤气发生量达到50万左右，静叶开度波动大，短时间内达到100%。此时旁通阀瞬间打开泄压，3min后旁通阀自动关闭，此时高炉顶压仍然异常。 TRT静叶调控顶压时，静叶在开始开的过程中存在13%的盲区，透平机两侧的伺服马达动作不同步，静叶调控顶压的效果比减压阀组调控差。高炉因TRT顶压控制效果不好，要求TRT退出顶压运行。因此必须对TRT顶压控制系统进行改造消缺，以确保高炉顺行，减少TRT退顶压的时间。
2改造的目的及要求
2#TRT投入顶压运行时，旁通阀调节不及时、静叶调控顶压存在盲区、透平机两侧的伺服马达动作不同步严重影响了TRT的发电量、浪费了大量能源。为了提升发电量，需要对2#TRT的静叶调控系统及旁通阀控制程序进行改造。通过顶压控制系统改造，TRT投入顶压运行的时间延长了。
3 TRT顶压控制系统的改造
TRT调控顶压是通过调节静叶的开度来控制高炉的顶压，静叶动作不及时就会影响高炉的正常运行。旁通阀在高炉顶压突然异常时也参与顶压调节，旁通阀调节不及时也会影响高炉的正常运行。
3.1改造方案
3.1.1旁通阀程序修改，将原来高炉顶压异常时，旁通阀调节3分钟自动关闭改为长期调节，直到高炉顶压恢复正常才手动关闭旁通阀。
3.1.2更换透平机两侧的伺服马达，伺服马达型号与原设备型号相同，但与透平机调节缸不匹配，通过对伺服马达进行技术改造，伺服马达才能满足工艺要求。
3.1.3更换高强度调节缸连接螺栓弹簧垫片，调节缸连接螺栓紧固并焊接
3.1.4 更换新型油主油泵梅花垫子
3.2方案实施
2012年7月更换透平机两侧伺服马达，2013年8月旁通阀程序修改。
4效益分析
2013年7～11月比2012年7～11月多投顶压1024.47小时，扣除活动改造费用15.735万元，创造效益=1024.47*（8000-2000）*0.5-17.015=290.326万元。其中改造费用：更换伺服马达2套：15万元，更换耐油梅花垫子3个：3*50=0.015万
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【关键词】油渣成型机；纠偏系统；位置检测；定位器；改造
Transform correction system for diesel?molding?machine for coal direct liquefaction
ZHANG Hai-long
（China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Company Ordos Coal Liquefaction Corporation）
Abstract：In order to solving?the?production load?to?reduce which is due to deviation，strip?damage?is?serious，molding machine is not running smoothly，increasing?position detection?device of fisher in?the?original?corrected system；At the same time?to replace?the?original?foxboro?locator?Yamatake smart?electrical?valve positioner，and the introduction of?a?PID and?clamp control；After the implementation of?more than a year，molding machine?running smoothly，meeting?the?needs?of?process control basically，reaching?the?target?to?meet?the?production process，solving the above problem.
Key words：diesel?molding?machine；correction system；position detection；locator；transform
1.引言
