车间制造执行系统(MES—Manufacturing Execution System)邵新宇教授专题报告MES
内容提要�基本概念�国内外现状趋势及问题�我们的对策�实施方案�应用系统开发�效益评估专题报告MES
什么是MES?MES是位于企业上层生产计划和底层工业控制之间，面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。专题报基本概念告MES
MES的定义MES汇集了车间中用以管理和优化从下定单到产成品的生产活动全过程的相关硬件或软件组件，它控制和利用实时准确的制造信息来指导、传授、响应并报告车间发生的各项活动，同时向企业决策支持过程提供有关生产活动的任务评价信息。——MESA International专题报基本概念告MES
MES的功能n资源分配与状态（Resource Allocation and Status）n操作/细节调度（Operations/Detail Scheduling）n分派生产单位（Dispatching Production Units）n文档控制（Document Control）n数据采集/获取（Data Collection/Acquisition）n人力管理（Labor Management）n质量管理（Quality Management）n过程管理（Process Management）n产品跟踪和谱系（Product Tracking and Genealogy）n维护管理（Maintenance Management）n性能分析（Performance Analysis）专题报基本概念告MES
MES填补了计划与控制之间的横沟专题报基本概念告MES
MES填补了计划与控制之间的横沟专题报告基本概念MES
企业数据流中的MES专题报告基本概念MES
MRPII/ERP到MES的数据流专题报基本概念告MES
MES到控制层的数据流专题报基本概念告MES
国内外现状与趋势集成MES (Integrated MES)可集成的MES (IntegratableMES)智能第二代MES解决方案(MESII)敏捷化MES国内MES现状专题报告MES
国内外现状与趋势集成MES (Integrated MES)可集成的MES (IntegratableMES)智能第二代MES解决方案(MESII)敏捷化MES国内MES现状通过更精确的过程状态跟踪和更完整的数据记录以获取更多的数据来更方便地进行生产管理，它通过分布在设备中的智能来保证车间生产的自动化。专题报告MES
国内外现状与趋势集成MES (Integrated MES)可集成的MES (IntegratableMES)智能第二代MES解决方案(MESII)敏捷化MES国内MES现状现有MES系统多从软件开发的角度研究其敏捷性，缺乏对车间真实信息环境、生产决策机制及其信息运动规律的深入研究，导致MES运行敏捷性和智能性不足，没有从本质上解决MES的敏捷化问题。专题报告MES
国内外现状与趋势集成MES (Integrated MES)可集成的MES (IntegratableMES)智能第二代MES解决方案(MESII)敏捷化MES国内MES现状主要停留在MES思想、内涵及体系结构研究上；多从软件建模和开发的角度研究MES结构敏捷性；应用系统开发一般局限于MES单一功能。专题报告MES
存在的问题（1）v可集成性差——集成化MES（Integrated MES）可实现MES 功能的应用集成，但开放性、模块化和可重构性差，缺乏柔性，不易修改、扩充，难以适应敏捷制造环境的需求。——可集成MES（Integrated MES）采用基于分布式对象技术，只是从软件建模及开发的角度来构造MES 集成框架，缺乏从整个制造车间及生产系统的角度研究MES 本身的功能集成与信息集成，不能从本质上解决MES的集成问题。专题报告MES
存在的问题（2）v可集成性差v缺乏智能性和敏捷性MES中存在着大量决策，车间生产过程实质上是完成一系列决策的过程。MES中所涉及的信息及决策过程非常复杂，由于缺乏智能机制，现有MES不能保证生产过程的自适应、自组织与鲁棒性。智能性的缺乏直接导致了敏捷性不足，具体体现在MES对来自外部的不可预测的变化（如订单计划变更、急件加入等）和内部扰动（如进料阻塞、设备故障等）缺乏自适应和快速反应能力。专题报告MES
存在的问题（3）v可集成性差v缺乏智能性和敏捷性v缺乏非常规信息条件下的科学决策方法国内外现有的MES 技术及系统由于没有充分考虑车间制造信息中大量存在的不确定性、不精确性、不完备性等非常规特点，缺乏在这些非常规信息条件下的科学决策方法，而片面地去追求车间信息的数量或精确性，不仅增加了车间信息成本，而且造成车间信息集成困难和决策效率不高，大大增加了MES的开发及使用成本。专题报告MES
