MES在各行業(yè)中的需求與解決方案

MES在各行業(yè)中的需求與解決方案概述許多公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出針對(duì)各個(gè)行業(yè)的軟件產(chǎn)品和解決方案，解決制造過(guò)程的管理和組織。雖然他們一般表現(xiàn)為制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），但這些產(chǎn)品的范圍從“我的Excel工作表”到所有與生產(chǎn)相關(guān)過(guò)程的綜合管理、組織和自動(dòng)化處理。

本系列文章并不打算定義一種新的“制造執(zhí)行系統(tǒng)”。本系列文章的目的是對(duì)有興趣的讀者提供目前存在的可行的解決方案，簡(jiǎn)要介紹滿足不同行業(yè)特殊要求的方案，了解和推廣適合的MES應(yīng)用，優(yōu)化生產(chǎn)流程。

本系列文章將使用“企業(yè)與控制系統(tǒng)集成--IEC62264”這套標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，解決方案盡可能與產(chǎn)品和供應(yīng)商無(wú)關(guān)，只指出方案的功能表現(xiàn)。從第1到第3部分，簡(jiǎn)要介紹這套標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)也被稱(chēng)為S95（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）。目前，相同的MES術(shù)語(yǔ)和任務(wù)在不同企業(yè)有著不同的解釋?zhuān)踔烈苍诠?yīng)商當(dāng)中使用。因此，在第4部分，基于S95的結(jié)構(gòu)和術(shù)語(yǔ)，這里按行業(yè)分類(lèi)出最重要的術(shù)語(yǔ)，并對(duì)多種不同的術(shù)語(yǔ)和產(chǎn)品提供解釋。

基于工業(yè)的典型需求，第5部分介紹MES的功能和收益。第6部分介紹在流程行業(yè)和制造行業(yè)MES應(yīng)用的相同與差異。第7和第8部分提供了需求定義的概述和MES功能的選擇，并基于特定案例展現(xiàn)他們的收益。第9部分總結(jié)本文的全部?jī)?nèi)容，并給出MES未來(lái)解決方案的前景。

就像在第5部分介紹的，在整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，針對(duì)他們的可擴(kuò)展性、模塊化和集成能力等各自的需求，今天每個(gè)特定行業(yè)都有可供選擇的解決方案，這些解決方案可以顯著提高企業(yè)的運(yùn)營(yíng)績(jī)效。

工業(yè)運(yùn)營(yíng)商面臨的挑戰(zhàn)是如何抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，使本企業(yè)的績(jī)效達(dá)到最大化。1．使用MES的市場(chǎng)需求和理由為了評(píng)價(jià)MES解決方案的最新技術(shù)和發(fā)展動(dòng)態(tài)，必須要考慮MES在自動(dòng)化歷史中的位置。今天的MES解決方案包括了已前的計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）組件，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAP），計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM），計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證（CAQ），生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集（PDA），機(jī)器數(shù)據(jù)采集（MDA）和員工時(shí)間記錄/時(shí)間與考勤（PTR/T&A）。

然而，這些計(jì)算機(jī)集成制造組件并沒(méi)有完全融入到企業(yè)流程之中。相反，他們大多數(shù)只用于部門(mén)級(jí)單一項(xiàng)目的應(yīng)用?，F(xiàn)在，為了更好地支持大企業(yè)制造，企業(yè)項(xiàng)目需要集成越來(lái)越多的部門(mén)，需要協(xié)調(diào)內(nèi)部和外部的價(jià)值鏈，也需要更多的集成軟件解決方案。

由于以上這些原因，企業(yè)越來(lái)越多地使用綜合MES解決方案，這種方法也被流程行業(yè)和制造行業(yè)所認(rèn)可。正在出現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)全球化也加速了這一趨勢(shì)，因?yàn)槿蚧枰?jìng)爭(zhēng)力的最大化。必須完成以下目標(biāo)：

·提高工作績(jī)效，同時(shí)增加靈活性；

·更高的生產(chǎn)流程效率；

·增強(qiáng)并確保流程和產(chǎn)品質(zhì)量；

·整體流程的成本優(yōu)化；

·產(chǎn)品生命周期的縮短。

使用MES的驅(qū)動(dòng)力是新型生產(chǎn)模式的發(fā)展、新型物流理念的推廣，以及產(chǎn)品市場(chǎng)的迅速變化和開(kāi)發(fā)流程的不斷縮短。

產(chǎn)品的生命周期連續(xù)縮短，同時(shí)產(chǎn)品的技術(shù)日益復(fù)雜。同時(shí)，縮短的開(kāi)發(fā)時(shí)間，需要更多的原型，要求更多的產(chǎn)品變化。

在一個(gè)全球性和競(jìng)爭(zhēng)性的經(jīng)濟(jì)中，“上市時(shí)間”是每一家制造商成功的關(guān)鍵性和決定性因素。MES可以為這種成功作出顯著的貢獻(xiàn)。

上面列出要求內(nèi)容中，企業(yè)價(jià)值鏈的持續(xù)改進(jìn)需要這樣一組工具，該工具不僅能支持各個(gè)部門(mén)，而且應(yīng)考慮把“該生產(chǎn)”作為企業(yè)內(nèi)的整體流程。

MES實(shí)現(xiàn)這一流程就像一種實(shí)時(shí)應(yīng)用。由于整個(gè)生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都由這一整體流程來(lái)控制，持續(xù)的改進(jìn)和優(yōu)化就可以實(shí)現(xiàn)。

MES的實(shí)時(shí)性能力橫跨多個(gè)部門(mén)的要求（如訂單規(guī)劃和控制、物料管理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、機(jī)器數(shù)據(jù)收集、質(zhì)量管理、文檔管理），提供了與生產(chǎn)流程的直接連接。

此外，需要擴(kuò)展供應(yīng)鏈和全球采購(gòu)、以及各區(qū)域公司銷(xiāo)售業(yè)務(wù)在開(kāi)發(fā)市場(chǎng)中表現(xiàn)的集成。

MES不僅是“生產(chǎn)”和“企業(yè)”之間的運(yùn)營(yíng)鏈接，它還鏈接了供應(yīng)鏈中的所有合作伙伴。這意味著：它連接了一個(gè)連續(xù)的、全面的和可管理的價(jià)值流。

在此基礎(chǔ)上，MES正成為一種靈活的和一體化生產(chǎn)的戰(zhàn)略要素。在今天的軟件系統(tǒng)中，MES結(jié)合了現(xiàn)代化生產(chǎn)管理的所有任務(wù)。

同時(shí)，該系統(tǒng)是每個(gè)企業(yè)不斷向未來(lái)“數(shù)字工廠”發(fā)展的運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。2.MES和規(guī)范性標(biāo)準(zhǔn)（IEC62264）正如概述中指出的，術(shù)語(yǔ)MES通常代表工業(yè)、公司或者供應(yīng)商為生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理的特定解決方案。

有些組織一般將“制造執(zhí)行系統(tǒng)”歸類(lèi)于離散制造領(lǐng)域，作為“面向流程的制造管理系統(tǒng)”，并作為“生產(chǎn)流程組織和執(zhí)行的全面驅(qū)動(dòng)力”。以下為MES的主要任務(wù)：

a）組織和支持生產(chǎn)流程的所有活動(dòng)：

·流程需求（工單處理、資源規(guī)劃、質(zhì)量需求）；

·運(yùn)行行為（確保資源、材料流動(dòng)和質(zhì)量的可用性）；

·跟蹤和分析（庫(kù)存管理、關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)的計(jì)算、持續(xù)改進(jìn)流程的依據(jù)，如：六西格瑪和營(yíng)運(yùn)開(kāi)支（OpEx））。

b）與生產(chǎn)流程（規(guī)劃、啟動(dòng)、管理、控制、記錄、評(píng)估、審查等）執(zhí)行相關(guān)的所有行為閉環(huán)的實(shí)現(xiàn)。

c）與其他級(jí)別的信息交換，如企業(yè)管理級(jí)（企業(yè)資源規(guī)劃，ERP）和制造/流程級(jí)（可編程控制器PLC、分布式控制系統(tǒng)DCS），以及運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)，例如產(chǎn)品和流程工程（P/PE），供應(yīng)鏈管理（SCM）。

為了符合相關(guān)指南，MES的功能涵蓋了生產(chǎn)流程按時(shí)間順序排列的所有方面：

產(chǎn)前方面->生產(chǎn)流程的規(guī)劃；

實(shí)時(shí)方面->生產(chǎn)流程的管理；

歷史方面->生產(chǎn)流程的分析與評(píng)估。

本文使用的術(shù)語(yǔ)MES作為IEC62264“制造運(yùn)營(yíng)和控制”中第3級(jí)規(guī)定的所有解決方案和系統(tǒng)的代名詞。

與此同時(shí)，一些其他術(shù)語(yǔ)諸如“制造運(yùn)營(yíng)管理（MOM）”或“協(xié)同生產(chǎn)管理（CPM）”也在目前的市場(chǎng)中使用，試圖強(qiáng)調(diào)任務(wù)的全面性。

本文基于IEC62264“企業(yè)與控制系統(tǒng)集成”這套標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的中文版本GB/T20720也即將發(fā)布，其中有：