煤直接液化项目是世界首套煤直接液化百万吨级示范工程，被列为国家重点战略工程，有助于我国摆脱对进口原油和石油产品的过度依赖，完成能源消费结构的转变，确保我国中长期能源战略安全。油渣成型机在煤液化工程中起着举足轻重的作用，位于整个煤直接液化过程工艺的末端，如果该环节不稳定，上游工艺便会被迫降量操作甚至发生非计划停工事故，经济损失惨重。成型机采用钢带式输送机构，由于钢带传输距离长（带长115米，跨距近60米），传输物料温度高达320℃，钢带的下方喷淋冷却，当生产不稳、物料与冷却水分布不匀时很容易发生钢带变形，引起钢带发生跑偏，当钢带跑偏量过大而无法有效纠偏时，整个渣成型机便会发生联锁停机，甚至损坏钢带，严重时会导致成型机上游煤直接液化核心装置工艺降量生产，大大增加了生产和设备检维修成本，降低了企业的经济效益和市场竞争力。因此，如何有效解决困扰安全生产的钢带跑偏问题、开展煤液化油渣成型机纠偏系统改造，具有重大的科学研究意义及工程实用价值。
2.油渣成型机概述
2.1 结构组成
驱动轮毂（主动轮毂）、从动轮毂（被动轮毂）、钢带、电机、纠偏气缸、破碎机。
油渣成型机侧视图如图1。
2.2 工作原理
电机上电，电机转动，带动主动轮转动，主动轮带动钢带转动，钢带带动从动轮转动，油渣通过输送管线送到皮带上，钢带输送油渣过程中，把油渣冷却为燃烧煤块，且输送到破碎机口，把燃烧煤块破碎成小煤块以后，自由落到下料口，从而把小煤块送出去。
3.改造前油渣成型机纠偏系统概述
改造前成型机纠偏系统仅仅采用了FOXBORO公司SRP981单作用气动定位器作为核心部件，气动定位器有气源、输出、控制信号三个接口和反馈杆。控制信号强制于气动信号中间值60Kpa（20-100Kpa），通过反馈杆跟踪钢带位移的变化而使定位器输出气压信号改变，去推动气缸进行纠偏；纠偏系统控制示意图如图2。
4.存在问题
煤直接液化油渣成型机是山特维克为煤直接液化装置专门生产的，是世界上最长的成型机；该成型机运行条件恶劣，物料温度高、粘度大，自2008年底试车开始即发现严重影响煤直接液化正常运行；已经不能满足生产需要，常常因成型机纠偏系统不能及时、有效地对钢带进行纠偏，同时纠偏系统本身的稳定性不是很好，对钢带没有很好的钳位控制，导致钢带频繁跑偏，经常性的撕裂钢带，从而使得煤直接液化核心装置不得不降低负荷或者外甩油渣，给公司造成了很大的损失，成型机纠偏系统改造势在必行。
5.原因分析
造成跑偏的原因主要有以下几点：
5.1 下料不均造成钢带受热伸长不均匀，造成跑偏。
5.2 山特维特设计时对钢带长度导致钢带跑偏的严重程度估计不足。
5.3 跑偏控制只有一个气动定位器，反应速度慢，滞后大，造成成型机钢带跑偏严重。
5.4 纠偏控制系统中，因定位器无PID参数调整，定位器总是工作于开关状态，输出气压信号变化忽大忽小，气缸动作幅度大，使钢带摆动大，纠偏出现超调，容易出现跑偏故障。
6.改造后油渣成型机纠偏系统
6.1 概述
改造后的成型机纠偏系统设有机头/机尾钢带位置检测部件（反馈轮、位置传感器）、DCS控制器集中PID调节、定位器控制气缸气压执行纠偏动作；成型机四角设有4个跑偏报警开关，在纠偏系统不能及时消除钢带跑偏时进行联锁保护，防止钢带损坏；在成型机两侧及机头控制箱内设置有3个紧急停车开关，机尾设置有破碎机锁停开关一个。在成型机西侧机头3号位处主动轮轮毂固定；设置有一个跑偏开关；在成型机西侧机头1号位从动轮轮毂由手动可控气缸（气压0.4-0.6Mpa）驱动；设置有一个跑偏开关；在成型机东侧机头2号从动轮轮毂和机尾4号主动轮轮毂实行浮动，都设有自动可控气缸，纠编定位器对气缸进行动作定位，通过气缸伸缩驱动轮毂移动，使钢带张紧或放松，从而达到纠编目的；2号位及4号位各设置一个跑偏开关。
6.2 工作原理
当钢带稳定运行的过程中，由于某种因素导致钢带向2号位发生位移后，钢带位置传感器将L，转化为线性电阻的阻值变化R，通过检测阻值变化转化为电流变化（减小），DCS控制系统将位置信号与给定值比较后得到一个偏差值e，经过PID运算及输出钳位控制后，输出调节电流到阀门定位器，阀门定位器输出气压上升，通过调节气缸驱动轮毂发生位移，钢带在电机拖动且单边受力的情况下，向1号位漂移，直到到达一个新的平衡位置（见图3）。
6.3 纠偏系统改造后的方案以及使用情况报告
6.3.1 原foxboro定位器换为山武的智能电气阀门定位器（见图4）
（1）原foxboro定位器是弹簧式的，纠偏响应滞后，调零和量程都是手动调试，非常不方便，同时，定位器内部有一个小喷嘴与挡板，定位器通过喷嘴与挡板的压紧与恢复来控制气源的通断，从而达到控制成型机气缸，由于喷嘴小，没有过滤设施，而气体也有杂质，从而导致喷嘴堵塞，失去了控制成型机气缸的效果，因而也失去了定位器本身的作用，即定位器故障率高；并且因为是气动控制，不能直接把信号反馈到DCS操作室中，不方便去操作。
