（機械制造及其自動化專業(yè)論文）面向中小型線束企業(yè)的管控一體化研究.pdf

上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 面向訂單的線束制造過程，需要解決線束生產(chǎn)現(xiàn)場黑箱操作、數(shù)據(jù)傳輸效 率低、應(yīng)用間信息孤島的問題；同時技術(shù)的發(fā)展也對企業(yè)管控一體化提出了動 態(tài)聯(lián)合、易于擴充和變動靈活的要求。論文的主要研究工作是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解 決設(shè)計、控制和管理信息的分離、基于w e b 服務(wù)技術(shù)解決系統(tǒng)、平臺異構(gòu)和基 于s 9 5 標(biāo)準(zhǔn)解決應(yīng)用間信息異構(gòu)等三個技術(shù)體系組成的中小型線束企業(yè)管控一 體化的綜合解決方案，以實現(xiàn)線束企業(yè)設(shè)計、制造、管理信息的集成化管理， 線束的一體化生產(chǎn)。全文按照以下思路展開： 分析比較現(xiàn)有的管控一體化體系結(jié)構(gòu)，根據(jù)中小型線束企業(yè)的特點，提出 恰合中小型線束企業(yè)的管控一體化模型。在此模型的基礎(chǔ)上創(chuàng)建了基于w e b 服 務(wù)技術(shù)體系的中小型線束企業(yè)管控一體化框架。設(shè)計了線束設(shè)備互聯(lián)方案，為 設(shè)計、制造、管理信息集成提供物理數(shù)據(jù)通道。提出了線束設(shè)備數(shù)據(jù)采集策略， 使得線束生產(chǎn)現(xiàn)場實時信息能夠有效地傳遞給管理信息系統(tǒng)、設(shè)備操作指令自 動下發(fā)給設(shè)備，解決了中小型線束企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場黑箱操作和數(shù)據(jù)傳遞效率低的 問題?；? 9 5 標(biāo)準(zhǔn)對線束制造過程信息進行科學(xué)歸類，為建立線束企業(yè)管控 信息集成規(guī)范奠定基礎(chǔ)，按照信息集成規(guī)范的研究方法基于已有b 2 m m l 規(guī)范 制定線束企業(yè)的信息集成規(guī)范，歸納了線束企業(yè)集成規(guī)范的分層結(jié)構(gòu)和制訂原 則，并將上述理論、方法應(yīng)用于集成規(guī)范的制訂中，并提出s 9 5 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于線 束企業(yè)的應(yīng)用策略。深入研究了論文框架中w e b 服務(wù)的分類設(shè)計和接口設(shè)計， 分析了異構(gòu)信息集成的映射策略和實現(xiàn)方案，就服務(wù)和集成規(guī)則的注冊方法和 機制予以探討，設(shè)計了基于服務(wù)和集成規(guī)則注冊進行服務(wù)查找、調(diào)用、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換的具體方法和步驟，為中小型線束企業(yè)管控一體化提供了一套完整解決方案。 最后，將基于管控一體化框架設(shè)計實現(xiàn)的原型系統(tǒng)應(yīng)用于某電子有限公司， 該系統(tǒng)的應(yīng)用結(jié)果表明中小型線束企業(yè)管控一體化框架是可行的并具有不錯的 實用價值。 關(guān)鍵詞：管控一體化，信息集成，集成規(guī)范，w e b 服務(wù) v 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t i nt h ep r o c e s so fh a r n e s sm a n u f a c t u r i n gw h i c hi sm a d et oo r d e r , t h ep r o b l e m s s u c h 邪o b s c u r eo p e r a t i o n , i n e f f e c t i v ed a t at r a n s m i s s i o na n di n f o r m a t i o n i n d e p e n d e n c e s h o u l db es o l v e d w i t ht h e d e v e l o p m e n t o ft e c h n o l o g i e s ， m a n a g e r n e n t - c o n t r o ls y s t e ms h o u l dm e e tt h en e e do fd y n a m i c 、e x t e n s i b l ea n d f l e x i b l e t h ec h i e fr e s e a r c ho ft h i sp a p e ri sas o l u t i o nw h i c hi sb a s e do nn e t w o r k t e c h n o l o g y 、w e bs e r v i c ea n ds p 9 5t os o l v et h ep r o b l e m ss u c ha ss e p a r a t i n gd i f f e r e n t s o r t so fi n f o r m a t i o n ，i n t e g r a t i n gd i s t r i b u t e da n dh e t e r o g e n e o u ss y s t e m ，i n t e g r a t i n g h e t e r o g e n e o u si n f o r m a t i o n , a n d t h e nt or e a l i z ei n t e g r a t i o n m a n a g e m e n to f d e s i g n i n g 、m a n u f a c t u r i n ga n dm a n a g e m e n ti nt h eh a r n e s se n t e r p r i s e t h em a i n c o n t e n t so f t h ep a p e ra r ea sf o l l o w s ： i na c c o r d i n gt oc h a r a c t e r i s t i co ft h es m a l l m i d d l eh a r n e s se n t e r p r i s e ，t h ep a p e r a n a l y z e st h es 饑1 c n l r eo f t h ee x i s t i n gm a n a g e m e n t - c o n t r o ls y s t e m ；a n dp u tf o r w a r da n o wm a n a g e m e n t - c o n t r o ls y s t e ms t r u c t u r e i nt h eb a s i so ft h i ss t r u c t u r e ，t h i sp a p e r f o u n daf i a m e w o r kw h i c hi sb a s e do nw e bs e r v i c e a d d i t i o n a l l y , ap r o j e c tf o r u n i t i n gt h eh a r n e s se q u i p m e n t si sd e s i g n e dt ob u i l dt h ec