企業(yè)--控制系統(tǒng)集成--第一部分：模型與術(shù)語(yǔ)；

企業(yè)--控制系統(tǒng)集成--第二部分：對(duì)象模型屬性；

企業(yè)--控制系統(tǒng)集成--第三部分：制造運(yùn)營(yíng)管理的行為模型；

企業(yè)--控制系統(tǒng)集成--第四部分：制造運(yùn)營(yíng)管理集成的對(duì)象與屬性；

企業(yè)--控制系統(tǒng)集成--第五部分：制造交易的業(yè)務(wù)。

其中三個(gè)部分“模型和術(shù)語(yǔ)”、“對(duì)象模型屬性”和“制造運(yùn)營(yíng)管理的活動(dòng)模型”是主要焦點(diǎn)。

IEC62264定義了一個(gè)企業(yè)的多個(gè)功能級(jí)，他們按不同的時(shí)間尺度和不同的詳細(xì)程度進(jìn)行分級(jí)。這些功能級(jí)由較高的或較低的功能信息是否可用，以及其他因素來(lái)決定。功能級(jí)在下面列出，參見(jiàn)圖1。

圖1：功能級(jí)，引用IEC62264-3中的圖2。·第4級(jí)：業(yè)務(wù)規(guī)劃和物流；

·第3級(jí)：制造運(yùn)營(yíng)管理；

·第2級(jí)：監(jiān)視以及生產(chǎn)流程的監(jiān)督和自動(dòng)化控制：

--批控制；

--連續(xù)控制；

--離散控制。

·第1級(jí)：流程或機(jī)械的控制和數(shù)據(jù)采集；

·第0級(jí)：生產(chǎn)流程。

該標(biāo)準(zhǔn)的第1部分描述了企業(yè)所有部門(mén)第3和第4級(jí)的相關(guān)功能，以及他們之間通常交換的對(duì)象。圖2給出了部門(mén)與部門(mén)之間關(guān)系的一般描述。

圖2：制造運(yùn)營(yíng)管理模型，引用IEC62264-3中的圖1。MES的相關(guān)區(qū)域用灰色橢圓顯示在IEC62264中定義的術(shù)語(yǔ)、概念和模型，為企業(yè)管理級(jí)和生產(chǎn)管理級(jí)的集成提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這改善了MES項(xiàng)目中利益相關(guān)者之間的溝通。該標(biāo)準(zhǔn)還為企業(yè)管理和生產(chǎn)管理的集成提供了最佳集成實(shí)踐。同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)還與企業(yè)自動(dòng)化的程度和特定技術(shù)的使用無(wú)關(guān)。

在IEC62264第2部分中，定義了交換對(duì)象的特性和屬性。第3部分描述了有關(guān)的制造或流程工廠管理的活動(dòng)和功能。

本文主要涉及制造相關(guān)的運(yùn)營(yíng)活動(dòng)，而不是功能區(qū)域之間的接口。因此，圖2表示了制造運(yùn)營(yíng)管理的區(qū)域，圖3所示的管理活動(dòng)的通用模型將在以后的章節(jié)中敘述。

圖3：制造運(yùn)營(yíng)管理的一般活動(dòng)模型，引用IEC62264-3中的圖6。圖2中所示，與企業(yè)控制模型相關(guān)功能的活動(dòng)，可以分配到制造運(yùn)營(yíng)管理級(jí)（第3級(jí)，黃色示出），并分成以下四個(gè)功能區(qū)域（灰色背景）：

·生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理；

·質(zhì)量運(yùn)營(yíng)管理；

·維護(hù)運(yùn)營(yíng)管理；

·庫(kù)存運(yùn)營(yíng)管理。

圖3模型中的活動(dòng)主要解決下面的問(wèn)題：

·如何管理...？（規(guī)范管理）；

·管理什么，在哪里，誰(shuí)可以管理...？（資源管理）；

·何時(shí)，何地，誰(shuí)來(lái)管理...？（詳細(xì)調(diào)度和分派）；

·需要做什么，在哪里，由誰(shuí)做...？（執(zhí)行管理）；

·何時(shí)，何地，誰(shuí)來(lái)做...？（數(shù)據(jù)采集與跟蹤）；

·怎么樣......？（數(shù)據(jù)采集與分析）。

生產(chǎn)、質(zhì)量、庫(kù)存和維護(hù)：這些活動(dòng)能夠均勻地分布在制造運(yùn)營(yíng)管理級(jí)的四個(gè)功能區(qū)域。因?yàn)檫@個(gè)模型特別適合使用MES模塊構(gòu)造和描述，作為各個(gè)活動(dòng)的基礎(chǔ)，更詳細(xì)的解釋將在下一部分描述。

對(duì)現(xiàn)有架構(gòu)或計(jì)劃架構(gòu)的分析可以看出，這些活動(dòng)可以在不同的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，例如在MES模塊中的功能、在ERP系統(tǒng)中的功能或者在流程控制系統(tǒng)中的功能。圖4提供了關(guān)于制造運(yùn)營(yíng)管理活動(dòng)的技術(shù)集成及其分配到不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)層的例子。

根據(jù)特定需求，允許一個(gè)級(jí)同時(shí)分配多個(gè)活動(dòng)，該一般活動(dòng)模型可以用于描述完整的解決方案，定義必要的接口。

圖4：不同的活動(dòng)類(lèi)別和他們的技術(shù)集成（示例），引用IEC62264-3中的圖31。3.按照IEC62264標(biāo)準(zhǔn)的流程模型分類(lèi)如圖2所示，制造運(yùn)營(yíng)管理構(gòu)成了MES功能的核心，其本身由生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理、維護(hù)運(yùn)營(yíng)管理、質(zhì)量運(yùn)營(yíng)管理和庫(kù)存運(yùn)營(yíng)管理所組成。它們搭建了企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）功能與在第1級(jí)和第2級(jí)實(shí)現(xiàn)功能（參見(jiàn)圖1）之間的橋梁。所有這些核心功都能由不同的單個(gè)元素構(gòu)成，提供或處理信息。圖2：制造運(yùn)營(yíng)管理模型，引用IEC62264-3中的圖1。MES的相關(guān)區(qū)域用灰色橢圓顯示

這些運(yùn)營(yíng)信息可以分成以下幾類(lèi)：

·定義信息–執(zhí)行運(yùn)營(yíng)和所需資源的規(guī)范；

·能力信息--資源屬性；

·調(diào)度/請(qǐng)求信息--調(diào)度和執(zhí)行；

·性能/響應(yīng)信息--績(jī)效和結(jié)果的反饋。

制造運(yùn)營(yíng)管理的不同領(lǐng)域遵循通用活動(dòng)模型（參見(jiàn)圖5），它描述了各個(gè)元素之間的相互作用?；顒?dòng)本身包括特定的任務(wù)，這些任務(wù)可根據(jù)需要執(zhí)行的功能而有所不同。圖5：通用活動(dòng)模型，基于圖3并增加了過(guò)程接口

各種活動(dòng)通過(guò)信息流鏈接在一起。根據(jù)各自的功能，活動(dòng)之間需要交換特定的信息。該活動(dòng)和信息交換通過(guò)MES軟件產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)，這些產(chǎn)品的功能都是行業(yè)或產(chǎn)品特定的。3.1資源管理

資源管理可能包括相關(guān)分布式資源的信息管理，這是制造運(yùn)營(yíng)管理（MOM）各個(gè)功能所需要的。該信息包括了資源的容量和分配，以及當(dāng)前和未來(lái)的可用性。

因此，生產(chǎn)資源管理專(zhuān)注于生產(chǎn)所需的資源，諸如機(jī)械、工具、人員和技術(shù)、材料和能源，以及整個(gè)生產(chǎn)步驟。

質(zhì)量測(cè)試資源管理規(guī)定了人員要求（包括專(zhuān)業(yè)知識(shí)，證書(shū)和授權(quán)）、材料和進(jìn)行質(zhì)量測(cè)試需要的設(shè)備。

為了維護(hù)工單和工作，維護(hù)資源管理包括了關(guān)于需求資源的信息：標(biāo)準(zhǔn)和專(zhuān)用工具、內(nèi)部和外部人員（有相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和資格）、維護(hù)文件、以及執(zhí)行維護(hù)工作所需的備件和消耗品。資源的狀態(tài)包括了設(shè)備的健康狀況、功能、可用性、預(yù)計(jì)利用、位置和可訪問(wèn)性。此外，必須考慮維護(hù)工作是否能在運(yùn)營(yíng)期間進(jìn)行或者設(shè)備必須停機(jī)。

庫(kù)存資源管理涉及到相關(guān)的資源：材料庫(kù)存和材料搬運(yùn)、人員（包括專(zhuān)業(yè)知識(shí)、證書(shū)和授權(quán)）、耗材和能源。庫(kù)存水平和能力也在考慮之列。3.2定義管理

定義管理包括對(duì)制造運(yùn)營(yíng)管理不同功能的特性、過(guò)程指令、法規(guī)和需求的定義及管理。

生產(chǎn)定義管理包括關(guān)于產(chǎn)品、他們的功能和他們的制造流程（制造規(guī)則、配方、標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)規(guī)程（SOP）、標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)條件（SOC），運(yùn)輸和裝配順序）信息（可能分布）的定義和管理。

質(zhì)量檢測(cè)定義管理涵蓋了人員資格、質(zhì)量測(cè)試規(guī)程、執(zhí)行這些規(guī)程的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的定義和管理。這也包括測(cè)試方法、測(cè)試頻率（采樣方案）和材料與資源的公差信息。此外，測(cè)試規(guī)范版本和日期的管理也應(yīng)包括在內(nèi)。

