煤矿装备制造企业中制造执行系统的设计与实现

中煤科工集团西安研究院钻探技术研究所，是一家以煤矿井下坑道钻机生产、研制为主，集生产科研于一体的科研院所。其生产车间的特点，是典型的离散型、多品种小批量和科研试制混合的生产模式。随着企业信息化建设的不断进步，研究所先后建立起了ERP系统和PDM系统，但生产过程管理方面的信息化建设，仍处于起步阶段。目前生产过程管理，主要是以人工管理、纸质记录、配合excel辅助统计的方式进行，是一种典型的全手工作业管理模式。这种管理模式在生产中存在许多的问题与不便，如调度方式落后、生产进度反馈不及时、生产数据无法共享、成本工时等信息统计不便等。

为提高车间整个业务流程的自动化程度，迫切需要建立应用于车间生产管理的软件系统。

1 制造执行系统的管理模式

上个世纪90年代初期，美国先进制造研究机构(AMR)通过对大量企业的调查发现：完善的企业生产管理系统，普遍由以下3种软件构成：以ERP、MRPⅡ为代表的企业管理软件，以SCADA(数据采集与监视)、HMI(Human Machine Interface)为代表的生产过程监控软件，以及实现操作过程自动化、支持企业全面集成的制造执行系统(Manufacturing _execution System，MES)。

MES系统现已在工业界获得广泛的推广应用，成为实现企业信息化和企业自动化的重要支撑技术。根据调查结果，AMR提出的三层的企业集成模型如图1所示。

图1 AMR三层企业集成模型

制造执行系统本质上是介于企业资源计划(Enterprise Resource Planning，ERP)和车间自动控制之间的面向制造过程的集成的车间生产管理控制系统。

作为上一层——计划层的ERP系统，实现了对整个供应链资源的管理和计划的下达，包括库存管理、物资需求与计划、采购合同的制定及完成情况跟踪、出入库管理、订单的制定、生产计划的生成与分解等等;作为底层——控制层，由一线操作人员使用，完成数据采集与监控等生产过程监控工作;

处于中间层——执行层的MES系统，是生产计划的具体执行者，也是生产信息的反馈者，是企业整个管理系统的关键一环。

系统对从生产计划下达到完成入库的整个生产过程进行优化管理，实时采集、反馈准确的生产信息，对管理者进行指导和管理提供依据。

本文的目的，即是研究适合本企业车间生产管理模式的制造执行系统。