?　　制造執行系統(ManufacturingE xecutionS ystem，MES)的概念形成于20世紀80年代末，90年代逐步完善并得到迅速發展。美國先進制造研究機構AMR將MES定義為：“位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”，它為計劃的執行而跟蹤所有資源(人、設備、物料)的當前狀態。本文結合大型汽車變速箱裝配線MES系統的設計與開發實踐，對MES系統的體系、功能結構及相關技術進行介紹。

　　一 裝配生產線配置分析

　　裝配生產車間的設備系統主要包括以下四類：裝配生產線、裝配線料架、物料倉庫和送料系統。

　　根據企業確定的系統設計目標，追蹤當前技術發展趨勢，建設一個自動化程度高的裝配生產車間，相關設備選用了先進的裝配生產線、智能料架、智能立體倉庫和智能送料小車，并通過制造執行系統將各類設備和系統有機地集成起來，達到生產過程的高度自動化。

　　1 裝配生產線

　　包括流水線裝配小車、裝配工具和設備，裝配小車采用新型的軌道導向小車(Rail Guided Vehicles， RGV)和自動導向小車(Automatic Guided Vehicles， AGV)，取代配置相對復雜而且機動性差的輸送機系統。

　　2 裝配線料架

　　采用智能料架管理，實現各個工位主要零部件的上料、用料、存儲的自動計數等功能，以便于物料的申請與配送，提高供料自動化程度。

　　3 零部件倉庫

　　存放零部件的堆場有：主倉庫、部件裝配車間、自制件倉庫等。其中，主倉庫采用智能化的立體倉庫，實現自動化出料。

　　4 物料配送系統

　　采用激光導向小車(Laser Guided Vehicles，LGV)進行物料配送。激光導引方式與電磁、光學、慣性導引方式相比，具有停止精度高，自主性強，智能化程度高，適應性、靈活性強，路徑的擴充和更改更為方便，安裝成本低，運行可靠性高等優點。

　　二 裝配生產物流、數據流分析

　　1 系統主要物流

　　為了設計出合理的MES系統功能結構，需要分析裝配車間物流變化，主要包括以下幾個環節：

　　1)制訂裝配生產計劃：計劃部門根據市場需求等情況制訂裝配計劃。

　　2)倉庫進貨、備料：為保證裝配計劃的實施，采購部門采購零部件并進貨人庫。

　　3)倉庫出料：按裝配生產任務，從智能倉庫中以一定的節奏出料到配送中心。

　　4)小車送料：運料LGV小車將零部件從配送中心運到相應裝配工位，上料架。

　　5)工位裝配：各個工位按裝配工藝將相應零部件進行裝配。

　　6)下線入庫：完成裝配并經檢測的產品下線，入成品緩存區。

　　7)銷售出庫：按生產訂單，將相關的成品出庫運出生產車間。

　　2、系統主要數據處理流程與物流對應的主要數據處理流程如圖1所示

　　三、 MES系統軟件功能設計

　　MES是用來輔助生產管理人員收集現場資料，并控制現場制造流程的應用軟件，是企業改善制造流程、提高生產效益的工具。

　　1 系統設計基本原則

　　為搞好MES系統的設計開發，確定下列設計基本原則：

　　1)以最大限度符合用戶需求為目標：系統設計中，充分了解用戶需求，掌握系統業務流程與各項資源；

　　2)樹立全局觀點，局部適應總體，注重系統的協調性；

　　3)注意系統安全性和可靠性；

　　4)注意系統的可擴展性，預留相關系統接口；

　　5)不盲目追求新技術，盡量做到實用：一個好的系統首先應該是一個可用的系統；

　　6)用戶操作界面友好，直觀明了，操作簡便。

　　2 軟件功能模塊

　　MES主要有以下幾大功能，與企業的其它各個系統之間的關系如圖2所示。

　　3 軟件功能簡述

　　1)裝配計劃管理：包括總成年度、月度、三日滾動和當日裝配計劃的編制和調整；總成三日滾動、當日裝配計劃下達、執行和計劃進度跟蹤。裝配計劃與ERP系統等的接口。

　　2)裝配工藝管理：包括裝配生產線的各個工位的工序、裝配的零部件、裝配時間等的管理，以及裝配工藝改進、工位裝配工藝瀏覽人機界面。

　　3)物料配送管理：根據總成當日裝配計劃、工位智能料架記錄合理配送各個工位料架的物料，并提供物料消耗情況及配送批次跟蹤。

　　4)質量在線管理：根據質量標準，對所采集的數據進行自動判斷，超標情況進行報警，實現質量在線控制和統計分析。

　　5)設備維護管理：裝配車間設備運行和維修記錄管理；包括設備故障信息、設備例行檢修項目和設備的定期例行檢修(維護、保養、點檢和潤滑計劃管理)和生成維修備件領料單和清單。

　　6)車間考核和管理：根據裝配追蹤過程記錄的信息，對每個工位、每個工人、每個工班進行考核(質量、消耗、產量、設備)。                  　　7)生產統計分析：根據裝配追蹤過程記錄的信息，生成裝配車間的各種統計資料，如班報、日報、月報和年報等。計劃完成情況，裝配領料與裝配成品用料統計比較。

　　8)裝配過程監控：實現對裝配線各工位、工序裝配信息的實時監控、裝配車間設備運行狀態監控、裝配車間設備報警控制，并通過LED大屏幕顯示實時控制信息。這些信息作為質量檔案予以保存。

　　9)數據采集和接口：裝配車間各特殊工位的專用設備(壓裝機、翻轉機、擰緊機)控制，以滿足相應工位的特殊裝配工藝要求；通過PLC控制總站采集現場專用設備(壓裝機、電動擰緊機、間隙測量機、密封測試機)運行狀態。負責總裝、分裝料架儲料實時參數采集。

　　10)基礎數據管理：包括產品結構樹、裝配工藝控制參數、質量標準、設備基本信息、設備運行參數標準，以及維護保養項目信息維護和查詢。

　　四 MES系統結構設計

　　1 系統結構

　　MES系統采用C/S結構與B/S結構相混合的方式，系統結構如下圖所示。

　　一部分查詢、瀏覽和工位操作功能采用B/S方式實現，如工位工業平板機上的工藝瀏覽功能等；其它功能大多采用C/S方式實現。

　　數據庫服務器實現數據管理，接受WEB服務器的數據請求，發送數據給應用程序。Intranet用戶通過訪問Web服務器來獲得處理界面。在工作站上用瀏覽器進行瀏覽，在Web服務器上采用ASPAET程序對客戶要求進行響應，根據客戶要求從數據庫中查找數據返回客戶端。

　　2 開發平臺

　　操作系統、服務器端采用 Windows2003 Server，　　客戶端采用 Windows 2003 Professional，　　數據庫采用 Microsoft SQL Server2000，　　程序設計采用 BorlandC++ Builder，ASP.Net，　　網絡平臺采用 Visual Studio.Net2003 Enterprise，　　系統所使用的設備主要包括以下幾種：　　服務器： IBM Xseries3 458 670-LID　　工作站： P4　　2.8G/512M/80G　　工業控制計算機： 研華IPC-610　　工業平板機： 研華TPC-1260T

　　五 結束語

　　MES系統是建立在裝配車間生產線各種機械、電子設備基礎上的，必然要受到這些設備的制約，設備的自動化程度在一定程度上決定了MES系統功能。MES系統的建設和實施，是企業優化制造流程、進行技術改造、促進生產和管理的一個重要手段。