一、系統(tǒng)建設(shè)背景

       現(xiàn)代生產(chǎn)制造企業(yè)，大多數(shù)仍采用人工管理的形式進(jìn)行生產(chǎn)管理，在制定生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)并沒有多少可依據(jù)的可靠數(shù)據(jù)，往往是靠人為經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行粗獷式的計(jì)劃編排，與實(shí)際生產(chǎn)情況相脫離，造成資源的浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本；另外由于對(duì)自身產(chǎn)能情況不夠了解，致使生產(chǎn)不能按照計(jì)劃進(jìn)行，經(jīng)常性調(diào)整，導(dǎo)致延誤、浪費(fèi)和損失。而針對(duì)處于高速成長(zhǎng)期的生產(chǎn)制造企業(yè)，由于業(yè)務(wù)量的增大，人工管理已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際管理需要，而使企業(yè)的發(fā)展嚴(yán)重滯后。

       作為生產(chǎn)過程生產(chǎn)執(zhí)行階段，傳統(tǒng)的生產(chǎn)企業(yè)將生產(chǎn)開始到完工轉(zhuǎn)出之間的過程，都稱之為“黑箱操作”階段，也就是說(shuō)所有生產(chǎn)資料從第一道工序開始直至成為產(chǎn)品轉(zhuǎn)出整個(gè)生產(chǎn)過程，不清楚生產(chǎn)物料的流轉(zhuǎn)情況，不清楚每道工序的完成情況，不清楚生產(chǎn)過程中損耗的實(shí)際情況，不清楚生產(chǎn)過程中人員和設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，人為的信息傳遞方式，造成信息失真、冗余和虛假，所以導(dǎo)致了監(jiān)督控制無(wú)力，信息混亂，效率降低，生產(chǎn)合格率下降，資源浪費(fèi)生產(chǎn)成本增加。

       在傳統(tǒng)制造業(yè)，制造環(huán)境相對(duì)比較惡劣，采用傳統(tǒng)的條碼技術(shù)不能滿足車間實(shí)時(shí)信息采集的需求，而電子標(biāo)簽具有使用壽命長(zhǎng)、讀取距離大、數(shù)據(jù)可加密、存儲(chǔ)能量大、可讀寫、防潮、防油等特性，可廣泛應(yīng)用于諸如物流管理、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生、商品防偽防盜、資產(chǎn)管理以及國(guó)防軍事等領(lǐng)域。采用 RFID 數(shù)據(jù)采集終端，可適應(yīng)傳統(tǒng)車間的環(huán)境要求，具備防潮、防油、防雷、放電磁干擾、防熱等性能，滿足對(duì)物料、在制品的無(wú)接觸自動(dòng)采集需要；此外，基于 RFID 的電子標(biāo)簽技術(shù)還是企業(yè)提高物流供應(yīng)鏈管理水平，降低成本，實(shí)施企業(yè)管理信息。

       小批量、多品種離散制造企業(yè)的各類生產(chǎn)活動(dòng)如生產(chǎn)資源（如人、物料、設(shè)備等）管理、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃的下達(dá)、生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行和變更、設(shè)備的監(jiān)控和維護(hù)、生產(chǎn)能力和資源使效率的在線評(píng)估、客戶訂單的快速響應(yīng)等，迫切需求準(zhǔn)確、完整的實(shí)時(shí)信息。盡管很多企業(yè)已經(jīng)或正準(zhǔn)備實(shí)施各類基于實(shí)時(shí)信息的應(yīng)用系統(tǒng)，但往往又陷入了實(shí)時(shí)信息不準(zhǔn)確、不完整、不一致的困境。機(jī)構(gòu)調(diào)查結(jié)果表明，離散制造業(yè)車間生產(chǎn)面臨的最大問題就是車間級(jí)的各種信息的實(shí)時(shí)采集與集成，82%的企業(yè)期望根據(jù)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)決策，僅有 23%的企業(yè)實(shí)現(xiàn)了“實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)”。隨著企業(yè)信息化應(yīng)用水平的不斷提高，企業(yè)逐漸認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)企業(yè)計(jì)劃層與車間執(zhí)行層的雙向信息流交互，通過連續(xù)信息流來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息全集成，是提高企業(yè)敏捷性的一個(gè)重要因素。通過MES 來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息的全集成，形成實(shí)時(shí)化的ERP、MES、SFC 是提高企業(yè)整體管理水平的關(guān)鍵，對(duì)企業(yè)制造業(yè)整體水平的提升具有重要意義。