h a n n e lt oi n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o n as t r a t e g yo f d a t ac o l l e c t i o nt oh a r n e s se q u i p m e n t i sp r o p o s e dt ot r a n s f e r i n f o r m a t i o na n di n s t r u c t i o nt oe q u i p m e n ta u t o m a t i c a l l y b a s e do ns 9 5s t a n d a r d ，t h e p a p e rc l a s s i f i e sm a n u f a c t u r i n gp r o c e s si n f o r m a t i o n a c c o r d i n gt oc r i t e r i o no f b 2 m m l ，t h et h e o r yo fi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o ns p e c i f i c a t i o ni sp r o p o s e d a n dt h e n t h es o l u t i o n so fs 9 5i nh a r n e s se n t e r p r i s ea r ep r o p r o s e d t h em e t h o d so fw e b s e r v i c e sc l a s s i f i c a t i o na n di n t e r f a c ed e s i g na r ee x p l a i n e da n dm a p p i n gs t r a t e g yo f h e t e r o g e n e o u si n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n i s a n a l y s e d t h e nt h ep a p e rd i s c u s s e s m e c h a n i s ma n ds t e pf o rs e r v i c e sa n di n t e g r a t e dr u l e s e n r o l l m e n t , d i s c o v e r i n g a w h o l es u i to f s o l u t i o ni sp r o v i d e df o rs m a l l - m i d d l eh a r n e s se n t e r p r i s e a tl a s t , t h ep r o t o t y p es y s t e mb a s e do na r c h i t e c t u r eo fp a p e ri sa p p l i e dt oa e l e c t r o n i c sc o r p o r a t i o n , t h er e s u l t so ft h i sa p p l i c a t i o ni n d i c a t et h ef e a s i b i l i t ya n d s e r v i c e a b i l i t yo f t h ei n t e g r a t e da r c h i t e c t u r ep a p e rp r o p o s e d k e y w o r d s ：i n t e g r a t i o ns y s t e mo f i n t e g r a t i o n ，i n t e g r a t i o ns p e c i f i c a t i o n ， m a n a g e m e n ta n d c o n t r o l ，i n f o r m a t i o n w 曲s e r v i c e v i 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 原創(chuàng)性聲明 本人聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作。 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā) 表或撰寫過的研究成果。參與同一工作的其他同志對本研究所做的 任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 本論文使用授權(quán)說明 本人完全了解上海大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即： 學(xué)校有權(quán)保留論文及送交論文復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué) ?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容。 ( 保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定) n 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 1 1 管控一體化的提出 隨著市場競爭的激烈化，客戶在產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、交貨期等方面提出越 來越高的要求，因此對企業(yè)信息化技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。隨著e r p ，d c s 、集 成制造等先進生產(chǎn)模式的采用和推廣，制造商發(fā)現(xiàn)企業(yè)仍有許多問題改善程度 有限，或完全未達到預(yù)期目標(biāo)。e r p 軟件缺少足夠的車間層自動化控制信息， 無法做到與控制系統(tǒng)緊密相連，不能實時獲取、分析、處理生產(chǎn)現(xiàn)場的各類與 產(chǎn)品、生產(chǎn)相關(guān)的信息。同時車間層的d c s 、f c s 等先進自動化設(shè)備也在不斷 發(fā)展，由于缺乏足夠的企業(yè)管理支撐信息，也不能實現(xiàn)對生產(chǎn)的管理與控制。 控制系統(tǒng)如何與企業(yè)管理信息系統(tǒng)集成? 管理與控制系統(tǒng)集成又稱為管控一體 化研究，越來越多受到重視。 管控一體化是隨著近年來制造業(yè)信息化發(fā)展而來的，其本身不是一個孤立 的概念，而是一個隨著企業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷擴充的體系。在歷史上，管控 一體化的內(nèi)涵涉及到綜合自動化、m r p 、e r p 、m e s 等諸多概念，而這一切都 源自于制造業(yè)信息化的鼻祖c i m s 。 。 面對諸多系統(tǒng)和概念，本文對管控一體化的定義為：制造企業(yè)級集成系統(tǒng)， 是將企業(yè)內(nèi)現(xiàn)場控制、經(jīng)營管理、管理執(zhí)行等各層次的智能設(shè)備與計算機系統(tǒng) 互連，形成多層次企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，建立集成的、開放的、全廠綜合自動化的規(guī)范信 息平臺，有序匯集企業(yè)橫向( 同一層不同節(jié)點的通信) 和縱向( 上、下層之間的通 信) 信息流，通過對經(jīng)營決策、管理、產(chǎn)品設(shè)計、制造過程、現(xiàn)場控制等信息的 綜合處理，實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)共享，從整個企業(yè)角度實現(xiàn)各業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，從 而達到降低企業(yè)制造成本、提高資源利用率、加快產(chǎn)品上市時間的目的。 