在過去20年間，戰(zhàn)略性企業(yè)集成策略一直在制定之中。盡管實現(xiàn)該集成功能所必須的大多數(shù)技術(shù)都不存在問題了，但是實際上只有很少的企業(yè)宣稱已經(jīng)達(dá)到類似的大集成。其實，MES就是一個動態(tài)的信息系統(tǒng)，它能夠推動生產(chǎn)制造運營活動的有效執(zhí)行。
在事件發(fā)生時，利用當(dāng)前的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)、MES指導(dǎo)手冊、觸發(fā)事件、報告來分析工廠活動。理想情況下，MES系統(tǒng)由一系列的功能組成，包括從訂單釋放、生產(chǎn)制造、到最后的產(chǎn)品發(fā)貨等一系列的產(chǎn)品管理運營活動，規(guī)定了產(chǎn)品整個生產(chǎn)過程的各個階段。
在定義MES技術(shù)及其在改進(jìn)卓越制造的過程中所扮演的角色，其中最重要的一個是ISA-95標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)由國際自動化協(xié)會（ISA）聯(lián)合生產(chǎn)制造業(yè)協(xié)會，以及包括控制、ERP和MES等多個行業(yè)的系統(tǒng)供應(yīng)商共同開發(fā)制定而成。ISA-95利用生產(chǎn)運營管理(MOM)，來描述MES的概念，在某種程度上該詞具有更廣泛的含義；但是兩者其實都在嘗試，為商務(wù)物流軟件以及生產(chǎn)制造運營軟件之間的信息交換建模。它們還為軟件執(zhí)行的活動、以及生產(chǎn)制造運行系統(tǒng)內(nèi)部的信息交換建模。
圖1：描述的是在ISA-95中規(guī)定的生產(chǎn)制造過程中決策制定的各個層級。
圖1描述的是在ISA-95中規(guī)定的生產(chǎn)制造過程中決策制定的各個層級。第4層，業(yè)務(wù)規(guī)劃和物流決策，由ERP和供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）為決策提供支持。第3層，是傳統(tǒng)的MES功能，用于提供追蹤信息并進(jìn)行趨勢分析，并為諸如工作流程、配方控制以及維護(hù)等方面的決策提供支持。第0層、1層和2層，則是和實時生產(chǎn)事件相關(guān)，比如過程檢測、監(jiān)控過程的操作以及過程自動化技術(shù)等相關(guān)。這是分布式控制、監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)以及可編程邏輯控制器（PLC）系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。
ISA-95還致力于改進(jìn)不同層級之間，尤其是ERP和MES系統(tǒng)之間的互操作性。圖2描述的是精簡的ISA-95標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)概覽，并將其映射到普渡參考模型。虛線代表ERP系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間可能存在的邊界。
在大多數(shù)典型的流程中，計劃訂單先傳遞給控制層，然后控制層返回生產(chǎn)線的響應(yīng)和功能信息。該標(biāo)準(zhǔn)描述了物料、人員、設(shè)備和其它信息，這是建立一個有效的計劃模型所必需的信息。該標(biāo)準(zhǔn)并不是要決定哪些系統(tǒng)在哪些情況下可以使用。它僅僅是提供中立客觀的指導(dǎo)準(zhǔn)則和數(shù)據(jù)交換結(jié)構(gòu)，這樣企業(yè)就可以據(jù)此做出調(diào)整，以便適應(yīng)公司的具體情況。
ISA-95標(biāo)準(zhǔn)還提供了定義生產(chǎn)運營管理活動功能范圍的指導(dǎo)原則。這包括管理定義、資源管理、詳細(xì)計劃、調(diào)度、執(zhí)行管理、數(shù)據(jù)采集、追蹤和分析，這些定義可以用于生產(chǎn)、維護(hù)、質(zhì)量和庫存等多個領(lǐng)域。