需要執(zhí)行維護(hù)工作的信息和說(shuō)明應(yīng)在維護(hù)定義管理中定義和管理。

庫(kù)存定義管理的活動(dòng)包括了：指定和管理儲(chǔ)存、材料運(yùn)輸說(shuō)明（包括庫(kù)存水平、運(yùn)輸說(shuō)明和倉(cāng)庫(kù)相關(guān)的參數(shù)）。3.3詳細(xì)調(diào)度

詳細(xì)調(diào)度包括了：時(shí)間相關(guān)的需求、本地資源優(yōu)化利用、制造運(yùn)營(yíng)管理各個(gè)功能的相關(guān)創(chuàng)建活動(dòng)。該活動(dòng)通?；诂F(xiàn)有的計(jì)劃。

詳細(xì)調(diào)度針對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，如為機(jī)械和設(shè)備建立詳細(xì)和優(yōu)化的調(diào)度。該調(diào)度表包括諸如批量大小和設(shè)置時(shí)間，以及資源可用性和利用率。資源可用性可能需要定義多張調(diào)度表。

詳細(xì)質(zhì)量測(cè)試調(diào)度專(zhuān)注于質(zhì)量測(cè)試的規(guī)劃，可在生產(chǎn)流程之內(nèi)或之外進(jìn)行。除其他事項(xiàng)外，這應(yīng)包括測(cè)試系統(tǒng)和人員的有效性，以及測(cè)試準(zhǔn)備和測(cè)試評(píng)估的計(jì)劃表。

詳細(xì)維護(hù)調(diào)度包括維護(hù)要求的檢查和優(yōu)先級(jí)，并把與時(shí)間相關(guān)集成的維護(hù)活動(dòng)融入到生產(chǎn)流程中。

生產(chǎn)調(diào)度方面，如果要產(chǎn)品變更和計(jì)劃停機(jī)，必須考慮這是否可行。

詳細(xì)庫(kù)存調(diào)度管理要收集關(guān)于庫(kù)存水平和材料搬運(yùn)的信息。這也包括運(yùn)輸過(guò)程資源規(guī)劃和最優(yōu)化。3.4分派

分派包括了制造運(yùn)營(yíng)管理中的管理和協(xié)調(diào)活動(dòng)。分派的基礎(chǔ)是，在組件之間把各個(gè)資源的調(diào)度作為詳細(xì)調(diào)度的一部分。

生產(chǎn)分派通過(guò)分配設(shè)備和人員控制生產(chǎn)的流動(dòng)。例如，這包括在批處理控制系統(tǒng)中的批次調(diào)度和發(fā)布工單。

質(zhì)量測(cè)試分派包括根據(jù)測(cè)試計(jì)劃對(duì)質(zhì)量控制設(shè)施發(fā)布測(cè)試工單。這也可以包括樣品的提交。

維護(hù)分派專(zhuān)注于對(duì)維護(hù)相關(guān)的資源發(fā)布維護(hù)工單，同時(shí)考慮內(nèi)部和外部人員能力的可用性。

庫(kù)存分派包括根據(jù)定義和調(diào)度發(fā)布工單檢查庫(kù)存水平。3.5執(zhí)行管理

執(zhí)行管理的目的是基于調(diào)度、工單和遵從標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)流程的管理與優(yōu)化。

生產(chǎn)執(zhí)行管理是指在實(shí)際生產(chǎn)處理和執(zhí)行的活動(dòng)，如根據(jù)產(chǎn)品定義和制造說(shuō)明選擇和啟動(dòng)生產(chǎn)步驟。它也對(duì)一個(gè)生產(chǎn)步驟到下一個(gè)生產(chǎn)步驟的傳輸進(jìn)行管理。并在這個(gè)點(diǎn)，收集關(guān)于使用材料和處理時(shí)間的信息。因此，工單的狀態(tài)和目前的進(jìn)展成為可用信息?；诖诵畔?，在局部可以優(yōu)化生產(chǎn)步驟。

質(zhì)量測(cè)試執(zhí)行管理集中于執(zhí)行質(zhì)量測(cè)試，并監(jiān)視使用的資源（設(shè)備、材料、人員），以及是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品特性與公差。

維護(hù)執(zhí)行管理控制和監(jiān)視維護(hù)工單的執(zhí)行。這包括檢查是否符合服務(wù)和維修說(shuō)明、法規(guī)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以及狀態(tài)和結(jié)果是否正確歸檔。在分派中，應(yīng)監(jiān)視并使用為設(shè)備、備件、工具和人員相關(guān)證書(shū)。不可預(yù)測(cè)的事件應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)到詳細(xì)調(diào)度。

庫(kù)存執(zhí)行管理包括存貨相關(guān)的任務(wù)。包括檢查正在使用的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和人力資源是否正確，檢查儲(chǔ)存、運(yùn)輸和狀態(tài)報(bào)告是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)和會(huì)計(jì)也是庫(kù)存執(zhí)行管理的一部分。3.6數(shù)據(jù)收集

數(shù)據(jù)收集包括制造運(yùn)營(yíng)管理中特定流程的購(gòu)買(mǎi)、（預(yù)）處理和管理數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下，該數(shù)據(jù)來(lái)源于功能層（圖1）的第1級(jí)第和2級(jí)。該數(shù)據(jù)也可以由用戶進(jìn)行的輸入和行動(dòng)來(lái)生成。數(shù)據(jù)收集可以是周期的或由事件驅(qū)動(dòng)的，數(shù)據(jù)的表示可以是直接測(cè)量值（用工程單位）或間接值（導(dǎo)出值或積分值）。為了正確評(píng)估數(shù)據(jù)，通常需要收集數(shù)據(jù)的相關(guān)內(nèi)容，例如時(shí)間戳。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集涉及到相關(guān)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)或其各個(gè)步驟的數(shù)據(jù)。這包括傳感器的值和狀態(tài)信息，以及通過(guò)執(zhí)行生產(chǎn)相關(guān)的交易和來(lái)自模型評(píng)估獲得的結(jié)果。

質(zhì)量測(cè)試數(shù)據(jù)收集包含了實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)、關(guān)于測(cè)試執(zhí)行的數(shù)據(jù)、測(cè)試中用戶輸入的數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和在測(cè)試報(bào)告中的數(shù)據(jù)。

維護(hù)數(shù)據(jù)收集的專(zhuān)注于在執(zhí)行維護(hù)工單時(shí)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)。這包括服務(wù)或維修運(yùn)行設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，反饋的時(shí)間和由內(nèi)部和外部資源產(chǎn)生的成本，以及估計(jì)工作量與實(shí)際工作量之間的比較。收集的信息將集成到設(shè)備特定的維護(hù)歷史記錄中。

庫(kù)存數(shù)據(jù)收集聚焦在庫(kù)存有關(guān)活動(dòng)和處理材料數(shù)據(jù)的采集和評(píng)估。產(chǎn)品跟蹤數(shù)據(jù)，如庫(kù)存水平、存儲(chǔ)狀態(tài)、使用設(shè)備、還包括倉(cāng)庫(kù)和運(yùn)輸操作員。庫(kù)存數(shù)據(jù)采集也用于其他的功能區(qū)域，如質(zhì)量跟蹤（樣品管理、參考材料管理）和維護(hù)跟蹤（備件儲(chǔ)備）。合規(guī)管理部門(mén)可能需要這種類(lèi)型的數(shù)據(jù)，他們必須集成到生產(chǎn)數(shù)據(jù)中。

3.7跟蹤

跟蹤包括了反饋的生成和響應(yīng)，從制造運(yùn)營(yíng)管理到第4級(jí)相關(guān)功能的特定流程。

生產(chǎn)跟蹤包括了用于生產(chǎn)相關(guān)利用資源信息的總結(jié)和評(píng)估，如人員和生產(chǎn)設(shè)備、消費(fèi)和生產(chǎn)的材料、成本和性能分析結(jié)果。生產(chǎn)跟蹤也把信息傳送給詳細(xì)生產(chǎn)調(diào)度，使調(diào)度可以根據(jù)當(dāng)前條件進(jìn)行更新。

質(zhì)量檢測(cè)跟蹤把質(zhì)量信息反饋到第3級(jí)和第4級(jí)的相關(guān)功能。把測(cè)試結(jié)果編譯成測(cè)試報(bào)告并管理相關(guān)的測(cè)試設(shè)備利用信息。該測(cè)試報(bào)告可以按需要或時(shí)間由事件驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建，例如在一個(gè)生產(chǎn)步驟或批次結(jié)束時(shí)。這樣的測(cè)試報(bào)告可在不同的時(shí)間和不同的單元來(lái)創(chuàng)建。

維護(hù)跟蹤著重于維護(hù)期間的資源利用和維護(hù)結(jié)果的相對(duì)效用，包括關(guān)于服務(wù)運(yùn)營(yíng)設(shè)備和輔助設(shè)備在工單執(zhí)行時(shí)的狀態(tài)和可用性數(shù)據(jù)集的生成和更新。這些信息可以用于遵從法規(guī)的證明。

庫(kù)存跟蹤包括倉(cāng)庫(kù)活動(dòng)（例如，運(yùn)輸開(kāi)始和完成）、庫(kù)存利用率、儲(chǔ)量大小和當(dāng)前存儲(chǔ)位置的報(bào)告。這包括庫(kù)存材料的運(yùn)輸和管理相關(guān)數(shù)據(jù)集的生成和更新。該收集的信息也可以用于質(zhì)量測(cè)試目的和遵從法規(guī)的證明。