其中i v i e s ( 制造執(zhí)行系統(tǒng)) 為企業(yè)管控一體化的重要組成部分。本文定義 m e s 為位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間的管理信 息系統(tǒng)。 管控一體化與其他先進制造模式的產(chǎn)生和應(yīng)用背景一樣，也是需求與技術(shù) 雙輪驅(qū)動的結(jié)果。需求是管控一體化產(chǎn)生和應(yīng)用的基礎(chǔ)，技術(shù)是管控一體化的 使能條件。對管控一體化的需求一方面來自于市場競爭的壓力，另一方面來自 于企業(yè)提高自身生產(chǎn)經(jīng)營管理水平的需要?？刂萍夹g(shù)與信息技術(shù)，尤其是管理 信息技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，促進了管控一體化的研究和應(yīng)用。 就信息技術(shù)方面而言，建設(shè)企業(yè)管控一體化的基礎(chǔ)與核心任務(wù)是數(shù)據(jù)集成， 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 或者說是標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的信息資源管理，只有在這個基礎(chǔ)上才能建立和運行 管控一體化系統(tǒng)。所以，企業(yè)要想建立真正的管控一體化，基礎(chǔ)與核心任務(wù)是 數(shù)據(jù)集成。所以我們可以這樣說：計算機和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的集成是企業(yè)管控一體化 實現(xiàn)的硬件基礎(chǔ)，而企業(yè)的數(shù)據(jù)集成或企業(yè)信息資源管理是企業(yè)管控一體化的 軟件，也是企業(yè)管控一體化的核心部分。因此在進行企業(yè)管控一體化的時候， 時刻不能忘記管控一體化的目標(biāo)是有效的處理數(shù)據(jù)。 目前，企業(yè)自動化系統(tǒng)信息中生產(chǎn)控制信息約占8 5 ，管理信息只占1 5 。 隨著管控一體化的實施，在未來的企業(yè)中，控制信息將由8 5 下降到4 0 ，管 理信息從1 5 上升到4 0 ，管理信息將成為企業(yè)的重要資產(chǎn)，其他信息占2 0 。 由此可見：管控一體化關(guān)系著企業(yè)的競爭力和生存壽命，是企業(yè)經(jīng)營和發(fā)展的 緊迫需要，是制造企業(yè)信息集成的一種生動形象的名稱，它從企業(yè)業(yè)務(wù)流程角 度準(zhǔn)確傳神地描述了制造業(yè)信息化的關(guān)鍵，體現(xiàn)了企業(yè)整個制造過程各制造系 統(tǒng)分散與集中的統(tǒng)一、自治與協(xié)同的統(tǒng)一、混沌與有序的統(tǒng)一。 1 2 管控一體化的發(fā)展與現(xiàn)狀 管控一體化的關(guān)鍵和核心是m e s 。所以，關(guān)注管控信息系統(tǒng)的發(fā)展和研究 狀況基本上就是看m e s 的發(fā)展和研究狀況。 國外的m e s 研究主要包括如下幾個方面： ( 1 ) 適用于各種不同生產(chǎn)環(huán)境的專用m e s ，如應(yīng)用于半導(dǎo)體和m e m s 車間， 強調(diào)調(diào)度和資源優(yōu)化的a h e a dm e s t l l ，適用于f m s 系統(tǒng)的m e s l 2 1 。它們針對 車間某些特定生產(chǎn)問題提供有限的功能和自成一體的相應(yīng)軟件系統(tǒng)，具有實旋 快、投入少等優(yōu)點，但通用性和可集成性差。 ( 2 ) 集成化m e s ，如用于半導(dǎo)體制造企業(yè)的m e s 系統(tǒng)【3 1 。它通過采用統(tǒng)一 的邏輯數(shù)據(jù)庫和產(chǎn)品及過程模型為特定車間環(huán)境提供了更多的應(yīng)用功能，但仍 缺少通用性和廣泛的集成能力，難以隨業(yè)務(wù)過程變化重新配置。 ( 3 ) 可集成的m e s ，如用于虛擬企業(yè)的n i i p s m a r t 4 j 。它應(yīng)用面向?qū)ο蠹?術(shù)和模塊化應(yīng)用組件技術(shù)，使系統(tǒng)具有便于客戶化、可重構(gòu)和可擴展等特性。 ( 4 ) 智能第二代的m e s 解決方案【5 】，其核心目標(biāo)是通過更精確的過程狀態(tài) 跟蹤和更完整的數(shù)據(jù)記錄以獲取更多的數(shù)據(jù)來更方便地進行生產(chǎn)管理和改善系 統(tǒng)性能，并通過分布在設(shè)備中的智能來保證車間生產(chǎn)的自動化。 ( 5 ) 可擴充的m e s ，如日本信息促進委員會和一些企業(yè)伙伴( 如s o f i x 有限 公司等) 支持的o p e n m e s 項目【6 】。它主要應(yīng)用了面向?qū)ο罂蚣芊椒ǎ e s 的每個功能組給出了對象模型、部件模型和部件協(xié)作關(guān)系。而且為了實現(xiàn)框架 2 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 無關(guān)性，采用了j a v a 和c o r b a 技術(shù)。 ( 6 ) 面向大規(guī)模定制生產(chǎn)的m e s ，如歐聯(lián)盟資助的i m s 和i s t 項目之一 p a b a d i s l 刀( p l a n ta u t o m a t i o nb a s e do nd i s t r i b u t e ds y s t e m s ) 。它不僅提供一般 m e s 的功能，而且通過更為關(guān)注每個產(chǎn)品的整個開發(fā)過程，對產(chǎn)品實現(xiàn)更好的 生產(chǎn)控制，具有柔性自動化、容錯、可重構(gòu)和真正面向產(chǎn)品的特點。這種m e s 綜合應(yīng)用軟件a g e n t 和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，便于分布的資源提供者和消耗者通過合作獲 得盡可能好的生產(chǎn)計劃。 我國國家“十五”8 6 3 計劃將i v i e s 作為重點研究課題進行資助，取得了一批 研究與應(yīng)用成果。楊建軍等提出面向敏捷制造的車間先進管理控制系紺引。中國 科學(xué)院沈陽自動化研究所的于海斌等提出了可集成制造執(zhí)行系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、運 行機制和開發(fā)方法，并對該系統(tǒng)的市場進行了分析與預(yù)測【9 1 。劉曉冰等為解決車 間生產(chǎn)管理軟件通用性和可移植性差的弊端，研究了可重構(gòu)的m e s 1 0 】。它基于 車間生產(chǎn)業(yè)務(wù)的構(gòu)件化設(shè)計思想，采用通用對象請求代理結(jié)構(gòu)和多代理技術(shù)，提 出了適用于制造行業(yè)的車間制造執(zhí)行系統(tǒng)平臺的體系結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)快速重組車間 生產(chǎn)業(yè)務(wù)過程和適應(yīng)企業(yè)敏捷化生產(chǎn)的需要，增強車間生產(chǎn)管理軟件的可擴充 性、可重構(gòu)性和可移植性。 