傳統(tǒng)上，MES一度被視為ERP（第4層）與控制和自動化層（第2層）之間的解釋層。在該角色中，MES系統(tǒng)的目的就是記錄、控制所有來自于ERP層的產(chǎn)品訂單（以幾乎實時的方式）。實現(xiàn)的方式，就是通過與控制層的接口，來收集和提供實時產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并將所有必要的物流和財務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)傳回ERP系統(tǒng)。但是，僅僅這樣來定義EMS的功能，并不能判定其在提高生產(chǎn)制造能力、質(zhì)量和靈活性方面所具有的巨大潛力。它處理實時數(shù)據(jù)、執(zhí)行業(yè)務(wù)規(guī)則，并將其與工程、質(zhì)量和生產(chǎn)質(zhì)量流程整合起來的能力，使其成為持續(xù)改進(jìn)的理想平臺。
圖2：描述的是ISA-95標(biāo)準(zhǔn)的精簡系統(tǒng)概覽，并將其映射到普渡參考模型。
靈活的架構(gòu)
要想發(fā)揮MES真正的潛力，需要將注意的焦點，從試圖在分類目錄中定義每件事的位置，轉(zhuǎn)向定義為了實現(xiàn)最終用戶產(chǎn)品價值的最大化所需的事。自從生產(chǎn)制造企業(yè)解決方案協(xié)會（MESA）開發(fā)出第一套模型以來，MESA和行業(yè)普遍認(rèn)為，在生產(chǎn)制造公司內(nèi)共存的不同系統(tǒng)之間的界限是流動的，而不是僵化不變的。
在考察ERP 和 MES軟件之間的界限時，可以發(fā)現(xiàn)很多功能之間，有明顯的重疊。比如，計劃、訂單控制、人力資源和維護(hù)管理，當(dāng)然這只是舉了幾個例子。在組成MES層和監(jiān)控層（第2層）的活動中，也可能存在功能重疊。
先進(jìn)的分析框架，有助于幫助企業(yè)確定在不同層面上部署系統(tǒng)的可行性、工作量、費用、靈活性、以及可維護(hù)性。例如，由CGI/Logica創(chuàng)建的框架，歸納了15種類型的問題，可以幫助生產(chǎn)制造企業(yè)確定其軟件需求。部署系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)包括：
分辨率: 進(jìn)行追蹤所需的數(shù)據(jù)分辨率是多少？
響應(yīng): 運行所需的是實時數(shù)據(jù)嗎？還是可以以批處理的方式進(jìn)行？
可配置性: 該配置是否具有開箱即用的產(chǎn)品特性，還是必須進(jìn)行客戶定制開發(fā)？
可改變性:生產(chǎn)制造過程在確定的時間內(nèi)必須保持穩(wěn)定，還是需要頻繁的改變或修正？
模塊化的MES
相較于包含所有可能功能的整體解決方案，MES必須由一系列的模塊組成，這樣工廠就可以根據(jù)其業(yè)務(wù)情況，從中選擇合適的模塊來實施。模塊化通過以下方面來提供幫助：
可擴(kuò)展性：由于策略問題或者人員或者財務(wù)資源等方面的原因，生產(chǎn)制造商希望逐步部署所需的功能；
遷移：與可擴(kuò)展性類似，功能模塊需要逐步引入，與此同時保持與原有解決方案的交互；
領(lǐng)域?qū)I(yè)化：盡管MES可以提供的功能涵蓋的范圍非常廣泛，但是并不包括某些特殊行業(yè)的需求。
模塊化不能增加到現(xiàn)有軟件產(chǎn)品中去。產(chǎn)品在初始階段，就必須按照模塊化設(shè)計，并且通過結(jié)構(gòu)化或者基于解決方案的框架，為將來的擴(kuò)展保持開放狀態(tài)。
這種更模塊化、系統(tǒng)化的軟件開發(fā)方法的另外一大優(yōu)點是，它是一種更通用的系統(tǒng)，可以適用于不同行業(yè)、可以應(yīng)對生產(chǎn)制造所帶來的更為廣泛的挑戰(zhàn)。它還提供了一種為整合不同工藝過程的、更復(fù)雜的場景建模的能力。（作者：Francisco Almada-Lobo）
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