MES系统开发的关键

    MES系统开发的关键

    MES系统在国内的兴起时间不长，但是借鉴了国外的MES系统开发经验，所以发展的比较快，随着市场上对于MES系统需求的兴起，MES系统开发的技术也就日渐精练。众多开发者在MES系统开发的适合，需要掌握关键，才能够确定框架，更好地完成开发工作。

    MES系统是伴随着生产制造企业对生产过程的掌控，对信息化建设的要求而产生的。国内目前对于MES系统的需求也逐渐开始显现，而MES系统开发的关键在于建模技术。本文将主要就MES系统开发的建模技术进行阐述。

随着因需而变的理念提出，西门子公司率先为MES指出了一个全新的发展方向，它将MES建立在一种结构(生产建模，ProductionModeling)之上，通过这种结构，用户可以用层级模型(Hierarchical Model),将各种专用产品(组件，Component)协同起来，来描述业务(Business)和生产作业(Production Operation)。这正是西门子在全面集成自动化(Totally Integrated Automation)中所展示的概念。

　　近年来，一种新的国际标准正在成为企业的行为规范—控制系统集成规范。这就是国际标准化组织/国际电工委员会的IEC/ISO 62264和美国国家标准组织/美国仪表系统与自动化学会的ANSI/ISA-95，它定义了企业级业务系统与工厂车间级控制系统相集成时所使用的术语和模型。该标准还定义了中间层MES系统应支持的生产作业活动。

　　很多供应商、用户、顾问都参与了该标准的制定和定义。这就确保了该标准具有坚实的基础以及高度的可用性。该标准目前由三部分组成，其中第3部分定义了MES的作业活动。它着重阐述了与生产(Production)、维护(Maintenance)及质量(Quality)等有关的作业活动。通常来说，这些活动都是同等重要的，不过，如果和生产或者生产作业无关的话，可能也就不需要维护作业或质量作业了。

　　供应链的效率很大程度上受制于业务系统与生产系统的功能集成程度。MES正是以ISA-95为蓝本提供了这种集成。系统集成的低下会导致制造系统效率低、可见性差。

　　要想真正了解工厂正在执行的情况，需要一个系统，它可以产生可配置的符合需要的生产报告来显示各种KPI。这就必须将过程控制的特定数据与生产相关数据关联起来(例如:订货排程、批次、人员、物料等)，以简化绩效问题分析和识别。MES可以提供生产流程的可见性，以创建改善生产流程的条件，并提高制造系统的效率。

　　过程控制、MES及ERP之间的完全集成对现代企业的商业运作来说是至关重要的。制造系统是由许多不同的功能相互协同而构成的。制造系统的整体集成可以帮助企业实现一流的运营效率，相反，零散的解决方案将成为车间绩效改善的瓶颈。

　　软件平台的有效重用是实现节约成本的关键。标准的应用产品通常都是一个庞大的系统，它们包含了很多的功能。但是，当这样的系统面对千变万化的客户需求时，却又往往显得力不从心。因为，这些系统很难摆脱那些已经预先在产品中设置好的执行逻辑(隐式规则法，implicit rules approach)。通常情况下，这些预设的执行逻辑是无法根据特定需求去进行修改的。随着产品的升级换代和相应应用的不断扩展，这种矛盾就尤为突出。

　　 对于今天的制造业企业来说，拥有高度灵活的因需而变的应用系统是企业在商战中决胜的关键。很显然，应用上述的固化的标准系统，是无法满足企业变化需求的。因此，西门子公司提出了一种全新而独特的范例，为制造执行系统的发展开辟了崭新的天地。

　　SIMATIC ITProduction Suite是西门子SIMATIC IT产品的核心。它由SIMATIC IT Framework和SIMATIC IT Components组成。

　　SIMATIC ITComponents提供可以满足业务基本需要的功能组件。每个组件都是针对具体的制造问题而设计的(例如订单管理、物料管理、人员管理、报表管理等)。

　　SIMATIC ITFramework是一个建模环境，它通过图形方式将不同的SIMATIC IT Components功能组合在一起来定义执行逻辑(显式规则法，explicit rules approach)。SIMATIC IT Framework是根据物理对象(实际的装置和设备)和逻辑对象(软件包及应用程序)来完成对工厂模型的创建。这些对生产执行逻辑的显式定义，以及对工厂模型中不同对象之间相互作用的定义，都是根据实际的生产作业来实现的。

　　SIMATIC ITProduction Suite提供了对于第三方组件和已有应用程序进行集成的能力。这样一来，很多现场应用程序就可以集成进来，并按照SIMATIC IY Framework中定义的逻辑进行协调和调用。

　　通过SIMATICIT Framework，可以在基于图形化规则的环境中对企业业务流程进行建模，这就给生产流程的描述提供了一种通俗易懂的方式。这种图形化模型将制造系统的功能进行了细化。

　　按照ISA-95中定义的MES系统模型，SIMATIC IT Pro-duction Suite涵盖了其中大部分功能，这也在一定程度上体现了SIMATIC IT研发的指导方针。西门子公司是ISA-95委员会中的正式会员，拥有表决权。

　　SIMATIC ITProduction Suite的设计保证了它可以在不同的工厂中快速推广实施，这对于多地点、多工厂结构的集团企业来说，是极为有利的。因为，这样可以在最大程度上节约实施成本。

　　SIMIATICIT Production Suite及其组件涵盖了MES在任何制造背景下所需的核心功能。西门子公司提供完整的解决方案，这是TIA(全面集成自动化)概念的一部分。SIMATICIT是MES的主角。SIMATIC IT积极地拓展了全面集成自动化的理念，使得第三方软件及组件也可以加入进来。通过这种方式，用户不需要进行复杂的技术封装就可以完成相应的解决方案。很多西门子产品都预置了大量只要经过初始化就可以使用的对象。

　　从国外的发展趋势看，已经形成了一批MES软件产品和解决方案，出现了一批以MES为核心产品的工业企业管理应用软件公司，而且企业信息技术应用的焦点已经由ERP转向MES，然而MES的标准化仍有大量工作要做。

　　从国内的发展趋势看，CIMS、MES、ERP等概念都进入中国较早，但只以DCS为代表的底层自动化和以ERP为代表的管理系统普及速度较快，因此，中国工业企业的信息孤岛和缺损环链现象比国外更为突出，也就是对MES层的认识相对落后，但是，确实有一些公司在加快开发中国式的MES产品或应用国外的MES产吕，而且势头较好，同时，在认识观念上由关注ERP到关注MES的转变也已开始。

　　从技术角度看，MES的功能正在向控制层和计划层渗透，三层结构的分工可能更模糊。MES功能中的计划排产与执行调度模块(APS)越发突出的推广普及。它应是MES的核心。单一功能的MES产品正在向集成的MES和整体解决方案发展。信息技术领域的分布对象技术(CORBA、DCOM等)标准日臻成熟是MES发展和集成的基础。DCS和ERP的普及和提高进一步推动了MES的发展和推广。