總體來說，與西方發(fā)達國家相比，我國無論是在m e s 技術(shù)深度與應(yīng)用廣度上 都存在較大差距。十一五期間，離散制造m e s 將作為8 6 3 計劃m e s 研究與應(yīng)用的 重點。 當(dāng)前的m e s 技術(shù)實現(xiàn)管控系統(tǒng)集成主要是通過a p i 函數(shù)來實現(xiàn)信息在各個 層次和各個系統(tǒng)之間的傳輸和交互。展望中的m e s 技術(shù)構(gòu)想用人工智能領(lǐng)域中的 a g e n t 技術(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)之間的信息交互。不管是目前使用的a p i 技術(shù)，還是展望中 的a g e n t 技術(shù)，將管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)集成的時候，前提都是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)甚至代碼 對集成商來說是透明的。也就是很好的將異構(gòu)系統(tǒng)、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫、異構(gòu)層次集成 起來，通常采用的集成方法有以下兩種： ( 1 ) 在一個通用的環(huán)境中重新開發(fā)現(xiàn)有的系統(tǒng)，使得他們能夠共享相同的表 達方式、推理機制以及知識的語義。通常是利用現(xiàn)行的部門或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)。 ( 2 ) 構(gòu)造一個框架，使得現(xiàn)有的系統(tǒng)能夠以盡可能少的修改來合成為一體、 從而實現(xiàn)彼此的通訊和合作。通過增加一個同構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)，將各個系統(tǒng)之間的 交互在這個層次上進行，這樣一方面可以利用以前的信息資源、另一方面又可以 以較小的代價實現(xiàn)各個子系統(tǒng)之間的交互【1 1 1 。 這兩種方法各有所長、適用面各不相同。對于現(xiàn)在企業(yè)中采用m e s 將多層系 統(tǒng)集成，現(xiàn)實中更傾向于采用第二種方法，其優(yōu)勢在于能夠充分利用現(xiàn)有的系統(tǒng)， 以較低的代價解決系統(tǒng)集成問題。 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 3 中小型線束企業(yè)的特點及其管控一體化的現(xiàn)狀 1 3 i 中小型線束企業(yè)的特點 汽車工業(yè)的不斷發(fā)展促使線束產(chǎn)業(yè)得到快速提升，汽車線束主要是以金屬 端子與導(dǎo)線線材、密封圈等經(jīng)壓接加工后組裝成線束部件應(yīng)用于汽車中，是整 車的神經(jīng)系統(tǒng)。近年來，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展、制造業(yè)專業(yè)分工細(xì)化 和先進制造技術(shù)的影響，除了汽車工業(yè)外，在家電、通訊、計算機、工業(yè)設(shè)備 以及各種消費類電子產(chǎn)品等批量制造行業(yè)，也改變了傳統(tǒng)的配線方式而采用配 套線束產(chǎn)品，線束及相關(guān)產(chǎn)品也逐步形成了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，線束產(chǎn)品已被普 遍認(rèn)為是一種具有廣闊發(fā)展前景的大類產(chǎn)品。 國內(nèi)線束生產(chǎn)所形成的熟練技術(shù)能力及材料配套能力已吸引了美國、日本、 歐洲、臺灣等地區(qū)的整機和線束配件廠商紛紛將線束產(chǎn)品相關(guān)加工廠辦到了國 內(nèi)，因此國內(nèi)已經(jīng)成為具有一定特色的國際線束加工基地，在經(jīng)濟發(fā)達的省可 達一、二百家。 國內(nèi)的線束企業(yè)大部分為中小型企業(yè)，他們具有自己獨特的特點： ( 1 ) 中小型線束企業(yè)比大型的線束企業(yè)面臨更激烈的市場競爭，企業(yè)要想憑 借利潤率不高的線束產(chǎn)品在市場上占有一席之地，就必須大幅降低成本、加大 產(chǎn)量、提高生產(chǎn)率來獲取一定的利潤。 ( 2 ) 隨著轎車家庭化、家用電器平民化，對汽車、家用電器等整機的配置要 求也將愈來愈多樣化、復(fù)雜化、非標(biāo)準(zhǔn)化，線束廠生產(chǎn)幾萬套、甚至幾十萬套 完全一樣線束的局面將被打破。線束生產(chǎn)呈現(xiàn)出“多品種，小批量”的特點， 線束產(chǎn)品和服務(wù)都在走向定制化。 ( 3 ) 由于客戶需求變化越來越快，線束企業(yè)的訂單變化頻繁、物料替代復(fù)雜。 ( 4 ) 線束作為汽車、家用電器的中樞神經(jīng)，對質(zhì)量要求比較高，很多整機廠 對線束企業(yè)的質(zhì)量要求苛刻n i p p m 。而且一旦線束產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量不符合事件， 很難修復(fù)使用，高質(zhì)量事故直接導(dǎo)致企業(yè)過多的浪費。 ( 5 ) 線束的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及多種電子元器件，不能像機械產(chǎn)品一樣很容 易地明確區(qū)分零組件的父子關(guān)系。 ( 6 ) 線束產(chǎn)品相對簡單，工藝路線也不是很復(fù)雜。 ( 7 ) 中小型線束企業(yè)的自動化程度偏低，企業(yè)內(nèi)人員素質(zhì)總體水平不高，企 業(yè)的資金和技術(shù)力量相對薄弱。 ( 8 ) 中小型線束企業(yè)正處于成長階段，企業(yè)的內(nèi)外部環(huán)境處于不斷的變化和 發(fā)展中，與整機廠有一定的附屬關(guān)系。 4 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 3 2 中小型線束企業(yè)管控一體化現(xiàn)狀 我國線束行業(yè)面臨的新的歷史機遇是用信息技術(shù)和其他先進適用技術(shù)改造 線束生產(chǎn)過程和企業(yè)管理體系，進一步提高線束行業(yè)的整體素質(zhì)和國際競爭力。 信息化大潮對線束行業(yè)產(chǎn)生了一定程度的影響，目前在全面信息化建設(shè)方 面已取得階段性成果的線束企業(yè)為該行業(yè)中的大型企業(yè)，如德爾福、萊尼等， 中小型線束企業(yè)的進展并不快。由于各個線束企業(yè)的技術(shù)水平參差不齊，線束 加工設(shè)備涵蓋了手工生產(chǎn)的半自動化設(shè)備、計算機控制的單機自動化裝備，如： 電腦自動剝線機、全自動開線壓接機等；以及具有監(jiān)控系統(tǒng)的先進自動化系統(tǒng)； 信息化程度涉及手工設(shè)計、計劃、統(tǒng)計到個別部門應(yīng)用信息化軟件，如財務(wù)系 統(tǒng)、c a d 系統(tǒng)、小型e r p 系統(tǒng)，以及大型企業(yè)的計算機集成制造系統(tǒng)。