智能工厂是MES的最终目的

董垚

信息技术快速发展，各种新的制造理念和制造模式不断出现，如柔性制造、集成制造、虚拟制造和网络化制造等，进一步提高了制造企业的加工能力和数字化管理水平。另一方面，随着数据采集技术和自动化技术发展，使得对真实车间的生产过程监控和智能决策成为现实。因此，出现了一种新的名词“智能制造”，为制造技术的发展提供了新的方向。

作为车间信息管理技术的载体，制造执行系统MES在实现生产过程的自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用。MES处于企业级的资源计划系统ERP和工厂底层的车间集中控制系统SFC之间，是提高企业制造能力和生产管理能力的重要手段。

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一种由智能设备和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能设备的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

智能制造包含了以下内容：

1.面向产品设计与制造一体化知识库支撑体系的建立；

2.以产品及生产知识共享以及再利用为目标，聚焦分散环境下的制造问题及制约条件，建立产品设计体系；

3.以作为长期研究目标的柔性工厂以及生产过程知识共享为目的，建立可重构的生产体系与生产管理体系；

4.构建柔性设备，利用知识库等研究成果，探讨开发下一代柔性人机一体化运作方式；探讨大规模下的生产模式。

在过程控制方面：MES管理生产订单的整个生产流程，通过对生产过程的所有突发事件实时监控，自动纠正生产过程中的错误或提供决策支持，以实现生产调度要求；在出现异常或与生产计划偏离太大时，及时反馈相关人员使其采取相应的措施。

在任务派工方面：MES在生产计划完成后，自动生成任务派工单，根据生产设备实际加工能力的变化，制定并优化生产的具体过程及各设备的详细操作顺序；为了提高生产柔性，生产任务根据生产执行具体情况及设备情况，结合资源配置进行现场动态分配。

在资源配置方面：MES通过详细的数据统计和分析，为企业提供各种生产现场资源的实时状态，与任务分配紧密协调，为各生产工序配置相应的工具、设备、物料、文档等资源，保证各操作按调度要求准备和执行。

在能力平衡分析方面：MES分析对比工作中心/设备任务负荷、部门/班组任务负荷、工种任务负荷等并做出相应的评估，协助计划和调度人员进行生产任务的外协和均衡，并实现最优的生产计划排程。

在质量管理方面：MES跟踪原材料进厂到成品入库的整个生产流程，对产品原料、生产设备、操作人员、工序批次等数据实时采集，为产品的使用、改进设计及质量控制提供依据；根据检测结果确定产品问题、提供相应的决策支持。

在文档管理方面：MES基于数据库的解决方案，拥有海量数据的存储和管理能力，自定义文档管理结构树和版本追踪，有效管理产品的设计、操作流程、工艺说明等；根据加工任务分配，为个生产工序提供相应的加工程序和生产信息等。

在数据采集方面：MES根据不同的数据、应用场景、人员能力、设备投入等方面采取不同的数据采集方式，实时获取各工序、设备、物料、产品等数据，并统计、分析成其它系统、管理者所需的信息。

在人力资源管理方面：MES提供人员的状态和相关的信息，跟踪个人的工作执行情况，为企业实现精细考勤管理、控制人力成本、轻松绩效考核、减少员工流失、优化人员调度等方面提供决策支持。

在维护管理方面：MES记录每台设备、每把工具的维护时间、维护内容、故障原因等，从而计算出最常见的设备/工具维护工作并进行经验积累，管理和指导生产设备、工具的维护活动，并生成相应的维护经验文档，以供浏览、查询。

在中国，大部分离散制造企业属于多品种小批量的生产模式。在这种模式下，车间级的组织与控制方式对其生产管理有着更高的要求，这是由于多品种小批量这种生产模式的特点所致，特点为产品品种多、数量少、生产重复性小、工艺过程经常变更等。由于这种模式的这些特点，因此需要一个先进适用的管理系统，对于下达的生产任务进行一定程度上的智能优化调度，最大程度地减少生产过程中的非增值时间，实现加工生产的高效率、高柔性和高可靠性，而MES的出现满足了企业在车间控制管理的需要。