MES的产生背景及发展
MES的产生背景
自20世纪80年代以后,伴随着消费者对产品的需求愈加多样化,制造业的生产方式开始由大批量的刚性生产转向多品种少批量的柔性生产;以计算机网络和大型数据库等IT技术和先进的通讯技术的发展为依托,企业的信息系统也开始从局部的、事后处理方式转向全局指向的、实时处理方式。
在制造管理领域出现了JIT、LP、TOC等新的理念和方法并依此将基于定单的生产扶正、进行更科学的预测和制定更翔实可行的计划;在企业级层面上,管理系统软件领域MRPⅡ以及OPT系统迅速普及,直到今天各类企业ERP系统如火如荼的进行;在过程控制领域PLC、DCS得到大量应用也是取得高效的车间级流程管理的主要因素。
可以说企业信息化的各个领域都有了长足的发展,但在工厂及企业范围信息集成的实践过程中,仍产生了下列问题:一方面在计划过程中无法准确及时地把握生产实际状况,另一方面在生产过程中无法得到切实可行的作业计划做指导;工厂管理人员和操作人员难以在生产过程中跟踪产品的状态数据、不能有效地控制产品库存,而用户在交货之前无法了解定单的执行状况。
产生这些问题的主要原因仍然在于生产管理业务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。针对这种状况,1990年11月美国先进制造研究中心AMR首次提出MES的概念,为解决企业信息集成问题提供了一个被广为接受的思想。
MES的发展
从20世纪70年代后半期开始,出现了解决个别问题的单一功能的MES系统,如设备状态监控系统、质量管理系统、包括生产进度跟踪、生产统计等功能的生产管理系统。当时,ERP层(称为MRP)和DCS层的工作也是分别进行的,因此产生了两个问题:一个是横向系统之间的信息孤岛,二是MRP、MRPⅡ和DCS两层之间形成缺损环或链接。
20世纪80年代中期,为了解决这两个课题,生产现场的信息系统开始发展,生产进度跟踪信息系统、质量信息系统、绩效信息系统、设备信息系统及其整合已形成共识。与此同时,原来的底层过程控制系统和上层的生产计划系统也得到发展。这时,产生了MES原型、即传统的MES(Traditional MES,T-MES)。主要是POP(生产现场管理,Point of Production)和SFC(车间级控制系统,Shop Floor Control)。
到90年代,MES发展为I-MES(集成MES)和MES-Ⅱ。这时MES则作为整个工厂生产现场的集成系统出现,故又称为Integrated MES(E-MES)。主要功能为工厂管理(资源管理、调度管理、维护管理)、工厂工艺设计(文档管理、标准管理、过程优化)、过程管理(回路监督控制、数据采集)和质量管理(SQC-统计质量管理、LIMS-实验室信息管理系统)。MES在90年代初期的重点是生产现场信息的整合。
对离散工业和流程工业来说,MES有许多差异。就离散MES而言,由于其多品种、小批量、混合生产模式,如果只是依靠人工提高效率是有限的。而MES则担当了整合、支持现场工人的技能和智慧,充分发挥制造资源效率的功能。90年代中期,提出了MES标准化和功能组件化、模块化的思路。这时,许多MES软件实现了组件化,也方便了集成和整合,这样用户根据需要就可以灵活快速地构建自己的MES。因此,MES不只是工厂的单一信息系统,而是横向之间、纵向之间、系统之间集成的系统,即所谓经营系统,对于SCP、ERP、CRM、数据仓库等近年被关注的各种企业信息系统来说,只要包含工厂这个对象就离不了MES。
近10年来,新兴的业务类型不断涌现,对技术革新产生了巨大的推动力。正是基于这一点,使人们对B2B以及供应链给予了极大的关注。尽管B2B和供应链属于业务层的解决方案,但如果想要充分地实现它们,还需要得到MES的强有力的支持。其结果是MES不能仅仅做成业务和过程之间的接口层,还需要建立大量可以完成公司关键业务的功能。这些功能无法彼此独立,也不能通过数据交换层简单地连接,而是必须依据业务和生产策略彼此协同。