按照 企業(yè)的技術(shù)水平和管理水平，線束企業(yè)的信息化現(xiàn)狀如下表： 企業(yè)規(guī)模 主要產(chǎn)品。 信息系統(tǒng)r 低蝴產(chǎn)品如家電線柬一般有辦公自動化，財務(wù)電算化等系統(tǒng)，無 小型一 等一阿絡(luò)。 中檔產(chǎn)品如儀表線柬；一般已經(jīng)架設(shè)辦公阿絡(luò)，有c a d 、中低檔衛(wèi)靴 中型一出口產(chǎn)品如低價汽車和辦公自動化系統(tǒng)有部分全自動設(shè)備，但 線柬一基本沒有聯(lián)眄一 基本實現(xiàn)計算機集成制造。一 高檔產(chǎn)品，主要是中高 管理和技術(shù)屋聶蔫c a d 、c a p p 、c a m 、p d m 、 大型。 級汽車配套線柬，e r p 、c a q 、工作流等系統(tǒng)：車間層有m e s 系統(tǒng)；生產(chǎn)現(xiàn)場實現(xiàn)設(shè)備聯(lián)同一 表1 1 線束企業(yè)信息化現(xiàn)狀 1 4 中小型線束企業(yè)管控一體化的目標(biāo) 很多大型線束企業(yè)在全球生產(chǎn)制造集成化和信息化潮流的帶領(lǐng)下，采用先 進的生產(chǎn)經(jīng)營管理模式和信息系統(tǒng)，利用高速發(fā)達的信息技術(shù)協(xié)調(diào)各部門的業(yè) 務(wù)活動，提高企業(yè)經(jīng)營效率和市場占有率。大量中小型線束企業(yè)，隨著業(yè)務(wù)規(guī) 模的快速增長和海外訂單的逐漸增多，也開始規(guī)劃和實施先進的生產(chǎn)與管理信 息系統(tǒng)，并呈現(xiàn)出越來越多的需求。 為減少浪費大量中小型線束企業(yè)積極引入先進的精益生產(chǎn)管理模式，通過 包括“看板”在內(nèi)的一系列手段管理和組織生產(chǎn)，有效控制整個制造過程中在 制品和原材料的庫存量，但企業(yè)對市場的反復(fù)變化并不能做出快速而有效的回 應(yīng)。為提高企業(yè)的業(yè)務(wù)效率和信息透明度，獲得與國際客戶合作的機會，他們 也開始實施e r p 系統(tǒng)。但e r p 的使用并沒有改變企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的黑箱操作。 激烈的市場競爭使得中小型線束企業(yè)的生存和發(fā)展受到多個方面的威脅： 5 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 ( 1 ) 、生產(chǎn)設(shè)備之間形成諸多“自動化孤島”。部分中小型線束企業(yè)雖己基本 實現(xiàn)了基礎(chǔ)自動化，但這些自動化系統(tǒng)都是以單元生產(chǎn)設(shè)備為核心進行檢測與 控制的，生產(chǎn)設(shè)備之間形成諸多“自動化孤島”。線束生產(chǎn)的特殊性也決定了， 線束生產(chǎn)企業(yè)或多或少還存在一些半自動化的設(shè)備和手工操作工序，這些設(shè)備 或工序和自動化設(shè)備之間也會形成“信息孤島”，這種“信息孤島”式的單機自 動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理。 ( 2 ) 、計劃與控制自動化之間存在間隙。企業(yè)的上層管理者不能及時、直觀 的了解生產(chǎn)現(xiàn)場的運行情況，中小型線束企業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)現(xiàn)場管理是一黑箱作 業(yè)：控制與管理脫節(jié)，無法實現(xiàn)信息共享。 ( 3 ) 、計劃與執(zhí)行之問存在時空間隙。中小型線束企業(yè)急單、插單和訂單取 消等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，客戶需求無法精確控制，制造環(huán)境也經(jīng)常動態(tài)變化，設(shè)備 出現(xiàn)故障或者被占用、前期出現(xiàn)不合格品等會造成數(shù)量變化和生產(chǎn)秩序混亂， 導(dǎo)致原來計劃的失效。 ( 4 ) 、生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳遞的及時性和準(zhǔn)確性不夠。目前，大部分中小型線束企業(yè) 生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集、整理通過紙制報表傳遞，由相關(guān)人員錄入到管理信息系 統(tǒng)或直接提供報表給決策人員查閱；管理信息系統(tǒng)的生產(chǎn)計劃或工程技術(shù)系統(tǒng) 的圖紙、工藝路線等信息也不能自動傳遞到生產(chǎn)現(xiàn)場。信息的可靠性差、傳輸 效率低也會導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場協(xié)調(diào)調(diào)度不及時，影響產(chǎn)品產(chǎn)量和合格率。 線束企業(yè)必須利用有限的資金投入，排除發(fā)展過程中面臨的各種威脅，優(yōu) 化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)高質(zhì)量、低能耗、低成本的生產(chǎn)，方能在競爭中獲勝。這就 要求生產(chǎn)在向高速化、自動化發(fā)展的同時，必須實現(xiàn)實時高效率的生產(chǎn)管理， 提高企業(yè)的決策管理水平，并加強生產(chǎn)管理和各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的銜接，充分發(fā) 揮現(xiàn)有資源的生產(chǎn)能力，對市場的變化做出快速響應(yīng)，以解決中小型線束企業(yè) 中普遍存在的生產(chǎn)現(xiàn)場黑箱操作造成的生產(chǎn)成本高、反應(yīng)速度慢，以及信息傳 遞緩慢導(dǎo)致的工作效率低等方面的問題。 為了改善現(xiàn)狀，本文提出新型中小型線束企業(yè)管控一體化框架模型，其主 要目標(biāo)： 采用新模型、新技術(shù)降低管控一體化巨額實施成本，消除中小型線束 企業(yè)信息化的最大障礙。 更加關(guān)心系統(tǒng)的快速實施、易操作性和快速獲得收益，減輕由于r r 技 術(shù)經(jīng)驗缺乏等諸多使用限制。 具有良好的靈活性和擴展性滿足企業(yè)不斷變化發(fā)展的需要；有效 協(xié)助企業(yè)在快速應(yīng)對市場變化的前提條件下準(zhǔn)時提供質(zhì)優(yōu)價廉的產(chǎn)品 和服務(wù)，獲取豐厚收益。 6 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 既面向中小型線束企業(yè)的共同需求，同時又可滿足企業(yè)個性化特點， 以適應(yīng)不同自動化技術(shù)水平與信息化程度的線束企業(yè)。 本文重點針對大量中小型線束企業(yè)的需求，尋求一條提高企業(yè)生產(chǎn)效率和 競爭力的低成本的信息化道路。 1 5 論文研究的意義 由于線束功能的多樣化，裝配廠對零件廠即時提供合適零配件的要求將徹 底打破傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式和供貨方式。目前較有實力的線束廠都已向裝配廠所在 地集結(jié)，以適應(yīng)快速反應(yīng)的要求，在美國和歐洲，線束廠的供貨時限己縮短到 九十分鐘。此外，由于全自動帶檢測的高性能壓接機的問世、新工藝的出現(xiàn)、 新設(shè)備的完善、以及整車工程更改頻繁、供貨周期縮短，傳統(tǒng)、作坊式、手工 操作的線束生產(chǎn)方式將逐漸被淘汰。