（2）山武的智能电气阀门定位器功能明显优于foxboro定位器，功能如下：
1）采用大口径的继动器，结构简单从而消除了气源通道堵塞故障，大大提高了调节成型机气缸的动作速度。
2）灵敏度高，定位及时准确，大大降低了成型机跑偏频率。
3）结构简单，坚固，自动调零、调量程，操作方便。
4）定位器有PID参数调整的功能，可以很方便的把信号引入DCS，通过对DCS中PID参数调整，非常方便地对成型机跑偏进行集中控制和调整。
5）定位器的部件采用了防腐蚀性材料，从而增强了耐环境性，适用于工作条件比较恶劣的场合。
总之，山武的智能电气阀门定位器大大提高了调节成型机跑偏的及时和准确性。
6.3.2 新增了一个Fisher的位置检测装置
如图5，原foxboro定位器是通过自己本身带的反馈杆来跟踪钢带位移的变化而使定位器输出气压信号改变，去推动气缸进行纠偏，由于没有专门的位置检测装置，且是机械弹簧式的，又是气动控制，反馈杆即使检测到钢带有位移变化，foxboro定位器也需要十几秒的时间去驱动气缸执行纠偏动作，同时反馈杆本身检测到的位移变量不太精确，因此使得定位器总是工作于开关状态，从而大大降低了定位器的稳定性；然而，新增的上图中的Fisher的位置检测装置，它是与定位器分开，是将转角或直线位移转换成标准的电流信号，从而可以把信号引入到DCS中，可以很方便的对定位器进行控制，同时变送器有一个外露的顶杆，受压时产生位移，变送器内有一个位移放大装置，使极板的移动放大若干倍，可对10mm以内的小行程进行高精度测量，同时又是电流信号传递，响应速度快，检测到位置有变化以后，会马上准确、及时的驱动定位器去控制气缸执行纠偏动作，这样也提高了纠偏系统的及时性和稳定性；总而言之，新增了位置检测装置后，它大大的提高了纠偏系统的精确度和稳定性。运行一段时间后，纠偏效果及时、稳定，比起改造前通过反馈杆检测位置变化有很大的改善。
6.3.3 引入了PID控制及钳位控制
改造前与改造后的控制回路示意图如图6、图7。
改造前的简单控制回路相当于一个比例控制回路，它适用于控制系统滞后较小，负荷变化不大，允许被控量在一定范围内变化的系统；而改造后的串级控制回路的特点是：
1）克服被控过程较大的容量滞后
2）克服被控过程的纯滞后
3）抑制变化剧烈幅度较大的扰动
4）克服被控过程的非线性
由于改造前的油渣成型机纠偏系统滞后大，负荷变化大，钢带跑偏严重，即被控量变化大；因此，简单控制回路对于滞后较大，时间常数较长，干扰多而变化剧烈的对象控制质量差，稳定性差；而由于PID控制器适用于负荷变化大，容量滞后较大，控制质量要求又很高的控制系统；所以，由两者的特点和油渣成型机本身的特点可以看出串级控制回路明显优于简单回路控制，故改造后纠偏系统效果非常好。
同时，PID及钳位控制器的输出和输入的关系如图8。
纠偏控制系统中，引入了PID控制与钳位控制后，定位器不会经常工作于开关状态，故输出气压信号变化很小，因此气缸动作幅度明显变小，使钢带摆动变小，纠偏很难再出现超调现象，从而也很难出现跑偏故障，也就达到了纠偏的实际效果。
7.改造后的经济效益
煤制油分公司共有油渣成型机生产线14条，按钢带损坏一条为182万元计算，已经更换10条钢带，加上降量生产或停工检维修酿成的直接经济损失和间接经济损失之和达3000余万元。对纠偏系统进行改造之后显著提高成型机纠偏系统的实时性和纠偏能力，提高钢带运行平稳性，使用寿命延长2倍以上，带来了巨大的经济效益。
8.结束语
纠偏系统改造创新成果的应用，不仅可显著提高成型机的安全稳定运行周期，整体上提升煤直接液化关键流程的长周期运行管理经验，具有显著的工程实用价值。改造创新成果在煤直接液化油渣成型机钢带传输系统示范应用的基础上，也可以推广应用于煤间接液化等相关装置，应用前景广阔，社会效益显著。
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篇8
关键词：项目制造；项目制造企业；制造管理；面向订单设计；企业资源计划
