基于MES的面向检修作业车间的过程管理实时系统.doc

博学 创新 协同 服务第 1 页 共 13 页基于基于 MES 的面向检修作业车间的过程管理实时系统的面向检修作业车间的过程管理实时系统HONOUR-MES西安驰誉科技有限责任公司西安驰誉科技有限责任公司博学 创新 协同 服务第 2 页 共 13 页一、概述一、概述随着铁路运输信息化的全面推进，铁路智能运输系统（RITS）得到空前重视作为行车安全重要组成部分的客（货、机）车辆检修业务，也随着信息化的发展重新得到重视尤其是企业今天面临降低成本、提高生产效益、确保安全质量、提升企业竞争力的强大压力，要求企业的主管更多地关注一线车间的生产作业管理因此，应用当今优秀的管理技术和信息技术，就多个车间的检修计划、组织调度、资源配制、过程控制、质量监督、材料消耗方面做到全面控制、实时管理，使铁路车辆检修企业的管理、控制流程明显改观，真正提高企业的核心竞争力近几年路局大量引进、增加的新型快速客车、机车、货车，使车辆部门承担着确保铁路运输安全运行的重要任务，企业面临着工序复杂、流程控制点多、质量要求高的新形势，原有简单、单一、人控、粗放的管理模式已经不能适应车辆检修的快速发展，而针对过程控制的高效、经济、科学的信息化管理方式，必将引领车辆检修走向人机联控的网络信息管理时代。

HONOUR-MES（生产执行系统）正是根据铁路车辆检修业务流程，按照铁道部客、货、机车应用规范和标准，采用 MES 的优先计划、精确调度、质量跟踪、实时监控、资源配置、闭环控制的先进管理模式，实现对车间检修生产全过程的实时管理二、二、车间检车间检修（生修（生产产） ）执执行系行系统统 MES生产执行系统 MES(Manufacturing Execution System) 是一个能精确调度、发送、跟踪、监控车间生产信息和过程,且同时能测量和报告其实时性能的生产执行系统,它是实现车间生产敏捷化的基本技术手段MES 主要负责车间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资源来提高竞争力，提供了一种系统地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MES 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(Human Machine Inteface)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 年提出的三层博学 创新 协同 服务第 3 页 共 13 页的企业集成模型（如图 1） 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车间级（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当企业发生实时事件时，MES 能对此及时作出反应、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 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，从而使其既能提高车间生产能力，改善资源的有效配置，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从以上概念可看出 MES 的关键是强调整个生产过程的优化，它需要收集生产过程中大量的实时数据，并对实时事件及时处理同时又与计划层和控制层保持双向通信能力，从上下两层接收相应数据并反馈处理结果和生产调度指令。

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, 把生产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、设备的控制和计算机集成制造接口（CIM）等一体化去考虑，以最终实施生产自动化战略MES 功能模型： MES 本身也是各种生产管理的功能软件集合，MES 通过其各成员的实践归纳了十一个主要的 MES 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、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集1）工序详细调度：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2）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（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） 文档控制： 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5）产品跟踪和产品清单管理： 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，该记录向用户提供产品组及每个最终产品使用情况的可追溯性。

博学 创新 协同 服务第 4 页 共 13 页（6）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显示用以辅助性能的改进和提高7）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8）维护管理： 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9）过程管理：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 （10）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11） 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三、技三、技术术模型及技模型及技术术关关键键MES 作为生产形态变革的产物，其起源大多源自工厂的内部需求，传统的MES(Traditional MES，T-MES)就是从 70 年代的零星车间级应用发展起来的，在积累了相当的经验后，逐渐形成了一些从事 MES 开发的专业公司，并且其系统也开发出了相当成熟的标准。