我國線束行業(yè)雖己形成了較為完整的生產(chǎn) 體系，但其技術(shù)、裝備和管理水平仍然是落后的。線束制造技術(shù)與國外相比還 存在一定的差距，如圖1 1 所示。 制造技術(shù)控制技術(shù) 鉭 基礎(chǔ)元件制造技術(shù)線柬制遺技術(shù)檢測控制過程控制 代 導(dǎo)線端子基壅 壓接 裝配基的 手段 方法 有箍性 p v c 絕緣層銅質(zhì)、銑質(zhì)平 熟固性酚醛 鐃接掛錘 外理人工目翱低壓 認(rèn)為外形特征 釬焊不可控散裝人工把關(guān)差 多股芯線片塹鼉斷直漉回路 為對插基座壓接 阻燃性絕緣鍋臺金材料、 熱塑性塑料可控式壓接 單一工裝抗拉強度 普通拉力機， 敷理統(tǒng)計可琢警 層，多勝1 譬復(fù)針孔型、片簧扳，簡單流 執(zhí)撕強度 芯線型，音叉性 帶自鑊裝置趣聲碹焊接電橋控制圖可控制 水線 電壓降 全環(huán)保性薄壁 復(fù)合型錒臺金 全環(huán)懾性塑 零位移斑術(shù) 邏輯關(guān)系，氣 由i c 卡控 束絕緣層，高密 局部涼復(fù)組 料二次鐨緊 可控式壓接， 娃，。平 徽機 制設(shè)備自圩 度多股芯線合結(jié)梅型裝置，氣密栓 剩礁接密性，鞋干擾 臺。技術(shù)動檢蔫 當(dāng)前 國外 專用功能導(dǎo) 信：i 蘭證竺囂雹害制 全特性計算機同絡(luò)控 線光纜 導(dǎo)電靠腔軟性線路板零缺陷加工 現(xiàn)狀 制不符合白毀 圖1 1 我國線束制造技術(shù)的發(fā)展過程及與國外的差距 線束行業(yè)為我國國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)之一，為國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展做出了 積極的貢獻。如何趕超國外先進的線束制造技術(shù)，提升我國線束企業(yè)特別是中 小型線束企業(yè)在全球化市場中的競爭力，是我們發(fā)展經(jīng)濟不得不考慮的問題。 管控一體化系統(tǒng)已經(jīng)在許多主要的大型制造企業(yè)成功運行，這些系統(tǒng)的成 功實施，為這些企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益；經(jīng)過統(tǒng)計，該系統(tǒng)的經(jīng)濟價值如 下圖所示： 7 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 圖1 2 管控一體化系統(tǒng)的經(jīng)濟價值 隨著國內(nèi)企業(yè)信息化應(yīng)用水平的不斷提高，中小型線柬企業(yè)也逐漸認(rèn)識到 通過管控一體化來實現(xiàn)企業(yè)信息的全面匯通，形成實時化的生產(chǎn)管理和線束設(shè) 計是提高企業(yè)敏捷性和快速應(yīng)對市場變化的一個重要因素。 下游客戶的苛刻需求和訂單的不斷變化、按訂單生產(chǎn)的生產(chǎn)方式為中小型 線束企業(yè)面臨的生存環(huán)境。在這樣的環(huán)境下實現(xiàn)中小型線束企業(yè)的管控一體化 具有重要的意義： ( 1 ) 將管控一體化引入中小型線束企業(yè)，使企業(yè)的銷售部門能及時掌握車間 的實時生產(chǎn)情況，避免簽訂不合理的合同、避免出現(xiàn)合同價格低于生產(chǎn)成本、 交貨期根本無法保證等問題；生產(chǎn)調(diào)度人員能及時掌握生產(chǎn)的歷史情況和實時 數(shù)據(jù)，方便根據(jù)實際產(chǎn)能進行小訂單合并，制訂科學(xué)合理的生產(chǎn)調(diào)度計劃，對 生產(chǎn)部門進行科學(xué)指揮與協(xié)調(diào)；生產(chǎn)部門也能及時掌握當(dāng)前的各項訂單情況、 生產(chǎn)計劃指令，快速準(zhǔn)確的根據(jù)調(diào)度計劃安排班組生產(chǎn)。 ( 2 ) 在中小型線柬企業(yè)引入管控一體化，可以加強成本管理和綜合調(diào)度。線 束企業(yè)本身利潤薄，要想獲取豐厚的利潤必須降低產(chǎn)品成本，可以通過管控一 體化加強對原材料、水電氣、人員和設(shè)備工時的全面監(jiān)控與調(diào)度。采集相關(guān)消 耗的實時數(shù)據(jù)，管理與分析相關(guān)數(shù)據(jù)，制定出合理的考核指標(biāo)；綜合調(diào)度管理 各種資源，發(fā)揮其最大效益；綜合管理生產(chǎn)現(xiàn)場，減少次品、廢品和不必要的 損耗，避免無效勞動。 ( 3 ) 在中小型線束企業(yè)引入管控一體化，可提高經(jīng)營管理的決策效率。企業(yè) 經(jīng)營管理過程中，常常面臨各種艱難的決策，而市場波動頻繁，契機一瞬即逝， 如果企業(yè)經(jīng)營管理者不能快速進行決策，即使最終可以得出正確的決定，也可 能坐失良機。所以在激烈的市場競爭中，通過管控一體化，經(jīng)營者的管理決策 不僅可以保證其正確性，也可以提高其時效性。 中小型線束企業(yè)實施管控一體化已有許多成熟的商品軟件及基于這些軟件 的整套信息化方案。但是商品軟件過于通用而難以滿足線束制造個性要求，針 對特定工廠的工程開發(fā)又難以在線束行業(yè)推廣，本論文的意義在于通過對線束 企業(yè)深入調(diào)研分析，探索一條新的管控一體化道路，通過原型驗證，可以推廣 8 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 應(yīng)用到多種類型的線束企業(yè)。 1 6 論文的主要研究內(nèi)容 本論文來源于上海飛樂集團技術(shù)中心的線束加工行業(yè)信息化調(diào)研項目，在 總結(jié)調(diào)研結(jié)果的基礎(chǔ)上，分析y d , 型線束企業(yè)信息化環(huán)境與需求，針對當(dāng)前中 小型線束企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場黑箱操作、數(shù)據(jù)傳輸效率低下、應(yīng)用間信息孤島的問題， 重點研究： 一個模型：針對中小型線束企業(yè)的管控一體化框架模型； 兩個數(shù)據(jù)庫：管控一體化的實時數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫 三個接口：現(xiàn)場設(shè)備與m e s 的接1 ：3 ，m e s 與e r p 的接1 ：3 ，管理系統(tǒng) 與技術(shù)系統(tǒng)的接口。 最后通過原型實驗系統(tǒng)驗證了新模型的合理性及s 9 5 標(biāo)準(zhǔn)在中小型線束企 業(yè)管控一體化應(yīng)用的可行性。全文內(nèi)容共分六章，第一章到第六章主要內(nèi)容如 下： 第一章：介紹論文的研究背景、研究現(xiàn)狀、研究目標(biāo)、研究意義及研究內(nèi) 容。 第二章：研究了管控一體化相關(guān)理論及正在發(fā)展中的制造信息交換標(biāo)準(zhǔn) $ 9 5 ，分析比較現(xiàn)有的管控一體化體系結(jié)構(gòu)，根據(jù)中小型線束企業(yè)的特點，提出 恰好中小型線束企業(yè)需求的管控一體化模型。 第三章：在管控一體化新模型的基礎(chǔ)上，提出了基于w e b 服務(wù)技術(shù)體系和 制造業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)s 9 5 進行管控一體化的總體方案，創(chuàng)建了基于w e b 服務(wù)的中小型 線束企業(yè)管控一體化框架，并詳細(xì)論述了其中的關(guān)鍵技術(shù)。 