本文以项目制造型企业为切入点，首先分析了项目制造型企业的特点，在阐述EPR理论的基础之上，从不同的角度分析探讨了目前所存在的问题。从项目管理和系统集成的两个角度，对项目制造型企业的ERP系统做了进一步的理论研究，探讨项目制造企业ERP特有的功能，提出如何进行快速的产品开发、销售报价和成本监控以及敏捷供应链管理的体系结构和实施方法等，重点是从内部和外部集成的角度去研究项目制造型企业ERP系统所的功能特点。 就论文所需要解决的问题，在查阅了大量关于国内外项目制造型企业ERP系统的资料和研究成果的基础上，通过对比分析法对研究制造型企业各种ERP系统进行对比，通过系统分析法对项目制造型企业ERP功能进行内外部集成。根据以上提出的研究方法，本论文从以下三个方面展开： 一是通过总结各类制造企业的特点，从不同的角度对制造企业进行分类，。二是从项目的概念和特点、项目的生命周期以及项目制造和传统项目管理的对比、项目制造和项目制造型企业的生产经营特点的分析，提出项目制造型企业ERP本身独特的特点。三是通过对ERP的概念以及在我国的应用情况，并在Garter Group对ERP原始定义和功能核对表的基础上，结合第二部分项目制造企业生产经营的难点，强劲的产品研发力量支持产品的敏捷开发，支持销售快速报价的项目分包、外协以及原材料采购的控制，交货期、项目进度和成本的控制等，从内外部集成对项目制造型企业的ERP功能进行扩展。
一、 项目制造企业的定义及特点
按照订单设计或者按照项目设计的生产类型叫做项目制造。项目制造有别于一般的产品制造，它是以满足客户的个性化需要作为目标，完全按照客户的订单去组织生产，客而户订单带动着整个企业的运转，是面向订单设计的生产方式，支持客户化的设计是这一生产流程的重要功能和组成部分。为特定客户定制的产品一般生产批量很小，但是设计工作和最终产品的生产比较复杂，有些产品有可能只生产一次，今后讲不再生产。项目制造具有以下五个特点：
1.目标的独特性：项目制造是一个特定的目标，和以往的项目或任务不完全相同，即使在项目的部分上有相似的地方，但在整体上是独特和唯一的。
2.可重复性低：项目制造产品的可重复性低，几乎没有或很少有经验可以借鉴。在技术、人员以及设备方面与以往具有很大的差异。产品的非标准件多，而且结构很复杂，因此导致产品的交货提前期长，工作量大。
3.涉及领域广：项目制造涉及不同的知识领域，要完成项目制造，需要很多个职能部门的人员共同协作配合，跨越多个组织，而且需要多方面合作。
4.项目制造受到时间、成本等条件的限制，在产品质量确定的前提下，使项目的进度和成本达到预算的要求。
5.过程的复杂性：项目制造包括项目投标、工艺装备设计与制造、产品开发设计、安装调试、产品生产以及产品生命期内的服务与支持等整个生命周期过程。
二、EPR的定义及特点
EPR不仅仅是一个软件系统，而且还是一个集组织模型、企业规范、业务流程、实施方法以及信息技术为一体的综合管理应用体系。哈佛商学院的教授认为，EPR是企业计算机应用的一种模式，企业使用这种模式可以用一种集成系统的方式，代替企业中众多的、单一的且相互不兼容的信息系统，对企业的财务系统、供应链系统、人力资源系统、市场营销系统以及制造系统等方面进行无缝连接。EPR有以下四个特点：集成性、重构性、配置性以及扩展性。随着信息技术的不断发展，EPR系统的功能将得到不断地增强和扩展，以满足企业的各种不同需要。EPR的发展趋势主要体现在以下六个方面： 1）系统可以运行在不同的平台和设备上，设备和服务器之间可以进通信和功能共享。 2）EPR更加灵活和易于客户化。 3）具有更大的开放性。 4）系统开发和实施周期缩短，实施成功率提高。 5）人工智能的应用增强，支持实时决策。 6）中小企业应用面的扩大。
三、项目制造型企业ERP系统
EPR软件系统具有与项目制造企业的生产需求和特点相对应的功能模块和流程来满足在企业实际中的应用。在ORACLE软件公司的电子商务套件中，继承了应用机制造和轮船制造等项目制作环境的Oracle Project Manufacturing中，按项目去进行计划、采购、制造等一系列活动。同时根据与客户的合同或订单来核算成本。EPR系统作为先进管理思想的载体，给我国传统企业的生产经营机制带来了新的管理思想和管理手段，通过实施应用EPR系统，将实现我国企业经营机制的转变，促进企业的可持续性发展。
四、总结：
市场需求的加快导致了传统的标准化、定制生产模式以及大批量生产模式向客户化的转变，企业面临缩短产品交货其、降低成本、提高产品的质量以及减少服务的压力，只有款苏的跟上客户的个性化需求的脚步，才能在激烈的竞争市场中取得优势。EPR系统作为先进管理思想的载体，给我国传统企业的生产经营机制带来了新的管理思想和管理手段，通过实施应用EPR系统，将实现我国企业经营机制的转变，促进企业的可持续性发展。（作者单位：上海航天精密机械研究所）
