制造執行系統(MES)是位于上層的計劃管理系統與車間現場底層的工業控制之間的、面向車間層的管理信息系統。它能夠通過信息的傳遞，對從產品開始投入生產一直到其完成的整個生產過程進行優化管理，并通過收集、處理生產過程中大量的實時數據和事件，對企業的生產活動做出指導、響應和報告的系統。可以減少企業內部無效的生產行為，促進生產操作和過程的有效進行。
1 機加車間生產管理現狀分析
某企業機加車間為典型離散制造過程，多品種、變批量生產形式，目前在生產計劃與調度、質量管理、資源管理及庫房管理四個方面現狀如下：
1.1 生產計劃與調度
車間生產計劃由企業生產綜合部負責，制定周月計劃并進行報表統計，車間調度隨時下達并調整計劃，協調處理各類突發事件，產生以下問題：生產排產由調度人員依靠經驗完成，存在優化空間；市場和客戶需求快速多變，生產作業計劃需要經常進行調整；為保證生產可持續及應付緊急訂貨，多以加大庫存的方法來解決，致使零部件和成品積壓增多，庫存資金積壓；調度人員需頻繁處理各類突發事件，工作量較大；調度員每天手工填寫生產完工情況報表，生產計劃部計劃員又要針對每日完工情況對日報表進行重新匯總，造成管理人員工作繁重、重復、容易出錯。
1.2 質量管理
產品出現質量問題，難于追溯相關責任人員；各類質量數據繁多，報表統計工作量大；根據統計結果和趨勢分析預防生產中出現的問題比較困難。
1.3 資源管理
及時、全面地掌握設備加工能力及操作者的具體情況比較困難；各類資源記錄采用人工方式，效率及準確率較差；刀具等資源相關信息的查詢需花費較多時間。
1.4 庫房管理
庫房僅與財務聯網，而與業務接觸同樣比較頻繁的生產管理等部門之間的信息流轉不夠暢通；各部分責任人員需經常去各個庫房進行信息收集；現場盤點耗時、耗力；個別時間久遠的庫房物資容易被遺忘。
2 系統建模
針對該機加車間生產管理流程進行分析，同時結合先進生產管理系統的相關模型，確定系統邊界及外部接口，分析系統的功能活動及聯系，建立制造執行系統功能模型及子系統功能結構。
IDEFO是由結構化分析方法得到的建模方法。采用IDEFO方法表達系統的活動和數據流以及它們之間的聯系，通過IDEFO方法建立系統功能模型，如圖1所示。
圖1 機加車間制造執行系統功能模型
2.1 生產計劃與調度管理系統
系統根據實際情況實現合理的生產運作，對生產過程中的資源進行恰當的分配和管理，通過對生產任務進行逐層分解，最終獲得可控制和可操作的子任務。此外，該系統還可協調多部門間的工作，進行產品生產過程的管理和控制。系統包括生產計劃與調度管理、車間計劃管理、外協管理及生產完工情況統計四個模塊。
2.2 質量信息管理系統
根據企業質量管理的業務流程及存在問題，通過系統管理平臺模塊、生產質量數據采集與統計分析模塊、計量器具管理模塊、質量體系審核模塊、質量文檔管理模塊、質量標準信息管理模塊的確立，實現生產過程的質量控制與管理。質量信息管理系統包括質量數據采集與統計、計量器具管理、質量體系審核等模塊。
2.3 資源管理系統
車間生產的各項資源是實現產品加工的必要保證。盡可能使相關環節減少對資源的占有，在提高生產效率的同時有效控制生產成本，以此為目標設計開發資源管理系統，它包括刀具管理、盛具管理、工裝管理、設備管理、NC程序管理等模塊。
2.4 物資庫房管理系統
物資庫房管理系統主要是利用信息化手段提高庫房管理水平，提高工作效率，實現物資信息的動態更新。
系統通過庫存操作管理、庫存信息管理、倉庫信息管理、庫存報表與系統維護五個模塊實現庫房管理，其中庫存操作管理模塊是系統的核心。
3 系統實現
軟件系統采用用戶界面層、請求處理層、業務邏輯層、數據持久層、數據存儲層五層技術架構進行設計，業務邏輯層是本系統的核心部分，主要完成系統內各功能模塊的業務處理邏輯。
系統的數據訪問采用B/S模式，開發過程中，選擇ORACLE作為系統管理數據庫，JAVA作為開發軟件。開發的軟件系統，如圖2所示。
圖2 機加車間制造執行系統實現
4 結論
本文針對某企業機加車間開發了基于WEB的制造執行系統，在統一規劃下重點進行生產計劃與管理、質量信息管理、資源管理、物資庫房管理四項子系統的建設。
通過系統實施，能夠實現機加車間生產信息的集成管理，實現資源共享，解決信息掌控時間滯后的問題，為企業領導提供決策依據，為數字化生產管理提供有效支持。
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本文標題：機加車間制造執行系統技術研究
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