3.8分析

分析包括了對(duì)商業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)（性能相關(guān)）相關(guān)的評(píng)估和報(bào)告活動(dòng)。

生產(chǎn)性能分析集中于有關(guān)生產(chǎn)（設(shè)備，單元）周期時(shí)間、生產(chǎn)設(shè)備利用率、負(fù)載和設(shè)備性能、規(guī)程有效性，以及生產(chǎn)變化等信息。基于這些分析，關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)（KPI），可以由時(shí)間驅(qū)動(dòng)算出，例如在生產(chǎn)運(yùn)行或批處理結(jié)束，也可以根據(jù)需要計(jì)算。關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)（KPI）用于優(yōu)化生產(chǎn)和資源消耗。生產(chǎn)性能分析和優(yōu)化的過(guò)程可以與生產(chǎn)并行。改變優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)和其他的內(nèi)部或外部約束，如市場(chǎng)和環(huán)境條件，可能需要反復(fù)分析、策略修訂和重新優(yōu)化。

為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，質(zhì)量性能分析評(píng)估質(zhì)量測(cè)試結(jié)果和測(cè)試表現(xiàn)。這通常是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，包括質(zhì)量偏差分析、質(zhì)量測(cè)試周期時(shí)間、測(cè)試有效性，以及資源利用率。此外，它還可以為質(zhì)量指標(biāo)（關(guān)鍵）帶來(lái)趨勢(shì)的確定，對(duì)質(zhì)量問(wèn)題的根本原因分析，以及為他們的糾正提出建議。

維護(hù)分析檢查人員、備件、輔助設(shè)備、直接和間接成本，以及在維修過(guò)程中的組織序列，可揭示問(wèn)題的位置和為進(jìn)一步改善進(jìn)行優(yōu)化。重點(diǎn)是維修策略的最優(yōu)化和資產(chǎn)回報(bào)（ROA）的最大化。分析結(jié)果可以為生產(chǎn)調(diào)度用作反饋。該結(jié)果可用于計(jì)算維護(hù)性能指標(biāo)，這有助于評(píng)估維護(hù)的有效性。此外，這些結(jié)果可以為提高業(yè)務(wù)流程效率提供決策支持。

庫(kù)存分析包括了有關(guān)庫(kù)存效率和資源利用的分析信息。這包括材料遞送，包括質(zhì)量和準(zhǔn)時(shí)到達(dá)，庫(kù)存損失和材料搬運(yùn)與存儲(chǔ)位置、設(shè)備和轉(zhuǎn)移的關(guān)系。此外，要跟蹤和分析材料的流動(dòng)、庫(kù)存資源的歷史和趨勢(shì)。使用這些數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出庫(kù)存指標(biāo)，可以在制造運(yùn)營(yíng)管理內(nèi)部使用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目的。此外，該指標(biāo)可以轉(zhuǎn)發(fā)到業(yè)務(wù)流程的第4級(jí)，在這層，他們與財(cái)務(wù)信息相結(jié)合提供了成本相關(guān)的指標(biāo)。4典型的MES功能模塊和相關(guān)術(shù)語(yǔ)

4.1概述

本文根據(jù)特定MES功能和它們的特定應(yīng)用使用不同的術(shù)語(yǔ)。有時(shí)不同行業(yè)不同目的使用相同的術(shù)語(yǔ)。

下表給出了一般工業(yè)、跨行業(yè)和特定行業(yè)的術(shù)語(yǔ)。該表提供了各個(gè)模塊應(yīng)用領(lǐng)域的概述，以及它們的使用。對(duì)于每個(gè)模塊，列出了具體主要支持的區(qū)域和活動(dòng)。該表僅提供一般概述而不是完整的術(shù)語(yǔ)。區(qū)域活動(dòng)縮略語(yǔ)含義與任務(wù)級(jí)別生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存資源管理定義管理詳細(xì)調(diào)度分派執(zhí)行管理數(shù)據(jù)收集跟蹤分析1.一般工業(yè)CMMS計(jì)算機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)3/4PPPPPPPPPDCA文件控制與歸檔3PPEWI電子工作指令3PPPPPPEMI企業(yè)制造智能3PPPPPERP企業(yè)資源規(guī)劃4PPPPPKPI關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)3PPPPPPMM材料管理3PPPPPPOEE整體設(shè)備效率3PPPPPOM工單管理3PPPPPPPPAMS工廠資產(chǎn)管理系統(tǒng)3PPPPPPPPRM人力資源管理3PPPPPPPPPPPLM產(chǎn)品生命周期管理4PPPPPS生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度3/4PPPPPPPQMS/QA質(zhì)量管理體系/質(zhì)量保證3/4PPPPPPPSCADA監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集2/3PPPPSCM供應(yīng)鏈管理3/4PPPPPPSPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制3PPPPSQC統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制3PPPPPPT&T跟蹤和追溯3PPPPPPPWMS倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)3/4PPPPPP2.制造工業(yè)（大批量和單件生產(chǎn)）CKM車(chē)載管理3PPPPPPPGEN最終產(chǎn)品部件家譜3PPPJIS/JIT正好在列/準(zhǔn)時(shí)4PPPPPPPKBM看板管理3PPPPPPPMDA機(jī)械數(shù)據(jù)采集3PPPPPPPDA生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集3PPPPPPPPMC生產(chǎn)監(jiān)視與控制3PPPPPPPRTLS實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)3PPPPPPRWM返修管理3PPPPPPRTS實(shí)時(shí)調(diào)度器3PPPPP3.過(guò)程工業(yè)AM報(bào)警管理2/3PPPPPPAPC先進(jìn)過(guò)程控制2/3PPPPPLIMS實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)3PPPPPPPPPIMS過(guò)程信息管理系統(tǒng)3PPPPPDCS分布式控制系統(tǒng)2PPPPPPAS過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)2PPPPP3.1.批處理EBR電子批記錄3PPPPPRA配方制作2/3PPPWD稱(chēng)重與發(fā)放3PPPP3.2.連續(xù)過(guò)程BMA混合和傳輸自動(dòng)化2/3PPPPPPPPPBPC混合屬性控制2/3PPPPBRC混合比例控制2PPRPMS煉油和石化建模系統(tǒng)3PPPPPP3.3.灌裝和包裝LMS生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2/3PPPPP表1：典型MES模塊和MES相關(guān)術(shù)語(yǔ)的分類(lèi)4.2典型MES功能模塊和MES相關(guān)術(shù)語(yǔ)簡(jiǎn)述

4.2.1一般工業(yè)

CMMS--計(jì)算機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)

CMMS用于維護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)、能力和工單，以及相關(guān)的成本和性能測(cè)量的管理、規(guī)劃、控制和監(jiān)視。

DCA--文檔控制和歸檔

系統(tǒng)或MES的模塊，用于對(duì)相關(guān)文件處理、管理、存儲(chǔ)和檢索。主要功能包括：電子存儲(chǔ)；文件的訪問(wèn)權(quán)限管理；根據(jù)文件類(lèi)型和狀態(tài)文件工作流的組織，以及預(yù)定義的處理時(shí)間；文件存檔，包括版本和歷史管理。

EWI--電子工作指令

對(duì)于每種類(lèi)型的設(shè)備、事件或目的，EWIS規(guī)定了在什么條件下和用什么方式工作，工作執(zhí)行應(yīng)記錄在案。EWI還定義了為這個(gè)工作所需的人員和資源。

EMI--企業(yè)制造智能

EMI是一個(gè)軟件系統(tǒng)，集成及關(guān)聯(lián)了生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在多個(gè)和分布的企業(yè)系統(tǒng)中。

ERP--企業(yè)資源計(jì)劃

ERP系統(tǒng)是一個(gè)包括財(cái)務(wù)和生產(chǎn)相關(guān)業(yè)務(wù)過(guò)程的綜合管理企業(yè)IT系統(tǒng)。用于監(jiān)測(cè)和控制過(guò)程等不同的戰(zhàn)略規(guī)劃、生產(chǎn)、分銷(xiāo)、工單處理和庫(kù)存管理。

KPI--關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)

關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)是性能和經(jīng)濟(jì)測(cè)量，指示戰(zhàn)略和運(yùn)營(yíng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的程度。

MM–材料管理

材料管理包括在生產(chǎn)過(guò)程中材料流、以及相關(guān)信息流的規(guī)劃和控制。通常，該材料數(shù)據(jù)從ERP/WMS系統(tǒng)導(dǎo)入，并用于制造中的管理和庫(kù)存處理。

重要的功能組件管理識(shí)別、分類(lèi)、處置、規(guī)劃、采購(gòu)、質(zhì)量控制、包裝、貯存要求等。

OEE--整體設(shè)備效率

OEE是一種性能測(cè)量，指示技術(shù)裝備整體有效利用率。該OEE用百分比表示，并用實(shí)際測(cè)量的設(shè)備利用率與理論上可能的最大利用率進(jìn)行比較。

制造OEE使用可用性產(chǎn)品的時(shí)間、設(shè)備性能和達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)量來(lái)計(jì)算。OEE的參考值可以用最大可用的生產(chǎn)時(shí)間除以生產(chǎn)調(diào)度。

