MES系統開發的關鍵

    MES系統在國內的興起時間不長，但是借鑒了國外的MES系統開發經驗，所以發展的比較快，隨著市場上對于MES系統需求的興起，MES系統開發的技術也就日漸精練。眾多開發者在MES系統開發的適合，需要掌握關鍵，才能夠確定框架，更好地完成開發工作。

    MES系統是伴隨著生產制造企業對生產過程的掌控，對信息化建設的要求而產生的。國內目前對于MES系統的需求也逐漸開始顯現，而MES系統開發的關鍵在于建模技術。本文將主要就MES系統開發的建模技術進行闡述。

隨著因需而變的理念提出，西門子公司率先為MES指出了一個全新的發展方向，它將MES建立在一種結構(生產建模，ProductionModeling)之上，通過這種結構，用戶可以用層級模型(Hierarchical Model),將各種專用產品(組件，Component)協同起來，來描述業務(Business)和生產作業(Production Operation)。這正是西門子在全面集成自動化(Totally Integrated Automation)中所展示的概念。

　　近年來，一種新的國際標準正在成為企業的行為規范—控制系統集成規范。這就是國際標準化組織/國際電工委員會的IEC/ISO 62264和美國國家標準組織/美國儀表系統與自動化學會的ANSI/ISA-95，它定義了企業級業務系統與工廠車間級控制系統相集成時所使用的術語和模型。該標準還定義了中間層MES系統應支持的生產作業活動。

　　很多供應商、用戶、顧問都參與了該標準的制定和定義。這就確保了該標準具有堅實的基礎以及高度的可用性。該標準目前由三部分組成，其中第3部分定義了MES的作業活動。它著重闡述了與生產(Production)、維護(Maintenance)及質量(Quality)等有關的作業活動。通常來說，這些活動都是同等重要的，不過，如果和生產或者生產作業無關的話，可能也就不需要維護作業或質量作業了。

　　供應鏈的效率很大程度上受制于業務系統與生產系統的功能集成程度。MES正是以ISA-95為藍本提供了這種集成。系統集成的低下會導致制造系統效率低、可見性差。

　　要想真正了解工廠正在執行的情況，需要一個系統，它可以產生可配置的符合需要的生產報告來顯示各種KPI。這就必須將過程控制的特定數據與生產相關數據關聯起來(例如:訂貨排程、批次、人員、物料等)，以簡化績效問題分析和識別。MES可以提供生產流程的可見性，以創建改善生產流程的條件，并提高制造系統的效率。

　　過程控制、MES及ERP之間的完全集成對現代企業的商業運作來說是至關重要的。制造系統是由許多不同的功能相互協同而構成的。制造系統的整體集成可以幫助企業實現一流的運營效率，相反，零散的解決方案將成為車間績效改善的瓶頸。

　　軟件平臺的有效重用是實現節約成本的關鍵。標準的應用產品通常都是一個龐大的系統，它們包含了很多的功能。但是，當這樣的系統面對千變萬化的客戶需求時，卻又往往顯得力不從心。因為，這些系統很難擺脫那些已經預先在產品中設置好的執行邏輯(隱式規則法，implicit rules approach)。通常情況下，這些預設的執行邏輯是無法根據特定需求去進行修改的。隨著產品的升級換代和相應應用的不斷擴展，這種矛盾就尤為突出。

　　 對于今天的制造業企業來說，擁有高度靈活的因需而變的應用系統是企業在商戰中決勝的關鍵。很顯然，應用上述的固化的標準系統，是無法滿足企業變化需求的。因此，西門子公司提出了一種全新而獨特的范例，為制造執行系統的發展開辟了嶄新的天地。

　　SIMATIC ITProduction Suite是西門子SIMATIC IT產品的核心。它由SIMATIC IT Framework和SIMATIC IT Components組成。

　　SIMATIC ITComponents提供可以滿足業務基本需要的功能組件。每個組件都是針對具體的制造問題而設計的(例如訂單管理、物料管理、人員管理、報表管理等)。

　　SIMATIC ITFramework是一個建模環境，它通過圖形方式將不同的SIMATIC IT Components功能組合在一起來定義執行邏輯(顯式規則法，explicit rules approach)。SIMATIC IT Framework是根據物理對象(實際的裝置和設備)和邏輯對象(軟件包及應用程序)來完成對工廠模型的創建。這些對生產執行邏輯的顯式定義，以及對工廠模型中不同對象之間相互作用的定義，都是根據實際的生產作業來實現的。

　　SIMATIC ITProduction Suite提供了對于第三方組件和已有應用程序進行集成的能力。這樣一來，很多現場應用程序就可以集成進來，并按照SIMATIC IY Framework中定義的邏輯進行協調和調用。

　　通過SIMATICIT Framework，可以在基于圖形化規則的環境中對企業業務流程進行建模，這就給生產流程的描述提供了一種通俗易懂的方式。這種圖形化模型將制造系統的功能進行了細化。

　　按照ISA-95中定義的MES系統模型，SIMATIC IT Pro-duction Suite涵蓋了其中大部分功能，這也在一定程度上體現了SIMATIC IT研發的指導方針。西門子公司是ISA-95委員會中的正式會員，擁有表決權。

　　SIMATIC ITProduction Suite的設計保證了它可以在不同的工廠中快速推廣實施，這對于多地點、多工廠結構的集團企業來說，是極為有利的。因為，這樣可以在最大程度上節約實施成本。

　　SIMIATICIT Production Suite及其組件涵蓋了MES在任何制造背景下所需的核心功能。西門子公司提供完整的解決方案，這是TIA(全面集成自動化)概念的一部分。SIMATICIT是MES的主角。SIMATIC IT積極地拓展了全面集成自動化的理念，使得第三方軟件及組件也可以加入進來。通過這種方式，用戶不需要進行復雜的技術封裝就可以完成相應的解決方案。很多西門子產品都預置了大量只要經過初始化就可以使用的對象。

　　從國外的發展趨勢看，已經形成了一批MES軟件產品和解決方案，出現了一批以MES為核心產品的工業企業管理應用軟件公司，而且企業信息技術應用的焦點已經由ERP轉向MES，然而MES的標準化仍有大量工作要做。

　　從國內的發展趨勢看，CIMS、MES、ERP等概念都進入中國較早，但只以DCS為代表的底層自動化和以ERP為代表的管理系統普及速度較快，因此，中國工業企業的信息孤島和缺損環鏈現象比國外更為突出，也就是對MES層的認識相對落后，但是，確實有一些公司在加快開發中國式的MES產品或應用國外的MES產呂，而且勢頭較好，同時，在認識觀念上由關注ERP到關注MES的轉變也已開始。

　　從技術角度看，MES的功能正在向控制層和計劃層滲透，三層結構的分工可能更模糊。MES功能中的計劃排產與執行調度模塊(APS)越發突出的推廣普及。它應是MES的核心。單一功能的MES產品正在向集成的MES和整體解決方案發展。信息技術領域的分布對象技術(CORBA、DCOM等)標準日臻成熟是MES發展和集成的基礎。DCS和ERP的普及和提高進一步推動了MES的發展和推廣。