我们的对策开发敏捷化智能MES!运用软决策理论，找到与车间生产实际更相符合的新的决策理论与方法，从根本上解决MES采的运用行构敏件捷及性分。布式对象技术解决MES的结构敏捷性，开发具有可重构能力的敏捷化MES应用开发新一系代统敏。捷化、智能化、集成化MES工具型应用系统，促进企业车间生产管理自动化水平,产生可量化的经济效益。专题报告MES
我们的对策开发敏捷化智能MES!�MES运行敏捷性运用软决策理论，找到与车间生产实际更相符合的新的决策理论与方法，从根本上解决MES采的运用行构敏件捷及性分。布式对象技术解决MES的结构敏捷性，开发具有可重构能力的敏捷化MES应用开发新一系代统敏。捷化、智能化、集成化MES工具型应用系统，促进企业车间生产管理自动化水平,产生可量化的经济效益。专题报告MES
我们的对策开发敏捷化智能MES!�MES运行敏捷性运用软决策理论，找到与车间�MES结构敏捷性生产实际更相符合的新的决策理论与方法，从根本上解决MES采的运用行构敏件捷及性分。布式对象技术解决MES的结构敏捷性，开发具有可重构能力的敏捷化MES应用开发新一系代统敏。捷化、智能化、集成化MES工具型应用系统，促进企业车间生产管理自动化水平,产生可量化的经济效益。专题报告MES
我们的对策开发敏捷化智能MES!�MES运行敏捷性运用软决策理论，找到与车间�MES结构敏捷性生产实际更相符合的新的决策理论与方法，从根本上解决MES�工具型应用系统采的运用行构敏件捷及性分。布式对象技术解决MES的结构敏捷性，开发具有可重构能力的敏捷化MES应用开发新一系代统敏。捷化、智能化、集成化MES工具型应用系统，促进企业车间生产管理自动化水平,产生可量化的经济效益。专题报告MES
实施方案系统需求分析MES框架结构设计功能构件的设计与实现MES应用程序的构建、测试与试运行专题报告MES
1.系统需求分析MRPII/ERP车间数据库CAPPMES功能实体订单系统调度设备物料…人力资源管理管理管理管理管理管理AAggeennttAAggeennttAAggeennttAAggeennttAAggeennttAAggeennttCORBA中间件企业内部网络专题报实施方案告MES
2.框架结构设计应用程序1…应用层构件层其它订单生产系统设备物料人力构件管理调度管理管理管理资源MES构件构件构件构件构件构件框架层对象请求代理（ORB）基本对象服公共服务程CORBA层企业内部网络专题报实施方案告MES
3.功能构件的设计与实现�功能构件Agent统一对象建模与结构设计�基于CORBA的Agent应用程序开发�编写调用具体服务功能的客户端代码，编译链接产生客户程序专题报实施方案告MES
4. MES应用程序的构建与试运行机械学院网络中心中国教育科研网华中结点InternetHubHub服务器制造单元2Agent系统管理生产调度资源管理制造单元1（gentAHubgent）（Agent）（Agent）A现场控制计算机机床20 AgentHub20#机床......15#机床12#机床10#机床串口线注：图中凡一端接入Hub的网线均为RJ45双绞线，而另一端则接入计算机的网卡上；专题报告实施方案MES
应用系统开发合作伙伴管理协作Agent生产协作管理软制定、调整生产计划任务Agent件生产过程控制与协调模车间生产过程监控车间过程Agent块管理计划与调度图形仿真控制划原型系统单元内生产调度与调整单元Agent分单元内生产控制与协调车间资源管理资源Agent车间生产文档管理车间在制品管理专在制品Agent题产品质量跟踪管理报告MES
系统配置CAD/CAPP/CAM系统ERPMES数据库服务器车间制造服务器(Web)Ethernet单元Agent资源Agent重构任务AgentEthernet 单元 单元 单元 设备 设备AgentAgentAgentAgentAgentNCNC普通机床DNC专FMS/FMC机床混合题报告应用系统开发MES
系统配置CAD/CAPP/CAM系统ERPMES数据库服务器车间制造服务器(Web)Ethernet单元Agent资源Agent重构任务Agent自动Ethernet 单元化设备 单单元 单元 设备 设备AgentAgentAgentAgentAgent元NCNC普通机床DNC专FMS/FMC机床混合题报告应用系统开发MES
系统配置CAD/CAPP/CAM系统ERPMES数据库服务器车间制造服务器(Web)Ethernet单元Agent资源Agent重构任务AgentEthernet普通 单元 单元 单元 设备 设备设备AgentAgentAgentAgentAgent单元NCNC普通机床DNC专FMS/FMC机床混合题报告应用系统开发MES
