跟AMT学制造执行系统MES之MES产生背景及其概念（AMT 夏敬华）

制造执行系统（Manufacturing Execution System）MES的概念最早形成于80年代末，在90年代获得迅速发展。它的产生和发展适合了时代和制造业变迁的要求。

自十七世纪英国工业革命直至本世纪七十年代，制造业的技术相对比较简单，市场竞争的核心在于如何提高劳动生产率。按泰勒的管理思想，工人在固定节拍运行的生产线上从事简单的、重复的操作，可以达到很高的劳动生产率，并且降低了成本。美国三大汽车公司（通用、福特和克来斯勒）的生产方式与管理方式正是这种思想的生动体现。然而，随着全球政治、经济环境的变化，市场环境、客户需求变化了，相应地，制造业的管理思想与目标策略也发生了相应的变化。以美国的制造业为例，五十年代与六十年代制造业追求的是生产规模的扩大，以求得垄断收入；七十年代追求的是降低生产成本，以提高竞争力；八十年代产品质量成为客户关注的焦点，制造业追求的目标也转到了质量上；进入九十年代，市场响应速度又成为新的“竞争第一要素”。

当前，企业要赢得市场，必须提高四种竞争能力：时间（Time—T）、质量（Quality—Q）、价格（Cost—C）和服务（Service—S）。同时，企业的生产方式也发生相应的变化，生产批量越来越小，产品品种与型号越来越多。在这种形势下提高T、Q、C、S方面的竞争力，企业面临的主要问题是：消除制造系统中的无效时间；提高时间利用率；加强对市场的快速反应能力；改善企业的服务。

传统制造系统由于其大批量生产模式的限制，很难适应新形势下的要求。国内外一些学者，对大批量生产模式质疑、反思和扬弃后，提出了先进的制造模式。其中以美国里海（Lehigh）大学和通用汽车公司在1988年提出的AM（Agile Manufacturing）和麻省理工学院于1990年提出的精良生产LP（Lean Production）最具代表性。”，其他如物料需求计划MRP、制造资源计划MRPII、企业资源计划ERP、准时制生产JIT、最优生产技术OPT等。

综观这些方法，从生产角度看他们都有共同的特点，即强调计划的执行，然而计划有效执行的重要保证是底层制造过程、控制系统和员工必须有效地集成到计划体系中。另外从提高企业整体敏捷度来看，制造车间也占有特殊和重要的位置。敏捷性很大程度上就表现为响应时间的快速与跟踪变化的能力，企业决策者、生产指挥人员不仅必须关心在一个时间段内的任务安排，同时还要关心近期在制品状态、设备负荷、物料状态以及实时任务等，企业需要能够利用各种实时信息做到及时的计划调整和调度，而制造车间不仅是制造计划的具体执行者，也是制造信息的反馈者，更是大量制造实时信息的集散地，所以制造车间的敏捷度很大程度上决定了整个企业的敏捷性。传统的MRPII/ERP主要是针对资源计划，能很好地处理历史事件，也能预计将要发生的事件，但对正在发生的事件却常常留下了不规范的缺口，需要一种能够连接计划与现场制造信息的具有实时特征的车间管理信息系统，制造执行系统（MES）刚好能够填补这一空白。

MES最权威的定义是由美国的权威机构先进制造研究中心AMR（Advanced Manufacturing Research）提出的： MES是位于上层的计划管理系统与工业控制系统之间的面向车间层的管理信息系统。它为操作人员/管理人员提供计划的执行和跟踪以及所有资源（人员、设备、物料、客户需求等）的当前状况。另一些软件厂商和研究机构也提出了类似的概念，MES无论在理论研究、软件开发还是企业应用中，都是当前很活跃的领域之一。

AMR在其提出的企业集成模型中将企业分为三个层次，如图1所示：计划层（MRPII/ERP），执行层（MES），控制层（Control）。计划层强调企业的计划，它以客户定单和市场需求为计划源，充分利用企业内部的各种资源，降低库存，提高企业效益；执行层强调计划的执行，通过MES把MRPII/ERP与企业的现场控制有机地集成起来。控制层强调设备的控制，如PLC、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等的控制。一些MRPII/ERP软件试图将车间管理功能向下延拓，而一些底层控制软件尝试向上延伸功能。可是尽管增加了一些模块，却收效不大。因为MRPII/ERP软件缺少足够的控制信息，无法做到与控制系统紧密连接；而底层控制软件又缺少足够的计划信息，不能实现对生产的管理与控制。由此造成了企业内部的信息传递瓶颈，不能对市场的快速变化作出及时的响应。这主要是因为只重视了计划和底层控制而忽视了车间的计划执行功能。因此，对于企业来说，重视计划的执行功能是至关重要的，从这个角度看，制造执行系统MES具有重要的意义。