一、引言

　　制造业是国民经济的支柱产业和工业化的原动力，现代制造业正在深刻地改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。随着经济全球化趋势的不断加剧和国际竞争的日益激烈，可保障的质量、多样化的品种、快速设计与制造、快速检测与响应以及快速重组等方面的要求不断冲击着制造业的发展。“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”被提到了前所未有的高度、深度和广度。制造业信息化是“以信息化带动工业化”的主战场，设计数字化、生产数字化、装备数字化、管理数字化、企业数字化是制造业信息化的主要研究内容和发展方向。然而，纵观我国制造业信息化的发展与应用现状，建设的重点普遍放在MRP, ERP等管理系统和现场自动化系统(如SFC, Shop Floor Control System)两个方面。前者强调企业的计划性，它们以客户订单和市场需求为计划源头，力求充分利用企业的各种资源、降低库存、提高企业的整体运作效率;后者则强调生产设备的控制— 通过控制优化，减少人为因素的影响，提高产品的质量与系统的运行效率。我国制造业多年来采用的传统生产过程的特点是“由上而下”按计划生产。简单

地说是从计划层到生产控制层:首先，企业根据订单或市场等情况制定生产计划，接着，生产计划到达生产现场，然后组织生产，最后进行产品派送。由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新，一个制造型企业要良性运营CONTROL ENGINEERING China版权所有，关键是使上层的“计划”与下层的“生产”密切配合，企业和车间管理人员可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，从而做出准确的判断和快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速的修正。虽然ERP和现场自动化系统已经发展到了比较成熟的程度，但是由于ERP系统的服务对象是企业管理的上层，一般对车间层的管理流程不提供直接和详细的支持。而现场自动化系统的功能主要在于现场设备和工艺参数的监控，它可以向管理人员提供现场检测和统计数据控制工程网版权所有，但是本身并非真正意义上的管理系统。所以，ERP系统和现场自动化系统之间出现了管理信息方面的“断层”，导致上层计划缺乏有效的实时信息支持控制工程网版权所有，下层的控制缺乏优化的调度与协调。

　　MES(Manufacturing Execution System，制造执行系统)正是为了消除这一“断层”而设计的。MES是处于计划层和车间层操作控制系统之间的执行层，主要负责生产管理和调度执行，它通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力，提供一种系统的在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的方式www.cechina.cn，从而实现企业实时化的ERP/MES/SFC系统。

　　二、MES及其在制造业信息化中的应用

　　(一)MES内涵

　　MES是美国管理界20世纪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(Supervisory Control and Data Acquisition),HMI (Human Machine Interface)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年提出了三层的企业集成模型。

　　MES国际联合会(MESA International)对MES的定义是:MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能做出及时反应、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通过双向的直接通信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。一方面，MES可以对来自MRPII, ERP系统的生产管理信息进行细化、分解，将来自计划层的操作指令传递给底层控制层;另一方面，MES可以采集设备、仪表的状态数据，以实时监控底层设备的运行状态，再经过分析、计算与处理，从而方便、可靠地将控制系统与信息系统整合在一起，并将生产状况及时反馈给计划层。因此，MES不同于以派工单形式为主的生产管理和辅助的物料流为特征的传统车间控制器，也不同于偏重于作业与设备调度为主的单元控制器，而应将MES作为一种生产模式，把制造系统的计划和进度安排、追踪、监视和控制、物料流动、质量管理、设备的控制及计算机集成制造接口等作为一个整体来考虑www.cechina.cn，以最终实施制造自动化和管理信息化为目的。

　　(二)MES功能模型与技术架构

　　MESA通过其各成员的