另一個(gè)使用業(yè)務(wù)OEE的因素是設(shè)備計(jì)劃的非利用時(shí)間。這個(gè)值是基于每年（8.760小時(shí)）的總小時(shí)數(shù)。

OM–工單管理

工單管理確保及時(shí)和準(zhǔn)確的資源采購(gòu)，保證準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)和交貨。

PAMS--工廠資產(chǎn)管理系統(tǒng)

工廠資產(chǎn)管理系統(tǒng)是一種軟件系統(tǒng)，用于對(duì)生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的管理和在線監(jiān)測(cè)。這具體包括了機(jī)械、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、以及相關(guān)的硬件和軟件。使用實(shí)時(shí)監(jiān)視，PAMS也根據(jù)他們當(dāng)前條件促進(jìn)所有資產(chǎn)的優(yōu)化檢查和維護(hù)。工廠資產(chǎn)管理的基本概念適用于過(guò)程以及制造等行業(yè)。

PRM--人力資源管理

PRM系統(tǒng)管理可用的人力資源，并基于任務(wù)要求、時(shí)間約束和技術(shù)能力，優(yōu)化工作分配。

PLM--產(chǎn)品生命周期管理

產(chǎn)品生命周期管理（PLM）收集產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)、業(yè)務(wù)和管理數(shù)據(jù)，涵蓋了產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，并使數(shù)據(jù)在不同的產(chǎn)品階段可用。

PPS--生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度

生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于在生產(chǎn)制造設(shè)施中進(jìn)行生產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)規(guī)劃和控制。

QMS/QA--質(zhì)量管理體系/質(zhì)量保證

質(zhì)量管理體系的目的是對(duì)產(chǎn)品和工藝上改進(jìn)。質(zhì)量管理體系定義了規(guī)程，以達(dá)到規(guī)定的產(chǎn)品質(zhì)量。質(zhì)量保證（QA）確保符合質(zhì)量管理體系（QMS）定義的規(guī)程。對(duì)于特定區(qū)域有特定規(guī)程，可能還有法律要求的強(qiáng)制執(zhí)行。

SCADA系統(tǒng)--監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集

SCADA系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)和控制工藝過(guò)程。它們可視化過(guò)程的執(zhí)行、記錄過(guò)程數(shù)據(jù)、并允許操作員控制設(shè)備和過(guò)程。該過(guò)程界面需要適當(dāng)?shù)目刂坪屯ㄐ呕A(chǔ)設(shè)施。

SCM--供應(yīng)鏈管理

供應(yīng)鏈管理控制和協(xié)調(diào)物流網(wǎng)絡(luò)中的信息和組織。該物流網(wǎng)絡(luò)覆蓋了從供應(yīng)商、制造和生產(chǎn)、到最終客戶的整個(gè)價(jià)值鏈。

供應(yīng)鏈管理的目的是提高整個(gè)供應(yīng)鏈的效率，并協(xié)調(diào)供應(yīng)商、制造商、客戶和物流服務(wù)供應(yīng)商之間的業(yè)務(wù)流程。

SPC-統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制

基于統(tǒng)計(jì)參數(shù)過(guò)程的管理和優(yōu)化。

SQC--統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制

SQC監(jiān)視對(duì)時(shí)常采樣結(jié)果質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的符合性。在SQC中實(shí)施的統(tǒng)計(jì)算法，動(dòng)態(tài)確定采樣數(shù)量和頻率。

T＆T–跟蹤和追溯

跟蹤和追溯是一個(gè)通用術(shù)語(yǔ)，用于產(chǎn)品的識(shí)別和跟蹤，無(wú)論是在生產(chǎn)、質(zhì)量保證或是在物流運(yùn)輸。在生產(chǎn)中，重點(diǎn)是確定產(chǎn)品的生產(chǎn)狀況，可能包括它的物理位置。為了保證質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)的是符合生產(chǎn)要求，特別是有關(guān)健康和安全方面的因素。

跟蹤和追溯以跟蹤部件（召回行動(dòng)）和批次（食品、飲料、以及醫(yī)藥等行業(yè)）為基本前提。

WMS--倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)

倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)是一個(gè)IT系統(tǒng)，在數(shù)量和價(jià)值方面管理存儲(chǔ)產(chǎn)品。為了控制庫(kù)存和最大化收益，它包括了如采購(gòu)、收貨、發(fā)貨、配送、發(fā)票、應(yīng)收賬款和現(xiàn)金流管理等方面。

4.2.2制造業(yè)（大批量和單件生產(chǎn)）CKM--車(chē)載管理

術(shù)語(yǔ)車(chē)載管理來(lái)源于汽車(chē)的總裝生產(chǎn)線，代表一種配貨策略，即在裝配前必須把專(zhuān)用裝配部件放入車(chē)上的一個(gè)“籃子”。這個(gè)籃子隨著車(chē)穿過(guò)總裝生產(chǎn)線，并提供在裝配階段所需的專(zhuān)門(mén)選定的組件。

詳細(xì)調(diào)度

詳細(xì)調(diào)度，常常與機(jī)械控制中心結(jié)合使用，是詳細(xì)規(guī)劃和執(zhí)行生產(chǎn)工單的工具。制約因素，如技術(shù)序列以及優(yōu)化設(shè)置時(shí)間和生產(chǎn)數(shù)量要納入考慮。詳細(xì)調(diào)度優(yōu)化機(jī)械的利用，一旦發(fā)生變動(dòng)，應(yīng)提供基于計(jì)算機(jī)的重新調(diào)度（優(yōu)先級(jí)或快速工單），并清楚地顯示過(guò)程的執(zhí)行。因此，它能確保及時(shí)和優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行。詳細(xì)調(diào)度工具主要用于單件生產(chǎn)，但也用于非互聯(lián)設(shè)備的批量生產(chǎn)。

GEN–產(chǎn)品家譜

產(chǎn)品家譜確保組裝成最終產(chǎn)品的所有部件可以根據(jù)其制造商、產(chǎn)地或特定屬性進(jìn)行跟蹤。家譜有時(shí)也稱(chēng)為追溯。

JIS/JIT–正好在列/準(zhǔn)時(shí)

JIT（準(zhǔn)時(shí)）指的是在一個(gè)特定的預(yù)定時(shí)間，組裝部件直接到裝配線或位置的遞送。供應(yīng)商承諾在指定的時(shí)間窗口內(nèi)交付部件。

JIT實(shí)踐避免了大的庫(kù)存水平和庫(kù)存時(shí)間，從而優(yōu)化了物流成本。JIS（正好在列）比JIT更進(jìn)一步，指定的組裝部件按照正確的順序送到裝配生產(chǎn)線或位置。例如，在汽車(chē)的最終組裝過(guò)程中，外部后視鏡按照顏色順序交付，它是按裝配線上不同顏色噴漆車(chē)輛的順序來(lái)確定的。

KBM-看板管理

看板是一種基于卡片或標(biāo)簽（名稱(chēng)源于“招牌”或“廣告牌”）進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度和物流的簡(jiǎn)單而高效的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在50年代初，由豐田生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分開(kāi)發(fā)而成的。

看板是一種按照材料消耗而創(chuàng)建“拉”的補(bǔ)給方法。這樣，生產(chǎn)控制和材料供應(yīng)僅在生產(chǎn)材料消耗的基礎(chǔ)上提供。該卡是控制系統(tǒng)的基本元件，并在需要時(shí)發(fā)送信息。

看板循環(huán)可以明顯降低生產(chǎn)的材料庫(kù)存，同時(shí)提高了交貨的可靠性。今天的物理卡正在逐步被基于計(jì)算機(jī)的信息所取代。這通常被稱(chēng)為電子看板。

MDA–機(jī)器數(shù)據(jù)采集

機(jī)器數(shù)據(jù)采集收集相關(guān)的參數(shù)、生產(chǎn)指標(biāo)、狀態(tài)和機(jī)器運(yùn)行時(shí)間的信息。此信息用于規(guī)劃和控制生產(chǎn)工單。

PDA--生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集

PDA收集當(dāng)前運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息（如工單狀態(tài)、生產(chǎn)指標(biāo)，如數(shù)量、體積、重量、質(zhì)量數(shù)據(jù)等）。

PMC--生產(chǎn)監(jiān)視與控制

生產(chǎn)監(jiān)控包括了多個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，收集和處理生產(chǎn)相關(guān)的全部數(shù)據(jù)，如數(shù)量、工藝參數(shù)、工廠及機(jī)械狀態(tài)。一旦出現(xiàn)不可接受的偏差或差異，可能會(huì)自動(dòng)執(zhí)行糾正措施，包括PPS輸入。根據(jù)自動(dòng)化程度，數(shù)據(jù)可以直接傳送到從屬系統(tǒng)或?qū)е孪鄳?yīng)的指令給人員（例如，給定值的變化、拒絕、關(guān)機(jī)）。

RTLS--實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)

RTLS是一個(gè)系統(tǒng)，通過(guò)啟動(dòng)裝有應(yīng)答器的物體（如汽車(chē)），經(jīng)過(guò)多個(gè)接近測(cè)量或多個(gè)三角測(cè)量提供實(shí)時(shí)位置。RTLS的優(yōu)點(diǎn)是，汽車(chē)或其它物體的位置可以在任何時(shí)間確定。這可以優(yōu)化修補(bǔ)運(yùn)行或物流過(guò)程。另一個(gè)應(yīng)用是通過(guò)改錐和車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)給車(chē)輛準(zhǔn)確無(wú)誤地分配螺絲。