二、MES應(yīng)用現(xiàn)狀

       在傳統(tǒng)制造業(yè)中，MES 的研究開發(fā)和技術(shù)應(yīng)用仍然與國(guó)外有相當(dāng)大差距，成功的實(shí)施的案例也不多見，主要原因體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

       1、MES中很主要的內(nèi)容是生產(chǎn)過程管理，其中必然要涉及生產(chǎn)計(jì)劃，包括產(chǎn)品的質(zhì)量計(jì)劃、消耗計(jì)劃、成本計(jì)劃等等，這些計(jì)劃最終通過調(diào)度指令指導(dǎo)生產(chǎn)活動(dòng)，因此需要對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化。在以小批量、多品種為主的離散制造業(yè)，一般按訂單指導(dǎo)生產(chǎn)，需求容易發(fā)生變化，如何對(duì)過程進(jìn)行優(yōu)化問題是我國(guó)MES 研究中的弱項(xiàng)。

       2、MES 的實(shí)時(shí)化，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(NIST)對(duì)“MES”的定義為“從生產(chǎn)計(jì)劃/工單下達(dá)到成品產(chǎn)出的整個(gè)過程中，采集所有軟性、硬性的數(shù)據(jù)，從而使我們能夠完成生產(chǎn)管理以及生產(chǎn)優(yōu)化?！?nbsp; 可見實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)是MES的核心技術(shù)，但在離散制造業(yè)，環(huán)境相對(duì)比較惡劣，傳統(tǒng)的條碼等技術(shù)不能適應(yīng)車間自動(dòng)采集要求，RFID技術(shù)為我們提供了一種新的技術(shù)，但由于受成本等方面的限制，以前一直未得到廣泛應(yīng)用。

       3、MES 的智能化，也是我國(guó) MES 研究開發(fā)與國(guó)外有差距的一個(gè)方面。過去，生產(chǎn)過程管理，憑借管理人員和操作人員的經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)MES 系統(tǒng)僅僅提供了一個(gè)替代經(jīng)驗(yàn)管理方式的操作系統(tǒng)平臺(tái)，但是，如何將生產(chǎn)管理者的經(jīng)驗(yàn)固化在MES 系統(tǒng)中，在我國(guó)MES 研究開發(fā)中還沒有涉及。MES智能化是未來(lái)我國(guó)MES 實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展的主要方向。

       通過多年研發(fā)，開發(fā)出一套R(shí)FID專用硬件與軟件，克服了目前市場(chǎng)上通用設(shè)備管理的屏幕顯示數(shù)據(jù)少、通訊方式單一、需與計(jì)算集成、人機(jī)交互多、成本高等缺陷，為中國(guó)企業(yè)低成本應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

三、平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

       采用了最流行的SOA/MVC架構(gòu)模式，支持C/S，B/S架構(gòu)，并采用 DELPHI、.net開發(fā)，充分考慮了系統(tǒng)的柔性和開放性。

       整個(gè)平臺(tái)以SOA集成架構(gòu)設(shè)計(jì)，主要分為基礎(chǔ)框架層，系統(tǒng)組件層，業(yè)務(wù)應(yīng)用層，硬件網(wǎng)絡(luò)層四大部分。

四、基礎(chǔ)框架層

五、系統(tǒng)組件層

      車間作業(yè)流程定義、接口技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)過監(jiān)控、通信組件、表單自定義，WIP實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)組件等。

六、業(yè)務(wù)應(yīng)用層

       生產(chǎn)過程管理、物料跟蹤、產(chǎn)品信息管理、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析、在制品跟蹤、質(zhì)量管理、車間生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)進(jìn)度管理、設(shè)備維護(hù)等。

       可以在軟件平臺(tái)上進(jìn)行用戶擴(kuò)展,比如，電子看板、報(bào)表分析、數(shù)據(jù)對(duì)外發(fā)布、客戶了解生產(chǎn)進(jìn)度等。

七、硬件網(wǎng)絡(luò)層

物理層：硬件組成部分，包括物理層：硬件組成部分，包括RFID標(biāo)簽、RFID讀寫器、條碼、電腦、網(wǎng)格、終端、基站等，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的整理個(gè)數(shù)據(jù)采集，傳輸。