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)信息和生產數據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設置。同時，MES將從DCS采集來的生產數據與質量指標進行對比和分析，可以提供閉環(huán)的質量控制?？梢?，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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