RWM--返修管理

返修管理永遠(yuǎn)是質(zhì)量管理的一部分，包括為每個(gè)產(chǎn)品部分的完成部門(mén)。返修管理的性能需要最終產(chǎn)品、辦公區(qū)、備品備件、員工和質(zhì)量檢驗(yàn)的規(guī)劃。

排序

排序確定產(chǎn)品生產(chǎn)的位置（機(jī)器分配）、產(chǎn)品或批處理的順序（次序規(guī)劃）和生產(chǎn)的時(shí)間（時(shí)間規(guī)劃）。萬(wàn)一發(fā)生故障，次序規(guī)劃應(yīng)以最小改變處理順序的影響。

4.2.3過(guò)程工業(yè)概述

AM--報(bào)警管理

報(bào)警管理提出了各種各樣的方法、功能和工具，用于防止不正常的工廠條件，并為操作員提供處理和控制的支持。

APC–先進(jìn)過(guò)程控制

先進(jìn)過(guò)程控制提供了一種控制結(jié)構(gòu)，通過(guò)加強(qiáng)典型層級(jí)概念的基本控制，為工廠或車(chē)間的多變量或離散量控制實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)過(guò)程管理和特定過(guò)程優(yōu)化。

該功能和工具的范圍從簡(jiǎn)單增強(qiáng)，如前饋或串級(jí)控制，到動(dòng)態(tài)去耦合交互，再到基于模型的多變量控制器和使用過(guò)程仿真的優(yōu)化。

典型的模塊包括基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC）、實(shí)時(shí)優(yōu)化（RTO）、非線性控制（NLC）、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）和軟傳感器。

LIMS--實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）支持計(jì)劃、控制、評(píng)估和存檔化實(shí)驗(yàn)工單。它通常支持功能，如主數(shù)據(jù)、工單和樣品登記、檢測(cè)范圍定義，樣品和任務(wù)分配，結(jié)果收集、數(shù)據(jù)評(píng)估，報(bào)告創(chuàng)建和數(shù)據(jù)發(fā)布。

PIMS–過(guò)程信息管理系統(tǒng)

過(guò)程信息管理系統(tǒng)（PIMS）對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中生成的當(dāng)前和歷史信息進(jìn)行收集、整合、處理、存檔和報(bào)告。它使生產(chǎn)數(shù)據(jù)可整合，生產(chǎn)序列可追溯，并為計(jì)算生產(chǎn)指標(biāo)提供信息。

DCS/PAS--分布式控制系統(tǒng)/過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)控制連續(xù)或批量過(guò)程。它主要由直接連接到過(guò)程執(zhí)行控制和監(jiān)視功能的控制器、以及操作員和工程師站構(gòu)成。

4.2.4過(guò)程工業(yè)：批處理

批量分析

這個(gè)軟件是MES系統(tǒng)或DCS的一部分，用于評(píng)估和評(píng)價(jià)生產(chǎn)進(jìn)度以及批處理的產(chǎn)量和質(zhì)量。典型的功能有：確定和顯示參數(shù)、質(zhì)量相關(guān)差，并把其他批次與“黃金批次”進(jìn)行比較。

批量控制

批控制軟件是MES或DCS的一部分，按照電子作業(yè)或控制指令的形式完成配方的自動(dòng)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)較低級(jí)別的自動(dòng)化功能。

EBR--電子批量記錄

EBR是電子化和自動(dòng)生成的批生產(chǎn)日志，它記錄了批次生產(chǎn)和相關(guān)的配方數(shù)據(jù)、實(shí)際過(guò)程的數(shù)據(jù)和事件。

此軟件是MES的一部分，允許對(duì)EBR定義、創(chuàng)建、管理和存儲(chǔ)。

配方編輯器，RA–配方制作

配方編輯軟件模塊是MES或DCS的一部分，用于配方的創(chuàng)建和管理。配方是根據(jù)預(yù)定義規(guī)程制造產(chǎn)品的規(guī)則。該配方包含了過(guò)程執(zhí)行的必要條件、用什么順序和在什么工藝條件下執(zhí)行程序步驟的說(shuō)明。根據(jù)工廠自動(dòng)化的程度，配方包含由配方控制的操作員工作指令（用紙質(zhì)或電子）和/或自動(dòng)執(zhí)行的控制指令，這通常利用DCS較低級(jí)別的自動(dòng)化功能。

調(diào)度中心

調(diào)度中心是一個(gè)MES模塊，用于過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)訂單的詳細(xì)調(diào)度、實(shí)施和狀態(tài)顯示。調(diào)度中心完善了長(zhǎng)期調(diào)度的要求，例如，源于ERP系統(tǒng)，利用工廠數(shù)據(jù)采集提供的信息。調(diào)度中心軟件還可以檢測(cè)并跟蹤所需的材料和設(shè)施（MT–材料跟蹤和ET--設(shè)備跟蹤）。調(diào)度中心的圖形顯示經(jīng)常使用動(dòng)態(tài)更新的甘特圖，表明設(shè)備計(jì)劃和實(shí)際分配對(duì)時(shí)間的函數(shù)。

調(diào)度中心可以作為一個(gè)手動(dòng)規(guī)劃板、一個(gè)獨(dú)立軟件解決方案，或一個(gè)綜合運(yùn)營(yíng)管理軟件中的集成模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。

WD--稱(chēng)重和發(fā)放

WD描述了材料的稱(chēng)重、準(zhǔn)備和分發(fā)，根據(jù)配方規(guī)范通常添加手動(dòng)操作。在使用點(diǎn)，該稱(chēng)重與標(biāo)記的材料制成移動(dòng)的容器、圓桶或袋子，并且在正確的時(shí)間必須添加到正確的批次。MES的WD軟件管理和記錄這些關(guān)鍵序列。4.2.5過(guò)程工業(yè)：連續(xù)和石化過(guò)程

BMA--混合及傳輸自動(dòng)化

在煉油廠，BMA軟件計(jì)劃和優(yōu)化混合運(yùn)行和必要的傳輸，在這些地方以提高工廠盈利為目標(biāo)，并防止異常情況發(fā)生。多種BMA工具能計(jì)劃和監(jiān)控目標(biāo)、考慮庫(kù)存局限、提供調(diào)度計(jì)劃和產(chǎn)品規(guī)范、同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并建立關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)（KPI）。

BPC--混合屬性控制

根據(jù)規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，BPC控制和優(yōu)化精煉組件的直列混合過(guò)程，生產(chǎn)出符合規(guī)范的銷(xiāo)售產(chǎn)品，同時(shí)滿足混合要求和混合成分的組成，以及可用的能力和設(shè)備。

BRC--混合比例控制

BRC根據(jù)人工和質(zhì)量為導(dǎo)向的設(shè)置，直接控制煉油產(chǎn)品的混合過(guò)程。

LP模型--線性編程模型

一個(gè)LP模型包括模型化的線性方程或不等式組，描述了不同變量參照目標(biāo)函數(shù)的關(guān)系，以及用于該系統(tǒng)解決方案的方法。

RPMS--煉油與石化建模系統(tǒng)

RPMS是LP模型的創(chuàng)建和分析系統(tǒng)，用于煉油廠和石油化工廠的短期和長(zhǎng)期規(guī)劃。

4.2.6灌裝和包裝

LMS–生產(chǎn)線監(jiān)視系統(tǒng)

生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是MES的多個(gè)模塊，在灌裝和包裝設(shè)備以及相關(guān)過(guò)程中，收集和監(jiān)視生產(chǎn)數(shù)據(jù)。分析和顯示生產(chǎn)線或設(shè)備相關(guān)的關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)，通常是LMS的一部分。典型的指標(biāo)是生產(chǎn)時(shí)間、生產(chǎn)數(shù)量、利用效率、停機(jī)時(shí)間、故障原因及包裝損失。5基于典型應(yīng)用的MES模塊部署實(shí)例

在前面的部分中，根據(jù)IEC62264的標(biāo)準(zhǔn)，MES模塊是按行業(yè)進(jìn)行分類(lèi)的，本部分給出了幾個(gè)特定行業(yè)應(yīng)用實(shí)例需要特別考慮的兩個(gè)內(nèi)容。

a.今天，與制造執(zhí)行系統(tǒng)相關(guān)的解決方案已經(jīng)“有機(jī)”地開(kāi)發(fā)了很多年，且有各種應(yīng)用。隨著時(shí)間的推移，在兩個(gè)主要工業(yè)：“制造業(yè)”和“流程工業(yè)”已出現(xiàn)了顯著的差異。然而，即使在每個(gè)行業(yè)，特殊和應(yīng)用特定的變體已經(jīng)建立。它們這些發(fā)展和歷史將在下面介紹。

b.盡管前面訴說(shuō)了差異，行業(yè)特定的MES相關(guān)變化可以用IEC62264過(guò)程模型的結(jié)構(gòu)來(lái)體現(xiàn)。由于MES模塊和解決方案的不斷成熟，技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了跨多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的使用。在過(guò)去幾年中，這種發(fā)展趨勢(shì)沒(méi)有例外，通常用于制造工業(yè)和過(guò)程工業(yè)的許多自動(dòng)化功能都已經(jīng)用硬件和軟件組件（PLC，DCS）實(shí)現(xiàn)。此外，以前完全獨(dú)立的兩條產(chǎn)品線，現(xiàn)在已可以在兩個(gè)行業(yè)中互用。