系统配置CAD/CAPP/CAM系统ERPMES数据库服务器车间制造服务器(Web)Ethernet单元Agent资源Agent重构任务AgentEthernet 单元 单元 单元混合 设备 设备AgentAgentAgent设备AgentAgent单元NCNC普通机床DNC专FMS/FMC机床混合题报告应用系统开发MES
系统基本运行流程1)访问主页，填写并提交定单19)对外招标18)信息反馈客户协作管理Agent11)请求任务协作2)接收定单7)反馈异常信息4)资源使用计划过程管理Agent6)生产过程仿真5)资源信息反馈任务管理Agent12）过程信息资源管理Agent10)请求17)任务协作3)任务分解，车间内子任务招标，形成生产13)计划，构造和管理14)8）任务，资源状况单元管理Agent。15)16)单元管理Agent单元管理Agent在制品管理Agent13)现场资源信息常信息8）管理设备，9)设备异协调生产14)资源管理信息15)在制品信息专16)在制品管理信息题17)在制品查询报结果告生产设备生产设备生产设备MES
系统基本运行流程负责本车间与外界的协作1)访问主页，填写并提交定单19)对外招标18)信息反馈客户协作管理Agent11)请求任务协作2)接收定单7)反馈异常信息4)资源使用计划过程管理Agent6)生产过程仿真5)资源信息反馈任务管理Agent12）过程信息资源管理Agent10)请求17)任务协作3)任务分解，车间内子任务招标，形成生产13)计划，构造和管理14)8）任务，资源状况单元管理Agent。15)16)单元管理Agent单元管理Agent在制品管理Agent8）管13)现场资源信息设备异常信息理设备，9)协调生产14)资源管理信息15)在制品信息专16)在制品管理信息题17)在制品查询报结果告生产设备生产设备生产设备MES
系统基本运行流程1)访问主页，填写并提交定单19)对外招标18)信息反馈客户协作管理Agent11)请求任务协作2)接收定单7)反馈异常信息4)资源使用计划过程管理Agent6)生产过程仿真5)资源信息反馈任务管理Agent12）过程信息资源管理Agent10)请求17)任务协作3)任务分解，车间内负责任务的接收，子任务招标，形成生产13)计划，构造和管理14)8）任务，资源状况单元管理Agent。15)分解，并根据招16)标结果组织相应单元管理Agent单元管理Agent在制品管理Agent8）管理设备，13)现场资源信息的生产过9)设程备异常信息协调生产14)资源管理信息15)在制品信息专16)在制品管理信息题17)在制品查询报结果告生产设备生产设备生产设备MES
系统基本运行流程1)访问主页，填写并提交定单19)对外招标18)信息反馈客户协作管理Agent11)请求任务协作2)接收定单管理本加工单元7)反馈异常信息4)资源使用计划内的各个设备过程管理Agent6)生产过程仿真5)资源信息反馈任务管理Agent12）过程信息资源管理Agent10)请求17)任务协作3)任务分解，车间内子任务招标，形成生产13)计划，构造和管理14)8）任务，资源状况单元管理Agent。15)16)单元管理Agent单元管理Agent在制品管理Agent8）管理13)现场资源信息备异常信息设备，9)设协调生产14)资源管理信息15)在制品信息专16)在制品管理信息题17)在制品查询报结果告生产设备生产设备生产设备MES
系统基本运行流程监控车间当前生1)访问主页，填写并提交定单产过程19)对外招标18)信息反馈客户协作管理Agent11)请求任务协作2)接收定单7)反馈异常信息4)资源使用计划过程管理Agent6)生产过程仿真5)资源信息反馈任务管理Agent12）过程信息资源管理Agent10)请求17)任务协作3)任务分解，车间内子任务招标，形成生产13)计划，构造和管理14)8）任务，资源状况单元管理Agent。15)16)单元管理Agent单元管理Agent在制品管理Agent8）管理设备，13)现场资源信息9)设备异常信息协调生产14)资源管理信息15)在制品信息专16)在制品管理信息题17)在制品查询报结果告生产设备生产设备生产设备MES
系统基本运行流程1)访问主页，填写并提交定单19)对外招标18)信息反馈客户协作管理Agent11)请求任务协作2)接收定单7)反馈异常信息4)资源使用计划过程管理Agent6)生产过程仿真5)资源信息反馈任务管理Agent12）过程信息资源管理Agent10)请求17)任务协作3)任务分解，车间内子任务招标，形成生产13)计划，构造和管理14)8）任务，资源状况单元管理Agent。15)16)单元管理Agent单元管理Agent在制品管理Agent管理车间8）管内理设备部，各13)现场资源信息9)设备异常信息协调生产14)资源管理信息专种资源15)在制品信息16)在制品管理信息题17)在制品查询报结果告生产设备生产设备生产设备MES