第四章：本章主要討論了基于w e b 服務(wù)的中小型線束企業(yè)管控一體化框架 的設(shè)計和實現(xiàn)。詳細(xì)闡述了管控一體化子系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，分析了基于s 9 5 標(biāo)準(zhǔn)制定線束企業(yè)信息集成規(guī)范的方法和原則，進而提出基于統(tǒng)一交互模型標(biāo) 準(zhǔn)化服務(wù)接口的設(shè)計模式。并對框架實現(xiàn)中涉及的服務(wù)和規(guī)則注冊機制進行了 闡述。 第五章：本章以某電子有限公司為應(yīng)用背景，分析基于新模型及管控一體 化框架設(shè)計實現(xiàn)的原型系統(tǒng)在企業(yè)中的具體應(yīng)用過程，依據(jù)應(yīng)用結(jié)果分析了模 型和框架的可行性。 第六章：總結(jié)了論文的主要研究內(nèi)容，指出論文研究工作中存在的不足和 完善方向。 9 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章管控一體化理論在中小型線束企業(yè)的應(yīng)用 2 1 管控一體化相關(guān)理論研究 2 1 1 綜合控制技術(shù)的發(fā)展 管控一體化是在綜合控制技術(shù)日益完善、信息技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴大、企 業(yè)的設(shè)計生產(chǎn)管理模式日益創(chuàng)新的趨勢下產(chǎn)生的。工業(yè)綜合自動化是指產(chǎn)品設(shè) 計、生產(chǎn)制造、和生產(chǎn)管理的全面自動化，其中產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)管理是軟科學(xué) 的范疇，而生產(chǎn)制造自動化則是技術(shù)裝備的范疇，以計算機應(yīng)用為代表的信息 技術(shù)是實現(xiàn)管控一體化的主要驅(qū)動力。 工業(yè)自動化的發(fā)展同控制理論、儀表、計算機以及有關(guān)學(xué)科的發(fā)展緊密相 關(guān)，也隨著加工工藝和技術(shù)裝備的不斷發(fā)展而發(fā)展，在過去的近半個世紀(jì)過程 中，大致經(jīng)歷了以下三個階段：7 0 年代以前可以看作是第一階段，這一時期應(yīng) 屬于自動化孤島模式的階段，其控制目標(biāo)只能是保證生產(chǎn)平穩(wěn)和少出事故。 7 0 8 0 年代是發(fā)展的第二階段，分布式工業(yè)控制計算機系統(tǒng)( d c s ) 得到大力的發(fā) 展，為實現(xiàn)先進控制創(chuàng)造了條件，多變量預(yù)測控制等先進控制方法的應(yīng)用，使 自動化達到了新的水平。8 0 年代后期，隨著多學(xué)科問的相互滲透與交叉，人工 智能和智能控制被引入實際的過程控制中。信號處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、通訊技術(shù) 以及計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展為實現(xiàn)高水平的自動控制提供了強有力的技術(shù)工具。工 業(yè)自動化開始突破自動化孤島的傳統(tǒng)模式，采用計算機集成制造的思想和方法 來組織、管理和指揮整個生產(chǎn)過程，出現(xiàn)了集控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理于一體 的新模式【1 2 】。整個管控一體化的發(fā)展歷程如圖2 1 所示。 鼉甚毫磊 s 皇乎* a a朗- 妒，* 黼 蝴m i 。* 一一一- 腫辮a r , j t ； 圖2 1 管控一體化的發(fā)展歷程 1 0 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 1 2 e r p 理論 企業(yè)資源計劃e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l 鋤n i n 曲的基本思想是將企業(yè)的業(yè) 務(wù)流程看作一個緊密連接的供應(yīng)鏈，將供應(yīng)商和企業(yè)內(nèi)部的采購、生產(chǎn)、銷售 以及客戶緊密聯(lián)系起來，便于對供應(yīng)鏈上的所有環(huán)節(jié)進行有效管理，實現(xiàn)對企 業(yè)的動態(tài)控制和各種資源的集成與優(yōu)化，為企業(yè)提供全方位的解決方案。 可從管理思想、軟件產(chǎn)品、管理系統(tǒng)三個層次給出它的含義【”】： 是由美國著名的計算機技術(shù)咨詢和評估集團g g i ( g a r t n e rg r o u ph l c ) 提出 的一整套企業(yè)管理系統(tǒng)體系標(biāo)準(zhǔn)，其實質(zhì)是在m r p i i 基礎(chǔ)上進一步發(fā)展而形成 的面向供應(yīng)鏈( s u p p l yc h a i n ) 的管理思想。 是綜合應(yīng)用了客戶機服務(wù)器體系、關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、圖 形用戶界面、第四代語言( 4 g l ) 、網(wǎng)絡(luò)通訊等信息產(chǎn)業(yè)成果，以e r p 管理思想 為靈魂的軟件產(chǎn)品。 是整合了企業(yè)管理理念、業(yè)務(wù)流程、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、人力物力、計算機硬件 和軟件于一體的企業(yè)資源管理系紺。 e r p 面向客戶從整個企業(yè)的層面制定生產(chǎn)計劃，進行統(tǒng)籌管理，宏觀上使 企業(yè)運行處于最優(yōu)狀態(tài)。因此，以企業(yè)戰(zhàn)略管理和資源計劃為核心的e r p 贏得 了越來越多企業(yè)的認(rèn)可。如s a p 、o r a c l e 、b a a n 等主要的e r p 系統(tǒng)軟件公司， 過去幾年總的e r p 銷售額達到幾十億美元。但隨著e r p 應(yīng)用的深入，企業(yè)發(fā) 現(xiàn)了兩方面新的問題： 一方面，e r p 以利潤最大化為目標(biāo)，從全局高度制定計劃和進行管理時， 需要實時了解工廠的信息和實際性能，如訂單的進度、物料的有效利用率、設(shè) 備的使用情況、工時定額信息等。 另一方面，e r p 在計劃制定時不可能把生產(chǎn)過程和市場中的不確定性及未 來的變化趨勢等未知因素準(zhǔn)確地考慮在內(nèi)，致使e r p 制定的計劃常常和工廠層 的實際情況脫節(jié)，在執(zhí)行過程中需要根據(jù)條件的變化人為地修改和調(diào)整，這些 成為企業(yè)競爭力的進一步提高的瓶頸【1 5 1 。由于內(nèi)在特性的限制，e r p 系統(tǒng)和控 制系統(tǒng)都不能解決上述兩方面的問題。 由于e r p 是管理層信息系統(tǒng)，抽象程度高，相對底層而言屬于靜態(tài)的管理。 特別是企業(yè)規(guī)模的大型化和生產(chǎn)的國際化，使得由e r p 直接實現(xiàn)對成千上萬的 人員和復(fù)雜多樣的設(shè)備進行實時管理目前來說是不可想象的1 1 6 。