1 概述
傳統的單純依靠人的經驗來進行生產調度的模式已經不能適應現今快速的市場變化了，而MRPⅡ和ERP等生產管理軟件適合于長期計劃指導，MES則是根據底層控制系統采集的與生產有關的實時數據，對短期生產作業的計劃調度、監控、資源配置和生產過程進行優化。MES技術在企業信息化中扮演著重要的角色，處于信息化的中間層。
MES(Manufacturing Execution System)即制造執行系統的英文縮寫，是20世紀90年代在美國提出的應用于公司制造行業的一個新概念，其在工廠綜合自動化系統中起著重要作用。MES有三類：單一功能的MES、集成的MES和可集成的MES，前兩類屬于傳統的即T-MES，其在新的生產環境下顯示出很多的缺點，所以具有敏捷性特征的I-MES應運而生，它已經成為了現今制造企業的主導制造模式，即敏捷制造。而在MES的功能模塊中，車間作業調度與控制是其核心所在。
生產調度和控制主要研究在動態的生產環境中進行資源優化分配、作業計劃生成和對生產系統進行適應性控制的問題。在生產系統中，由于存在大量的各種動態變化的因素，如生產準備，成本因素，交貨期要求和制作資源的限制等等。使制造加工過程變的異常復雜。一個復雜的制作系統的成功依賴于對作業車間通過實時決策進行有效的生產調度與控制。
2 車間作業調度方法與策略
國內外的相關人員通過對各種調度方法與策略的研究，已經提出了很多控制系統模型，每種模型都是按照調度中常用的一個或多個性能指標來設計的，車間調度的常用性能指標見表1。
表1 車間調度的常用性能指標
當然生產過程是個綜合的過程，就好象我們計算機網絡中的擁塞控制一樣，往往要綜合考慮多種因素，找到一個最佳的平衡點，才是解決問題的關鍵。所以實際的調度問題往往是多目標的，這些目標間并不一致，就好象我們要有好的音質和畫面往往就要有存儲空間為代價一樣，調度中也要平衡多種性能指標，有效地進行多目標調度。
作業車間調度的研究方法有：最優化法及近似/啟發式方法。研究表明，JSP中尋找最優解是很困難的，不如試圖在合理有限的時間內尋找到一個近似的、有用的解。
調度的策略有：并行或分布策略、分解與成組策略、人機交互策略、動態重調度策略、多目標優化策略。
3 敏捷制造環境下的新型調度方法探討
現今制造業的新特點是：多品種、小批量、制造周期短、質量要求高，在生產制造的過程中有很大的不確定性，稱之為敏捷制造環境。在傳統的制造環境中假定最初便具有全部決策信息的靜態調度則不能適應新環境的調度要求了，所以在敏捷制造環境下一般要采用動態調度。動態調度的方法有：人工智能(AI)方法、分布式人式智能(DAI)方法、仿真方法、人機交互方法、基于多代理結構的車間動態調度方法等。
鄭華林等人研究的一種新型的單件小批量生產車間調度方法中用到的剩余加工時間最大的優先分派原則即MWR(Most Work Remaining)進行工序粗排，使工件在系統中的流通時間最短，再在此基礎上，以工件的提前/拖期時間最大的工藝塊為調整目標，進行細排，從而得到一個優化的生產作業計劃�？梢娊Y合生產實際確定調度中重點實現的性能指標，合理的進行工序安排調度是研究MES車間作業中新的調度方法的重要思想。
王龍生等的《一種新型的作業車間調度算法的研究與實現》一文在討論了車間作業調度與控制的已有的方法和策略基礎上結合我國的現有情況，開發了采用分層分布式控制方式和相對剩余加工最大的優先分配原則的新型作業車間調度與控制原型系統。其中剩余加工最大的優先分配原則是作者提出的一種新型的優先分派規則。優先分派規則就如同計算機操作系統中的作業管理中有先來先服務算法、最短作業優先算法、優先級算法等等。已有的優先分派規則見表2。
表2 優先分派規則
我們知道生產一個工件通常要由很多道工序組成，所以上面LPT與MWR的區別就是：LPT只比較單個工序的用時長短而MWR則比較的是工件所剩余的后繼工序的時間之和。而本文作者提出的相對剩余加工時間最大的分配原則于MWR又有所不同：MWR中的剩余總加工時間相當于本文作者定義4中的絕對剩余加工時間TAR，而作者對工序的排序依據是定義5中的相對剩余加工時間TRR，因為在工件實際的加工過程中往往會有不同工件對同一機器的競爭，使得工件的工序加工不能總是在連續進行中，可能會有等待，這樣考慮相對剩余時間最長進行優先排序的方法應該說更符合生產實際，從而就更可能有效地實現最大流程時間最小或平均流程時間最小的性能目標。
可以這樣理解：制造系統內每一臺機床前都存在一隊列(集合)，該集合中存放的是當前該設備能夠加工的工序(機床的可加工工序集合)，稱為機床虛擬工序隊列。在剛開始時，即t=0時，機床虛擬工序隊列集合為空，經過初始化，隊列中有了元素(即工序)。設備的下一個加工工件是在該機床虛擬工序隊列集合中按一定的規則進行選擇的。此處的選擇即使用的調度方法，當機床按設置好的調度方法選擇好1個工序后，從對應的機床虛擬工序隊列集合中刪去該工序對應工件的所有工序。所以說調度只發生在工序間有對同一機器的競爭中。
4 算法驗證與實現
一個新提出的作業車間調度算法是否是可行的，要對算法有嚴格的定義，建立算法的數學模型，還要開發出調度軟件，通過典型案例驗證算法在工程中的可行性和有效性。調度問題是許多計算機應用領域的重要問題，Job-Shop調度是其中的一類典型的困難問題，它通常包含多個可并行實現的目標以及實現這些目標的多種方法與資源。作為調度問題中代表性的Job-Shop調度，其目標是以盡可能少的時間，同時滿足其它一些約束條件情況下，將各種操作調度到適當的機器上，分別加工某些構件，最終生產出某種產品。
接下來就到了實際設計階段：首先按照軟件工程的設計方法對業務進行建模，分析需求最后產生系統設計模型，再選擇合適的工具軟件進行系統開發。
Oracle Server是一個對象一關系數據庫管理系統。它提供開放的、全面的和集成的信息管理方法。
WebLogic是美國bea公司出品的一個application server確切的說是一個基于j2ee架構的中間件，webserver是用來構建網站的必要軟件，用來解析發布網頁等功能，它是用純java開發的。
PL/SQL是Procedural Language/SQL的縮寫，是一種高級數據庫程序設計語言，PL/SQL語言在將SQL語言的靈活性及功能與第三代語言的可配置能力相結合方面是獨一無二的。該語言集成了面向過程語言的過程結構和強大的數據庫操作，為設計復雜的數據庫應用提供了功能強大、健壯可靠的程序設計語言。該語言專門用于在各種環境下Oracle數據庫進行訪問。由于該語言集成于數據庫服務器中，所以PL/SQL代碼可以對數據進行快速高效的處理。
5 結論
MES在整個企業信息集成系統中承上啟下，是生產活動與管理活動信息溝通的橋梁。不實施MES，管控一體化只是一句空話。同時，MES的發展和應用也是一個過程，它需要我們IT人員與企業技術和管理人員相互配合，最好是有組織的支持，才能取得長期的具有更大價值和意義的成功。
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