流程工業(yè)中MES的功能與特點

MES是ERP和DCS之間的信息紐帶，是流程工業(yè)CIMS實施的核心。

制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES，anufacturing Execution System)是處于計劃層和控制層之間的執(zhí)行層，主要負責生產管理和調度執(zhí)行。它通過控制包括物料、設備、人員、流程指令和設施在內的所有工廠資源來提高制造競爭力，提供了一種系統(tǒng)地在統(tǒng)一平臺上集成諸如質量控制、文檔管理、生產調度等功能的方式。MES首先在半導體和電子制造領域取得了成功應用。

流程工業(yè)的生產方式受全球競爭和市場經濟的影響，正經歷著一些變革，對于多品種小批量的生產過程，生產方式逐漸由面向庫存生產轉為面向訂單生產。企業(yè)資源計劃(ERP)系統(tǒng)需要實時的生產信息輔助進行經營決策和訂單管理。但是來自生產現(xiàn)場的狀態(tài)信息和生產數(shù)據(jù)并不能直接反映經營者所關心的生產進度和質量變化等信息。因此，需要MES在企業(yè)資源計劃和過程控制之間提供信息的轉換。MES執(zhí)行由ERP制定的計劃，并根據(jù)實時生產信息調整生產作出調度，并將有關資源利用和庫存情況的準確信息實時地提供給ERP系統(tǒng)。MES還能將生產目標及生產規(guī)范自動轉化為過程設定值，并對應到閥門、泵等控制設備的參數(shù)設置。同時，MES將從DCS采集來的生產數(shù)據(jù)與質量指標進行對比和分析，可以提供閉環(huán)的質量控制。可見，MES是ERP和DCS之間的信息紐帶，是流程工業(yè)CIMS實施的核心。

流程CIMS中，MES軟件系統(tǒng)的功能主要包括物料管理、資源管理、作業(yè)/訂單管理、質量管理、操作管理及行業(yè)法規(guī)管理等。它在以下三方面具有區(qū)別于離散制造系統(tǒng)中MES的特點：

① 流程工業(yè)生產環(huán)境苛刻，生產過程包含復雜的物理、化學過程，及各種突變和不確定性因素。特別是啟動、停機和應急處理等暫態(tài)過程的各項操作，不僅影響生產效率，而且存在著安全隱患。因此，操作管理是流程CIMS中MES的一項重要任務。它負責監(jiān)督在所執(zhí)行的每一項操作中遵守操作步驟和規(guī)范，在連續(xù)、混合及間歇生產環(huán)境下為操作員提供流程啟動、平穩(wěn)運行及停機等過程的標準操作指令。

② 流程工業(yè)CIMS不僅要集成信息流和物料流，還包括能源供應流。因此，流程CIMS中MES的調度決策功能需要對物料和能量提供最佳控制策略，同時決策不僅以提高生產效率和降低生產成本為目標，還應將節(jié)省能源、減少污染等目標考慮在內。

③ 流程工業(yè)中MES的決策具有混雜性，不僅包括連續(xù)過程變量，而且包含離散過程變量。 為了對生產過程及產品質量進行控制，必須建立反映連續(xù)過程主要物理、化學變化過程的過程模擬模型，并將過程模型與優(yōu)化模型結合起來。

以往MES通常是一個很大的整體軟件系統(tǒng)，其定制和維護的成本很高。隨著計算機支撐技術的發(fā)展，開發(fā)更加模塊化、更具柔性的MES系統(tǒng)成為可能，實施和維護MES的成本大大降低。因此，MES作為流程CIMS的核心，在石油、化工、制藥及制漿造紙等流程工業(yè)的綜合自動化進程中有好的應用前景。 

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