参考文献：
[1]陈波，基于ERP管理思想的学术期刊发展思考[J]，中国管理信息化，2010年15期
篇9
【关键词】 业务支撑系统 无纸化 自动信息收集 “一键”业务受理 自动稽核
2010年6月份无纸化系统的推广上线，山西移动业务支撑系统进入了全新的“绿色”业务受理时代，不但大幅度节省了业务受理的成本，也给营业员和客户提供了极大的便利。随着2013年移动互联网业务的快速发展，业务支撑系统业务受理的便捷性、客户感知、客户体验成为了各运营商的竞争热点，这对原有的支撑业务处理流程和无纸化技术提出了新的挑战。
一、业务支撑系统两大矛盾来袭
2010年-2013年，山西移动业务支撑系统经历了两个大版本的升级， 2013年业务量比2010年增长了64%，同时随着3G/4G业务的不断开放，通信产品也翻了将近一番。这种爆炸式的增长，给支撑系统的后台开发运维和前端使用带来了两大矛盾。
1、不断增加的业务复杂度和前台迫切需要的业务便捷性之前的矛盾。首先由于通信产品的不断丰富，办理入网需要在多个前台模块进行操作，业务受理流程复杂，造成业务办理时间长，严重影响客户感知。 其次，由于之前系统客户资料为手工录入，同时加之一线营业人员特别是代办点营业人员水平不一，在客户资料录入时存在资料录入不准确、不完整、录入效率差的情况，大大影响了业务操作的便捷性。 再次， BASS系统存有大量的客户行为轨迹记录，但没有进行成体系的分析，经营分析结果没有很好的与CRM系统进行结合，部分业务展示和数据展示需要手工执行，无法与现有的业务快速结合。
2、不断增加的业务量与海量无纸化工单稽核之间的矛盾。无纸化系统上线后，相比纸质工单受理在受理效率上有了极大的提升了，但是电子工单也需要稽核人员进行稽核，稽核工作量仍然很大，而且重复性劳动多。尤其随着代办点的增加，业务量与工单稽核工作量之间的矛盾日益突出，稽核的人力成本高居不下。
这两大矛盾已经影响了业务支撑系统的内部客户感知，为践行中国移动提出的六项服务承诺，不断改善服务质量，切实维护和保障客户权益，有效提升客户感知，我们从矛盾产生源头入手，以技术为推动力，努力提升支撑系统的便捷服务能力。
二、矛盾形成的原因分析及支撑系统优化方案研究与应用
一方面支撑系统的设计者需要充分考虑系统安全、数据一致性、数据准确性等因素[1]，应用操作步骤及流程设计的过于复杂，操作的便捷性只能退居第二位，而另一方面，支撑系统的使用者（一线业务人员、移动客户）为了快速实现业务目标，要求每次的操作便捷、流程简单，这种视角不同带来了矛盾的产生，随着业务量的不断增加，业务模式的不断复杂，这种矛盾也就逐步加剧。
所以消除这两个矛盾，我们还是需要从客户使用感知和一线业务人员感知入手，从使用者的角度来审视目前矛盾形成的原因，不断对系统操作流程和功能进行优化，必将能够找到二者之间的平衡点，形成双赢的结果。
2.1为客户感知而优化的“一键”业务受理功能
针对不断增加的业务复杂度和前台迫切需要的业务便捷性之前的矛盾，我省支撑系统维护人员深入一线进行调研，通过对长流程业务（如开户、营销）等的梳理，形成了“客户信息自动采集、TOP20业务组合打包”的“一键”入网功能优化方案。
关键技术点一：客户信息自动采集为“一键”受理提供了必要的条件
随着基于信息机密技术的二代身份证全面的投入使用，为我们进行客户信息自动读取和录入提供了良好的条件，经过对二代证件的不断测试和研究，在不更换营业设备的前提下通过二代证的芯片信息读取技术与CRM系统集成三步即可实现了客户信息资料的自动录入功能，信息自动识别率达到了100%，有效的解决了客户信息录入流程长、资料录入不准确等问题，为“一键”“入网功能的实现提供了第一要素。
关键技术点二：TOP20业务组合打包为“一键”业务受理提供了充分条件
目前支撑系统的主产品数量达到了3700多项、增值产品49000项，再加之业务规则复杂的各种营销活动，针对每个客户将会有超过十几万的业务选择，如此众多的业务选择给客户带了困惑，也给一线操作人员带来了不便。如果想实现“一键”业务受理，就必须在不影响业务组合多样性的前提下对业务程序或者业务组合流程进行瘦身。