為了更好地讓讀者理解，下面的部分首先提供相應(yīng)典型運(yùn)行過(guò)程的一般描述，隨后通過(guò)各個(gè)業(yè)務(wù)活動(dòng)的表格描述MES模塊是如何支持生產(chǎn)、質(zhì)量、維護(hù)和庫(kù)存管理的。

為了關(guān)聯(lián)所描述MES模塊的功能和應(yīng)用，以下一般運(yùn)行過(guò)程的描述給出了對(duì)各個(gè)行業(yè)主要特點(diǎn)簡(jiǎn)單而直接的敘述。

5.1活性藥物成分生產(chǎn)

在制藥工業(yè)中，活性成分通過(guò)化學(xué)或生物過(guò)程生產(chǎn)（植物提取物、化學(xué)合成或生物技術(shù)發(fā)酵）。制造過(guò)程必須符合政府的法規(guī)，這一般概括成所謂的“現(xiàn)行良好生產(chǎn)實(shí)踐”（cGMP）。

在下面活性成分化學(xué)生產(chǎn)的例子中，顯示了在自動(dòng)批處理控制的柔性多產(chǎn)品工廠中，運(yùn)行要求和應(yīng)用MES模塊的可能性。重點(diǎn)是生產(chǎn)管理。

5.1.1典型運(yùn)行一般描述

基于對(duì)活性成分的需求，成分的管理和預(yù)測(cè)在ERP系統(tǒng)中完成，成分的生產(chǎn)由MES組織實(shí)施。

每個(gè)產(chǎn)品或者已有了生產(chǎn)配方，或者要為產(chǎn)品創(chuàng)建新的配方。根據(jù)工廠自動(dòng)化的程度，可以基于操作員的指令實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)配方或者由過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本配方（圖6）。除了配料量和工藝控制參數(shù)，該配方包括設(shè)備的互連要求、手動(dòng)執(zhí)行步驟（SOP：標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程）工作說(shuō)明書(shū)、處理危險(xiǎn)材料的安全說(shuō)明和質(zhì)量控制要求，包括采樣（IPC：在線過(guò)程控制，PM：過(guò)程監(jiān)視）。作為符合cGMP的一部分，該配方有版本控制，并要求有生產(chǎn)管理和質(zhì)量保證部門(mén)的批準(zhǔn)。

圖6：在MES配方編輯器中，集成了MES（綠色）和DCS（藍(lán)色）的配方定義和管理生產(chǎn)調(diào)度要求：

a）所需的工藝設(shè)備（劑量容器、反應(yīng)器、填充站等）的選擇和分配，需要的柔性設(shè)備互連、以及可用的移動(dòng)設(shè)備規(guī)劃和分配。

b）檢查誰(shuí)獲得了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（SOP）和處理產(chǎn)品有害物質(zhì)培訓(xùn)的資格證書(shū)。

c）在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間需要檢查成分的可用性。

d）把生產(chǎn)分為多個(gè)生產(chǎn)批次。

e）為了把各個(gè)成分容器（大袋，桶）手動(dòng)添加到該過(guò)程，生成稱(chēng)重和運(yùn)輸工單。

f）為在線過(guò)程控制（IPC）和過(guò)程監(jiān)視（PM）的樣品生成實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工單。

生產(chǎn)準(zhǔn)備要求：

a）檢查計(jì)劃的設(shè)備是否清潔可用，還是“干凈”的狀態(tài)已經(jīng)過(guò)期，需要在使用前進(jìn)行清洗。制作設(shè)備狀態(tài)文件。

b）建立柔性設(shè)備互連和移動(dòng)設(shè)備的分配。為了保證質(zhì)量，檢查和制作互連文件。

生產(chǎn)執(zhí)行要求：

a）根據(jù)生產(chǎn)的配方生產(chǎn)各個(gè)批次，即可以用配方中包含的指令通過(guò)手動(dòng)操作，也可以用DCS自動(dòng)執(zhí)行配方。在這兩種情況下，必須符合cGMP文檔中的“誰(shuí)做什么和什么時(shí)間做”。

b）質(zhì)量相關(guān)工藝參數(shù)的cGMP符合文件，作為符合活性成分藥物批次生產(chǎn)的證明文件。

c）成分容器符合cGMP在正確時(shí)間和位置進(jìn)行稱(chēng)重（圖7）、記錄、標(biāo)簽和運(yùn)輸。

圖7：在配方材料稱(chēng)重期間，使用移動(dòng)或固定操作員終端的操作員界面d）在過(guò)程的正確時(shí)間，把正確的容器放到計(jì)劃的生產(chǎn)批次。該釋放必須符合cGMP標(biāo)準(zhǔn)，即通過(guò)操作員確認(rèn)和監(jiān)督員驗(yàn)證或自動(dòng)驗(yàn)證，如通過(guò)條形碼。

e）樣品采集并生成檢測(cè)工單。

生產(chǎn)評(píng)價(jià)要求：

a）為了允許QA快速發(fā)送批量，當(dāng)時(shí)識(shí)別質(zhì)量相關(guān)的批量偏差。

b）額外的運(yùn)行評(píng)估，例如，最小化批次周期時(shí)間和產(chǎn)量的變動(dòng)。

經(jīng)濟(jì)背景：

一般來(lái)說(shuō)，活性藥物成分是高價(jià)值產(chǎn)品。失去一個(gè)批次可能會(huì)造成六位數(shù)的損失。

5.1.2通過(guò)MES功能支持運(yùn)行資源管理生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存員工規(guī)劃培訓(xùn)要求：?jiǎn)T工接受了什么培訓(xùn)？進(jìn)行了多長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)？什么時(shí)候需要重復(fù)？鏈接到定義管理：有什么樣的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（SOP）？哪類(lèi)員工需要這樣的培訓(xùn)？員工什么時(shí)候可以工作（班次和節(jié)假日規(guī)劃）？鏈接到詳細(xì)調(diào)度和執(zhí)行管理：執(zhí)行當(dāng)前良好制造實(shí)踐（cGMP）相關(guān)任務(wù)的員工有相應(yīng)的許可和培訓(xùn)嗎？過(guò)程設(shè)備單元分類(lèi)和它們的一般屬性（類(lèi)型：反應(yīng)器，接收器，離心機(jī)...；設(shè)備狀態(tài)：干凈的，已用的，正在維護(hù)...）單元和各自屬性（裝置限制：體積，溫度，壓力...；材質(zhì)：鋼，玻璃，聚四氟乙烯...；專(zhuān)用裝置：帶/不帶計(jì)量罐...）一般過(guò)程的資源，如加熱或冷卻介質(zhì)，氮?dú)?，真空，排氣凈氣器等，以及它們的容量固定和靈活的設(shè)備互連和移動(dòng)裝置員工員工培訓(xùn)和資質(zhì)可用員工測(cè)試裝置測(cè)試裝置可用性，校準(zhǔn)周期，維護(hù)計(jì)劃?rùn)z測(cè)援助需要檢測(cè)援助的庫(kù)存和到期員工員工培訓(xùn)和資格認(rèn)證可用員工生產(chǎn)裝置和儀器儀表類(lèi)型，數(shù)量及狀態(tài)工具和校準(zhǔn)裝置類(lèi)型，數(shù)量及狀態(tài)備件和運(yùn)行材料所需類(lèi)型和庫(kù)存水平維修合同維護(hù)工作外包員工員工培訓(xùn)和資質(zhì)可用員工材料材料，數(shù)量，狀態(tài)商店商店，類(lèi)型，容量和分配運(yùn)行裝置和包裝材料秤盒子及包裝（容器，桶，大袋...）交通資源

定義管理生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存符合cGMP文檔的創(chuàng)建、發(fā)布和控制生產(chǎn)和清潔配方（為過(guò)程控制系統(tǒng)（PAS）自動(dòng)配方的定義或引用存儲(chǔ)在PAS中配方，和為手動(dòng)任務(wù)鏈接到SOP電子工作說(shuō)明的定義）工作說(shuō)明書(shū)（SOP）安全說(shuō)明書(shū)cGMP符合性的創(chuàng)建、發(fā)布和控制測(cè)試方法測(cè)試規(guī)程及允許的偏差測(cè)試計(jì)劃創(chuàng)建、量化、發(fā)布和控制維護(hù)計(jì)劃測(cè)試規(guī)程校準(zhǔn)周期創(chuàng)建、發(fā)布和控制材料，狀態(tài)，儲(chǔ)存和運(yùn)輸條件，最小化庫(kù)存水平處理危險(xiǎn)材料的說(shuō)明工作說(shuō)明書(shū)許可的包裝規(guī)范

詳細(xì)調(diào)度生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存定義和規(guī)劃生產(chǎn)活動(dòng)為了從ERP系統(tǒng)傳輸處理工單，定義到ERP系統(tǒng)接口基于預(yù)期的配方要求和可用性，單元分配的建議和選擇對(duì)應(yīng)預(yù)期的單元分配和可用連接，建立連接的建議和選擇關(guān)于在預(yù)期時(shí)間的資源和材料瓶頸的忠告目標(biāo)值與實(shí)際生產(chǎn)值的比較規(guī)劃為貨物接收，過(guò)程控制和產(chǎn)品發(fā)送所需的測(cè)試目標(biāo)值與實(shí)際值的比較規(guī)劃狀態(tài)相關(guān)的檢查和維護(hù)措施比較目標(biāo)值與實(shí)際值規(guī)劃為生產(chǎn)所必需的材料庫(kù)存水平容器必要的稱(chēng)重，同時(shí)考慮材料的儲(chǔ)存時(shí)間（FIFO）需要的運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)比較目標(biāo)值與實(shí)際值