系统基本运行流程1)访问主页，填写并提交定单19)对外招标18)信息反馈客户协作管理Agent11)请求任务协作2)接收定单7)反馈异常信息4)资源使用计划过程管理Agent6)生产过程仿真5)资源信息反馈任务管理Agent12）过程信息资源管理Agent10)请求17)任务协作3)任务分解，车间内子任务招标，形成生产13)计划，构造和管理14)8）任务，资源状况单元管理Agent。15)16)单元管理Agent单元管理Agent在制品管理Agent8）管理13)现场资源信息备异常信息设备，9)设协调生产14)资源管理信息15专题跟)在制品踪信息16)在制品管理信息管理车间里17)在制品查询报结告生产设备生产设备生产设备的果各种在制品MES
系统主页专题报告应用系统开发MES
系统主页Web页面的三大功能：1、发布车间的相关信息；2、接收访问者的关于生产合作的信息；专3、基于Web的车间远程管理与控制。题报告应用系统开发MES
协作定单接收专题报告应用系统开发MES
协作定单接收客户提交任务信息专题报告应用系统开发MES
定单处理专题报告应用系统开发MES
定单处理定单属性编辑：其目的主要是将客户递交的订单改造成车间内部的格式，特别是对订单进行编号。专题报告应用系统开发MES
定单分解专题报告应用系统开发MES
定单分解当前定单专题报告应用系统开发MES
定单分解定单中的工件列表专题报告应用系统开发MES
定单分解当前工件的工序列表专题报告应用系统开发MES
任务招标专题报告应用系统开发MES
任务招标参与招标的任务专题报告应用系统开发MES
任务招标投标者列表专题报告应用系统开发MES
任务招标标书评价权值设置专题报告应用系统开发MES
任务招标分值最小者中标专题报告应用系统开发MES
制定作业计划专题报告应用系统开发MES
制定作业计划0：周日7：周六专题报告应用系统开发MES
制定作业计划采用基于最小加工时间优先调度原则的启发式排序算法，优化目标是使最大通过时间最小。专题报告应用系统开发MES
生产过程仿真过程仿真的两个目的：1、为计划与调度结果提供仿真；2、通过从设备和操作者那里采集专数据，对车间当前生产流程进行题报仿真告应用系统开发MES
作业计划调整车间调度员可以根据过程仿真结果或实际生产的需要，对生产计划进行调整。专题报告应用系统开发MES
在制品调度与管理专题报告应用系统开发MES
在制品调度与管理专题报告应用系统开发MES
在制品调度与管理在制品跟踪查询专题报告应用系统开发MES
制造资源管理专题报告应用系统开发MES
制造资源管理资源Agent存储管理各类资源数据。专题报告应用系统开发MES
制造资源管理刀具管理信息专题报告应用系统开发MES
制造资源管理工具管理信息专题报告应用系统开发MES
制造资源管理夹具管理信息专题报告应用系统开发MES
制造资源管理量检具管理信息专题报告应用系统开发MES
制造资源管理设备管理信息专题报告应用系统开发MES
单元管理专题报告应用系统开发MES
单元管理单元内设备列表专题报告应用系统开发MES
单元管理单元内当前任务列表专题报告应用系统开发MES
系统运作管理专题报告应用系统开发MES
系统运作管理实时监视各个Agent是否在线专题报告应用系统开发MES
系统运作管理各个Agent间相互发送的消息监视专题报告应用系统开发MES
系统运作管理各个Agent间相互发送的消息查询专题报告应用系统开发MES
系统运作管理车间数据库管理专题报告应用系统开发MES
效益评估可量化的经济效益可获益项目平均获益缩减�短少增产或强品消整制除个造数企周业期敏捷制造能力45% �提升车间自据动输化入水时平间75% 减�少满在足制客品户要求的高质量响应17% 减�少均或衡消企除业作资业源转的换利中用的率文书工作56% 缩�短缩产短品企交业付投周资期回报周期32% 改�进提产高品企质业量员/工 减的少工次作品能力15% 消�除…损失的文书工作57% 专题报告MES
效益评估可量化的经济效益不可量化可的获间益项接目效益平均获益缩减�短增产强品整制个造企周业期敏捷制造能力45% �少提或升消车除间数自据动输化入水时平间75% 减�少满在足制客品户要求的高质量响应17% 减�少均或衡消企除业作资业源转的换利中用的率文书工作56% 缩�短缩产短品企交业付投周资期回报周期32% 改�进提产高品企质业量员/工 减的少工次作品能力15% 消�除…损失的文书工作57% 专题报告MES
致谢谢谢各位！专题报告MES