经分和CRM互动为我们解决这个问题带来了契机，将经分系统客户行为轨迹分析功能纳入CRM的业务流程，然后将主产品订购、增值业务订购、营销业务订购的分析结果形成TOP20的组合包，实现了全新的的“一键”业务受理功能，经过优化后的“一键”业务受理功能流程如图1所示。
经过信息自动收集、经分互动业务组合打包两种方式的综合优化，顺利实现了“一键”业务受理功能，有效的解决了业务受理量与业务便捷操作之间的矛盾。
2.2为一线感知而优化的业务稽核系统
为了解决随着业务量不断增加而导致的稽核工作量增加的矛盾，山西移动开发了业务受理自动稽核平台，实现了业务受理单的自动稽核功能。该系统基本流程如图2所示。
自动稽核平台关键技术一：自动信息收集
通过引入二代身份证读取设备[2]，实现对客户身份证信息自动读取。包括姓名、性别，照片信息、证件号码、证件地址，证件有效期，实现对客户资料的100%无差错收集，为后续的自动稽核提供准确的基础数据，使得业务受理的自动化稽核成为可能。
自动稽核平台关键技术二：对应关系的建立
建立业务单据图片与后台业务数据库记录字段的对应关系，根据不同的业务种类的要素不同，建立业务单据要素的对应关系矩阵，供后续稽核规则使用。
自动稽核平台关键技术三：业务稽核规则库的建立
建立业务流程中各业务要素的依赖关系，如凭证件办理的过户业务其电子单据上必须有身份证信息、协议信息、客户签名必须与机主一致等，为后续自动稽核工作提供了模板和规范。
自动稽核平台的上线不但实现了对业务要素完整性和一致性的自动预稽核工作，同时对异常工号权限使用、客户信息订购关系、营销方案数据、敏感业务信息实现自动稽核。
三、应用效果展示
通过以“提升客户感知和一线感知”为目标系统优化，山西移动业务支撑系统实现了大的跨跃，顺利化解了支撑系统使用和开发中出现的两大矛盾。不但提升客户满意度，还提升了公司的企业形象
3.1客户感知的提升 造就社会效益
“一键”业务办理功能实现了身份凭证信息采集自动化和纸质受理单电子化，简化了业务办理操作，提升了营业员的业务办理效率，缩短客户的业务办理时长。
由于引入“一键”入网，营业员处理速度由之前的20分钟缩短至3分钟，客户信息的录入准确率从97%提升到了100%。
无纸化自动稽核平台的推广使用，自动稽核的准确率逐渐提升，目前自动稽核通过的凭密业务100%和凭证业务的90%不进行人工稽核，使得业务工单稽核量降幅均超过了70%，获得了良好的使用效果
3.2人工成本的下降 造就经济效益
目前一天的无纸化业务受理量为12万笔，在月底月初业务高峰期一天能达到20万左右，地市成立了两级稽核体系，每个自办厅都有一个一级稽核人员，每个营业部有一个二级稽核人员。全省参与稽核工作的人员共有2687人，而且稽核工作每天进行，自动稽核上线后稽核效率至上提升40%，以阳泉公司为例，可减少174个稽核人员，按每个稽核人员3万/年的成本算，一年共节省522万。
四、结语
山西移动通过对支撑系统当前存在的矛盾分析，通过技术创新、系统优化等手段实现了“一键”业务受理，业务自动稽核平台等功能，不但大幅度提升了一线的办公效率和客户满意度，客户中赢得更高更好的美誉度，还有效的降低了成本开销，将支撑系统工作提升了一个新的层次，实现了4G时代支撑系统的转型跨跃。
2.2为一线感知而优化的业务稽核系统
为了解决随着业务量不断增加而导致的稽核工作量增加的矛盾，山西移动开发了业务受理自动稽核平台，实现了业务受理单的自动稽核功能。该系统基本流程如图2所示。
自动稽核平台关键技术一：自动信息收集
通过引入二代身份证读取设备[2]，实现对客户身份证信息自动读取。包括姓名、性别，照片信息、证件号码、证件地址，证件有效期，实现对客户资料的100%无差错收集，为后续的自动稽核提供准确的基础数据，使得业务受理的自动化稽核成为可能。
自动稽核平台关键技术二：对应关系的建立
建立业务单据图片与后台业务数据库记录字段的对应关系，根据不同的业务种类的要素不同，建立业务单据要素的对应关系矩阵，供后续稽核规则使用。
自动稽核平台关键技术三：业务稽核规则库的建立
建立业务流程中各业务要素的依赖关系，如凭证件办理的过户业务其电子单据上必须有身份证信息、协议信息、客户签名必须与机主一致等，为后续自动稽核工作提供了模板和规范。
自动稽核平台的上线不但实现了对业务要素完整性和一致性的自动预稽核工作，同时对异常工号权限使用、客户信息订购关系、营销方案数据、敏感业务信息实现自动稽核。
三、应用效果展示
通过以“提升客户感知和一线感知”为目标系统优化，山西移动业务支撑系统实现了大的跨跃，顺利化解了支撑系统使用和开发中出现的两大矛盾。不但提升客户满意度，还提升了公司的企业形象