另一方面，盡 管控制層設(shè)備的自動化水平在不斷提高，但控制系統(tǒng)針對某一設(shè)備和過程進行 控制的本質(zhì)并沒有改變，所以其難以完成對工廠層生產(chǎn)過程所涉及的作業(yè)、人 員、物料和設(shè)備等的管理、調(diào)度和跟蹤及相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的收集和提取【 】。 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 從上述情況可以看出，企業(yè)信息化在工廠層出現(xiàn)了一定程度的間斷，這阻 礙了企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，而e r p 系統(tǒng)和控制系統(tǒng)在短期內(nèi)由于內(nèi)在的局限性 無法實現(xiàn)工廠層信息系統(tǒng)應(yīng)具有的功能，因此，為了解決生產(chǎn)計劃的適應(yīng)性以 及增加底層生產(chǎn)過程的信息流動，面向工廠的制造執(zhí)行系統(tǒng)m e s 應(yīng)運而生。 2 1 3 m e s 理論 2 0 世紀(jì)9 0 年代先進制造研究機構(gòu)( a d v a n c e dm a n u f a c t u r i n gr e s e a r c h a m r ) 提出了“制造執(zhí)行系統(tǒng)”( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m s ，m e s ) 的概念，并將 m e s 定位于重點解決車問生產(chǎn)管理問題。1 9 9 2 年，一些有識之士發(fā)起并成立了 國際性組織m e s 國際聯(lián)合會( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t 鋤a s s o c i a t i o n ， m e s a ) ，它是以宣傳m e s 思想和產(chǎn)品為宗旨的貿(mào)易聯(lián)合會，并幫助其成員組 織在企業(yè)界推廣m e s 制定了一系列研究、分析和開發(fā)計劃。自m e s 國際聯(lián)合 會成立以來，該組織相繼發(fā)布了七份m e s 白皮書，與此同時，國際上一些著名 軟件廠商和企業(yè)界紛紛響應(yīng)并加入這一組織。 美國先進制造研究機構(gòu)a m r 將m e s 定義為“位于上層的計劃管理系統(tǒng)與 底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系紺1 8 】，它是實現(xiàn)車問生產(chǎn)管理 與控制功能的各種軟硬件的集合。它為操作人員管理人員提供計劃的執(zhí)行、跟 蹤以及所有資源c 人、設(shè)備、物料、客戶需求等) 的當(dāng)前狀態(tài)等信息。m e s 國際 聯(lián)合會對m e s 的定義如下：m e s 能夠通過信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成 的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠發(fā)生實時事件時，m e s 能夠?qū)Υ思皶r地 做出反應(yīng)和報告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對它們進行分析和處理。這種對狀態(tài)變 化的迅速響應(yīng)使m e s 能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動，有效地指導(dǎo)工廠的 生產(chǎn)運作過程，從而使其既能提高工廠及時交貨能力，改善物料的流通性能， 又能提高生產(chǎn)回報率。m e s 還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應(yīng) 鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。 隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和完善，企業(yè)的制造車間逐步向分廠制轉(zhuǎn)變，其角色 也由傳統(tǒng)的企業(yè)成本中心向利潤中心轉(zhuǎn)變，位于車間級起著控制執(zhí)行作用的制 造執(zhí)行系統(tǒng)m e s 具有十分重要的作用，它填補了計劃管理層和底層控制之間的 “鴻溝”，如圖2 2 所示，成為計劃管理系統(tǒng)和設(shè)備控制系統(tǒng)之間的橋梁和紐帶， 是制造企業(yè)實現(xiàn)敏捷化和全局優(yōu)化的關(guān)鍵系統(tǒng)。 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 圖2 2m e s 系統(tǒng)的橋梁和紐帶作用 制造執(zhí)行系統(tǒng)是面向制造過程的，他必然與其他的制造管理系統(tǒng)共享和交 互信息，這些系統(tǒng)包括供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)( 、客戶關(guān)系 管理系統(tǒng)、計算機輔助工藝設(shè)計系統(tǒng)以及底層控系統(tǒng)等信息系統(tǒng)。 總之，m e s 建立了以生產(chǎn)作業(yè)管理為中心的計算機輔助車間管理信息系 統(tǒng)，實現(xiàn)了作業(yè)計劃編制、物料收發(fā)流轉(zhuǎn)、生產(chǎn)統(tǒng)計、質(zhì)量分析、成本控制和 設(shè)備能力等管理的一體化，達到了生產(chǎn)作業(yè)的優(yōu)化調(diào)度和制造資源的合理配置， 為企業(yè)縮短制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高制造質(zhì)量提供了有效的信息化手段。 2 1 4i s a $ 9 5 標(biāo)準(zhǔn) i s a - s 9 5 標(biāo)準(zhǔn)( 以下簡稱$ 9 5 ) 是正在形成中的m e s 標(biāo)準(zhǔn)，從1 9 9 7 年開始 美國國家標(biāo)準(zhǔn)局( a n s i ) 和儀表、系統(tǒng)、自動化學(xué)會( i s a ) 開始啟動編制$ 9 5 企業(yè)控制系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)的工作。$ 9 5 是針對企業(yè)信息化中沒有通用的集成模型、 用戶交流困難、不同供應(yīng)商集成困難、集成后維護困難等問題而制定的標(biāo)準(zhǔn)。 s 9 5 為一個系列標(biāo)準(zhǔn)，共有六部分組成，其中第一和第三部分已被正式批 準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織國際電工委員會的i e c i s 0 6 2 2 6 4 。第四至 第六部分還在起草過程中。標(biāo)準(zhǔn)各部分的內(nèi)容見表2 1 嗍。 美國標(biāo)準(zhǔn)名棒r國際嗣匿名稱， 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)琢 a n s l 僻a 一9 50 00 i - 2 0 0 0 0匝c i s o6 2 2 6 4 - 12 0 0 3 + 模型與術(shù)語m o d e l s a n d 倍m m o l o 蜀坤 a n s i i s a 一9 50 00 2 - 2 0 0 1 0i e c i s 06 2 2 6 4 22 0 0 4 = 對象模型屬性o b e