通常他们都是针对特定的生产类型，或特定的功能需求而开发出较为标准化的MES总的来说 T-MES 可大致分为两大类：专用的 MES 系统(Point MES) 和集成的 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、检修、生产调度或开发的单独应用系统集成的 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MES 应用常常是要满足关键任务的系统，系统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，这些技术在某种意义上说，也是 MES 功能的核心部分其中，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当前 MES 的技术模型如图 5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博学 创新 协同 服务第 5 页 共 13 页成，集成的 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〈图 5 当前 MES 技术模型〉实现技术关键实现技术关键可集成 MES 通过将面向对象技术，消息机制和组件技术应用到系统开发中，充分结合两类 T-MES 的优点而发展起来的通过采用高效的基础框架既大大增强了系统的集成性和适应性，又能满足关键事物的处理NIIIP/SMART 协会为整个 MES 应用领域提出的一个分布式对象和信息交换模型（如图 6）代表了发展中 MES 的技术模型从模型中可看出，在面向对象的应用中，每个对象都使用自身具有的功能和方法来操作数据，分别完成系统的各种功能而其它功能如：工作流管理，产品数据管理，知识管理等都从功能逻辑中分离出来通过对象请求代理（ORB）（如 CORBA,COM/DCOM）可使不同软件商的对象相互交换信息和进行互操作MES 技术模型非常适合未来 MES 的商业应用特征，一个分布式对象框架可以让各种数据和功能逻辑在使用时变得更加紧密而且，通过使用小巧简练的对象，可使系统模型在不破坏相互关系的情况下方便地进行客户化定义这些特征使实施的 MES 费用较低同时又具有良好的适应性和柔性随着计算机技术的发展，博学 创新 协同 服务第 6 页 共 13 页越来越多的 MES、ERP、控制系统、产品数据管理、供应链管理和客户关系管理都是以对象的方式来编写代码的。

只要它们遵守统一的 ORB，不管它们哪个开发商提供，都可以进行无缝地集成现有的应用系统（Legacy System）只要按正确的方法进行封装也同样能实现系统的即插即用通过引入智能代理（Agent）可以有效地实现分布式 MES 的协同工作，满足虚拟企业中 MES 应用的要求从而实现敏捷制造模式对信息系统的要求，既系统的可重构，可重用和可扩展(3R)特性显然建立生产制造信息系统的体系结构是最重要，也是最基础的事情体系结构的好坏直接关系到整个系统的敏捷性能目前比较有影响的有基于 CORBA 的 NIIIP-SMART 体系结构和基于 COM/DCOM 的面向制造业的 Windows DNA两者各有优势，前者在跨平台及实时任务处理上具有优势，后者则有着广泛的应用基础无论采用哪种体系结构，MES 都需要解决以下关键问题：（1）设计面向对象的 MES 模型以支持应用集成 （2）设计分布式 MES 对象网络以支持实时活动 （3）设计 MES 工作流模型以支持各种控制策略，加强过程管理 （4）设计基于知识的规则以支持管理基于 MES 的产品 （5）集成 CORBA/STEP 以实现与 PDM 的无缝集成。

（6）设计 MES 智能代理以支持虚拟企业中 MES 应用 （7）信息技术的发展和制造企业的竞争需求将带动 MES 应用技术的不断进步从以 上分析可将 MES 总的发展趋势归纳为以下几点：可集成性 （Integratability）、可配置性（Configurability）、可适应性 （Adaptability）、可扩展性（Extensibility）和可靠性（Reliability）〈图 6 发展中 MES 技术模型〉博学 创新 协同 服务第 7 页 共 13 页生产制造执行系统（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，是生产制造过程信息集成的纽带MES 通过强调生产、制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产，同时也为检修、维护、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，对于如何在我国铁路运输企业乃至其他行业正确的研究和推广 MES 应用具有重要的理论和应用价值四、四、HONOUR-MES 简简介介西安驰誉科技有限公司作为一个行业应用解决方案的提供和咨询服务公司，致力于铁路运输全方位的信息技术服务，特别在车辆的运用、检修、生产调度、计划、安全生产领域有深厚的技术积累和成功的实施经验。

HONOUR-MES（驰誉生产执行系统）根据铁路车辆检修业务流程，按照铁道部客、货、机车应用规范和标准，采用 MES 的优先计划、精。