3.1客户感知的提升 造就社会效益
“一键”业务办理功能实现了身份凭证信息采集自动化和纸质受理单电子化，简化了业务办理操作，提升了营业员的业务办理效率，缩短客户的业务办理时长。
由于引入“一键”入网，营业员处理速度由之前的20分钟缩短至3分钟，客户信息的录入准确率从97%提升到了100%。
无纸化自动稽核平台的推广使用，自动稽核的准确率逐渐提升，目前自动稽核通过的凭密业务100%和凭证业务的90%不进行人工稽核，使得业务工单稽核量降幅均超过了70%，获得了良好的使用效果
3.2人工成本的下降 造就经济效益
目前一天的无纸化业务受理量为12万笔，在月底月初业务高峰期一天能达到20万左右，地市成立了两级稽核体系，每个自办厅都有一个一级稽核人员，每个营业部有一个二级稽核人员。全省参与稽核工作的人员共有2687人，而且稽核工作每天进行，自动稽核上线后稽核效率至上提升40%，以阳泉公司为例，可减少174个稽核人员，按每个稽核人员3万/年的成本算，一年共节省522万。
四、结语
山西移动通过对支撑系统当前存在的矛盾分析，通过技术创新、系统优化等手段实现了“一键”业务受理，业务自动稽核平台等功能，不但大幅度提升了一线的办公效率和客户满意度，客户中赢得更高更好的美誉度，还有效的降低了成本开销，将支撑系统工作提升了一个新的层次，实现了4G时代支撑系统的转型跨跃。
参 考 文 献
篇10
关键词：状态监控；server-push；ZK；MES
中图分类号：F272 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 02-0000-03
制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem，简称MES）是现代集成制造系统中制造管理自动化的一项重要技术。它定位于企业上层管理和底层设备之间，面向车间层的管理控制，收集生产过程中的大量的实时数据，反馈处理结果和生产指令，对生产过程中发生的事件及时进行处理，保持计划层与生产控制层的信息通畅。可以说，MES是制造企业生产管理控制信息集成的枢纽，而其中生产过程状态信息又是MES得以正常运行的重要信息来源。
1 车间制造执行系统构建
为应对当代车辆关键零部件研制提出的周期短、交货期紧、批量品种变化的挑战，提高车辆关键零部件快速研制能力和自主创新能力。针对某车辆关键零部件车间的实际需求，设计并开发车辆关键零部件车间制造执行系统，该系统面向车辆关键零部件制造车间，有效地储存和传递生产信息，监控生产状态及计划信息执行情况、产品质量情况、资源配置情况等，优化车间的生产过程。实现车间级制造信息的管理与集成，利用计算机辅助进行信息管理、生产工艺计划制定和生产过程控制，完成车间内的信息集成，驱动生产的有序、高效运行。该系统的软件架构如下图所示：
本系统采用基于WEB的多层技术架构。为了满足系统的实际功能及性能需求并适应车间管理的业务模式，本系统特别采用了ZK框架来实现其表现层。ZK是一个事件驱动（event-driven）的，基于组件（component-based）的，用以丰富网络程序中用户界面的框架。利用ZK框架，不需撰写JavaScript，即可开发出具有Ajax丰富互动效果的网页型应用程序。即软件系统的结构是B/S的，而软件的操作风格是C/S的，把两种软件结构的特点有机的结合了起来，且不增加系统的开发难度。
2 制造执行系统状态监控技术整体架构
车间制造执行系统需要对底层设备生产状态进行采集和监控，生产状态是车间制造执行系统得以正常运行的主要信息和数据来源。本车间是数控机加车间，生产设备主要是离散的数控机床，数控机床生产状态信息采集技术难题的解决是制造执行系统实现的关键。数控机床的参数，生产状态，刀具信息，主轴信息，NC程序信息等都是需要重点进行监控的。机床状态监控功能主要是在制造执行系统的机床状态监控模块中实现的。
本系统是基于Web的制造执行系统，要实现对底层数控机床的状态监控需要解决两个层面的技术难题。一个是软件架构的，一个是状态采集技术的。第一个问题就是如何在本系统的软件架构下实现基于Web的状态监控软件设计与开发，另一个问题是如何实现对车间内各种类型的数控机床进行采集，并最终把采集到设备状态信息集成到软件系统中，从而达到对车间数控机床的状态监控。
为解决实时显示生产状态信息的问题，在软件实现方面采用ZK框架的服务器推（Server-push）技术，负责对状态信息的处理。状态信息由负责状态采集的软硬件采集到，存储在生产状态数据库中。制造执行系统实时监控数据库中状态信息的变化，并实时根据数据的变化把状态数据推到每个ZK页面中去。这样车间工作人员就能及时掌握到各机床状态信息的变化。
根据数控机床种类的不同，主要是FANUC数控机床和西门子数控机床，采用不同的状态采集技术。对于FANUC数控机床使用串口宏技术采集机床状态，对于西门子数控机床采用PLC接口技术进行采集。图2为机床状态监控的整体软硬件技术架构。
3 ZK框架服务器推（Server-push）技术
ZK框架是一个支持推模式的框架，即服务器推（Server-push）技术。服务器推技术是说一种基于网络的交流，其请求是由中央服务端发起。与之相对应的是拉模式，拉模式是一种请求由接受方或者说客户端发起的。这种技术也可以叫作反向Ajax（reverse-Ajax）。所谓推模式，就是服务器把数据推到每个ZK页面上，而不是客户端请求后的响应，并且可以实时地反映数据的变化。它的这种特性使得以它为表现层框架的软件系统具备了特殊的功能。利用ZK框架的这一特点，再辅以相应的机床数据采集技术，以数据库集成接口，即状态采集软硬件将机床状态存入生产状态数据库，ZK框架通过把数据库中的机床状态数据推到任意的访问机床状态监控模块的页面上，就可以实现机床状态实时监控。
通过使用服务器推技术，需要启动一个工作线程对相应的数据进行不间断地查询，当预先定义的条件满足时，则可以在工作线程内将内容发至客户端或更新客户端的内容。服务器推技术最适合应用于需要实时动态更新数据的应用场景。机床状态实时监控使用该项技术是再恰当不过的了。在ZK框架下使用服务器推技术很简单，仅需要如下的三步，
（1）使用Desktop.enableServerPush（booleanbool）为桌面调用启用服务器推动。
（2）将需要更新的组件、数据传递至工作线程。
（3）在桌面内调用工作线程。
遵照这3个步骤，就可以实现状态监控页面的开发。
服务器推机制是使用客户端轮询（client-polling）技术实现的，即客户端将会反复询问服务器以调用工作线程完成其工作，询问的频率可以调用Executions.setDelay（intmin，intmax，intfactor）手动调整。
4 FANUC机床串口宏状态采集技术
针对不同的要采集的机床状态信息，通过数据输出指令，就可以把机床状态信息传送到上位机，进而由状态监控模块到网络上。
5 西门子机床PLC接口状态采集技术
本车间大部分的数控机床都是西门子840D或810D数控系统，对于西门子数控系统，由于其采用的PLC是通用的PLC系统，因此可以通过采集数控系统PLC的状态寄存器的值来实现状态信息采集的目的。
由于西门子840D或810D数控系统采用的PLC是西门子的S7-300PLC，故采用Prodave接口开发采集监控软件对其进行状态监控。采集用的硬件是大连德嘉公司ETH_MPI转换器。将西门子S7-300PLC的MPI接口通过ETH_MPI转换器转换成Profinet协议（TCP/IP），然后用以太网与上位机相连。ETH_MPI转换器与西门子以太网通讯处理器CP343功能相同，可替代西门子CP5611，CP5613通讯卡。
通过查阅数控机床的资料，找到需要监控的状态所在的寄存器地址，通过Prodave接口的编程实现对这些寄存器地址位的读取，同时将这些状态数据写入生产状态数据库，再通过车间制造执行系统的机床状态监控模块给局域网上的所有用户。
6 总结
在进行类似上述离散型制造执行系统的开发过程中，数控机床的状态监控是实现状态监控模块开发的主要组成部分。为了降低技术风险、工程造价，缩短工作周期，我们往往采用数控机床原有的状态采集接口，如串行口、MPI接口等。只有在不得以的情况下才会通过硬件连接的方式采集机床的状态信息。但不论何种状态信息采集模式，ZK框架的服务器推（Server-push）技术都可以把状态信息到整个系统网络上。这种结合网络数据库、信息采集、服务器推等相关技术的模式，可以很好地指导未来基于Web的制造执行系统状态监控模块的构建，而ZK框架结合Spring框架、Hibernate框架也为制造执行系统软件的实现提供了有力的支撑。
参考文献：
[1]PeterSmid.FANUC数控系统用户宏程序与编程技巧[M].北京：化学工业出版社，2009.