分派生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存為運(yùn)行生產(chǎn)活動(dòng)分配工單為活動(dòng)開(kāi)始分配工單為配料容器的稱(chēng)重分配工單（到庫(kù)存詳細(xì)調(diào)度的接口）為活動(dòng)的各批次處理分配工單（到PAS的接口）為實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分配工單（到LIMS詳細(xì)調(diào)度的接口）為中間清洗分配工單（可通過(guò)PAS自動(dòng)執(zhí)行）為最后清理分配工單（可通過(guò)PAS自動(dòng)執(zhí)行）和在活動(dòng)結(jié)束解除連接并停機(jī)分配工單測(cè)試工單分配工單維護(hù)工單分配工單收到物品要求的采樣所需容器的稱(chēng)量所需的運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)

執(zhí)行管理生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存生產(chǎn)活動(dòng)的運(yùn)行和監(jiān)視各種活動(dòng)，生產(chǎn)批次，材料容器和運(yùn)輸工單的狀態(tài)顯示和運(yùn)行執(zhí)行電子工作指令顯示批次進(jìn)程內(nèi)容中配方定義的電子工作指令有適當(dāng)權(quán)限的員工進(jìn)行檢查在手動(dòng)補(bǔ)充材料的情況下：檢查容器的批次數(shù)據(jù)（如通過(guò)條形碼）測(cè)試執(zhí)行在線訪問(wèn)測(cè)試工單和測(cè)試規(guī)程自動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行記錄結(jié)果反饋給生產(chǎn)和商店維護(hù)工單的控制和監(jiān)視在線訪問(wèn)工單，服務(wù)計(jì)劃，文件和指令狀態(tài)跟蹤記錄結(jié)果執(zhí)行或幫助操作員材料稱(chēng)重運(yùn)輸材料和產(chǎn)品釋放或檢疫

數(shù)據(jù)收集生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存電子數(shù)據(jù)記錄根據(jù)法律要求記錄和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)：如21聯(lián)邦法規(guī)（21CFR第11部分）：電子記錄；電子簽名記錄所有與批處理或活動(dòng)過(guò)程相關(guān)的MES事件與或操作員行為把PAS批處理事件（操作員行為，報(bào)警，報(bào)告值）傳輸?shù)組ES中的批次數(shù)據(jù)，或在電子批記錄生成過(guò)程中通過(guò)連接器訪問(wèn)該數(shù)據(jù)把LIMS的分析數(shù)據(jù)傳輸給MES中的批次數(shù)據(jù)，或在電子批記錄生成過(guò)程中通過(guò)數(shù)據(jù)連接器訪問(wèn)該數(shù)據(jù)電子數(shù)據(jù)記錄測(cè)試工單和分析結(jié)果負(fù)責(zé)員工電子數(shù)據(jù)記錄失效時(shí)間損失必需的工作時(shí)間需要的備件維護(hù)工單成本生產(chǎn)損失導(dǎo)致的成本電子數(shù)據(jù)記錄物料數(shù)據(jù)（批次號(hào)，數(shù)量，分析值，檢疫狀況）庫(kù)存水平和位置移動(dòng)容器的使用和狀態(tài)運(yùn)輸工單的執(zhí)行

跟蹤生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存自動(dòng)跟蹤活動(dòng)，批次，工作和運(yùn)輸工單狀態(tài)變化，并適當(dāng)顯示概要把材料消耗和制造產(chǎn)品的信息反饋到ERP系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤完成測(cè)試工單如果分析值超出公差，發(fā)出警告完成維護(hù)工單的收集合格反饋，工單狀態(tài)損壞原因分配為今后改進(jìn)和解決問(wèn)題提供建議完成工單收集貨物接收發(fā)運(yùn)的貨物稱(chēng)量運(yùn)輸工單

分析生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存電子批次記錄的生成批次時(shí)間進(jìn)展質(zhì)量相關(guān)差異質(zhì)量相關(guān)測(cè)量的歷史趨勢(shì)圖批次歷史趨勢(shì)圖比較使用“金批次”統(tǒng)計(jì)分析（批運(yùn)行時(shí)間，產(chǎn)量等的變動(dòng)）材料跟蹤和材料家譜概述：在批次中使用哪種成分？概述：在哪個(gè)批次中使用了特殊成分？統(tǒng)計(jì)分析KPI（產(chǎn)量，完成時(shí)間，廢料，修補(bǔ)，利用率，資源消耗，成本）統(tǒng)計(jì)分析KPI（利用率，運(yùn)行時(shí)間，資源消耗，成本）質(zhì)量數(shù)據(jù)變動(dòng)測(cè)試計(jì)劃優(yōu)化統(tǒng)計(jì)分析KPI（利用率，維修時(shí)間，資源消耗，成本）技術(shù)設(shè)備的可用性部件的可靠性維護(hù)計(jì)劃和間隔的優(yōu)化統(tǒng)計(jì)分析KPI（捆綁資本，周轉(zhuǎn)次數(shù)，檢疫花費(fèi)時(shí)間，成本）庫(kù)存水平和包裝單元的優(yōu)化供應(yīng)商評(píng)估5.2啤酒行業(yè)

啤酒行業(yè)的特點(diǎn)是工廠的能力可大可小，變化很大。小啤酒廠的規(guī)模約為每年生產(chǎn)20萬(wàn)升啤酒，即40萬(wàn)瓶0.5升的啤酒；而德國(guó)最大的啤酒廠每年可生產(chǎn)約5億升啤酒，還有跨國(guó)的高達(dá)10億升/年的啤酒廠，有些啤酒廠的生產(chǎn)能力甚至超過(guò)這個(gè)數(shù)字。酒廠規(guī)模對(duì)自動(dòng)化和MES的需求也發(fā)生了相應(yīng)變化。在型小啤酒廠，一般只有釀造廠房和一些清洗設(shè)備作為“自動(dòng)化孤島”而自動(dòng)運(yùn)行。起步的產(chǎn)量約為1千萬(wàn)升/年，啤酒廠用一套完全集成的自動(dòng)化解決方案控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。大型啤酒廠則完全依靠生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行，由中央控制室監(jiān)視。

MES的主要功能是保證質(zhì)量，生產(chǎn)調(diào)度支持，包括物流和庫(kù)存的數(shù)據(jù)，并用產(chǎn)品質(zhì)量和效益評(píng)估生產(chǎn)。

MES系統(tǒng)的核心功能是面向目標(biāo)的生產(chǎn)支持。專(zhuān)有系統(tǒng)超出辦公軟件產(chǎn)品范圍的情況，通?？梢栽谀戤a(chǎn)量5千萬(wàn)升的啤酒廠中找到。釀造業(yè)一直都在考慮大型化和國(guó)際化的運(yùn)營(yíng)模式，對(duì)不同工廠選定的性能指標(biāo)進(jìn)行比較也變得越來(lái)越重要。而MES正好能夠提供這些性能指標(biāo)。

生產(chǎn)企業(yè)的內(nèi)部設(shè)施主要分成兩個(gè)區(qū)域，分別是釀造和裝瓶，即啤酒原漿的生成和各種瓶子的灌裝，最后成為準(zhǔn)備銷(xiāo)售的啤酒。這兩個(gè)區(qū)域是不同的部門(mén)，需要不同MES功能。下面的敘述著重于生成過(guò)程，即釀造部分。

5.2.1典型運(yùn)行的一般描述

啤酒的準(zhǔn)備部分分成四個(gè)過(guò)程單元：

·筒倉(cāng)區(qū)域=原料儲(chǔ)存；

·釀造廠房=麥汁準(zhǔn)備；

·發(fā)酵酒窖=發(fā)酵過(guò)程；

·過(guò)濾啤酒=啤酒過(guò)濾，準(zhǔn)備裝瓶。在大多數(shù)情況下，所用的原料是麥芽和啤酒花。酵母在生產(chǎn)過(guò)程中生成并再產(chǎn)。消耗的材料是清潔劑和助濾劑。副產(chǎn)品包括酒糟，酵母和助濾劑。

由于完整的釀造過(guò)程需要約4周時(shí)間，為了保證必要的生產(chǎn)時(shí)間，銷(xiāo)售需要進(jìn)行相應(yīng)地預(yù)測(cè)。

原料的質(zhì)量變化和市場(chǎng)的口味變化，需要產(chǎn)品不斷創(chuàng)新以及靈活的配方管理。這個(gè)功能通常在控制系統(tǒng)級(jí)就可以實(shí)現(xiàn)。配方在單元級(jí)或設(shè)備級(jí)上定義。廠級(jí)或通用配方已不太常見(jiàn)，偶爾存在于制造的說(shuō)明書(shū)上。從80年代以后，啤酒廠已普遍采用在控制系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)配方。

各個(gè)過(guò)程工位的生產(chǎn)調(diào)度：

筒倉(cāng)區(qū)

a）從ERP系統(tǒng)得到原材料的采購(gòu)規(guī)劃；

b）在ERP內(nèi)發(fā)貼，或在集成環(huán)境下，通過(guò)MES反饋給ERP；

c）庫(kù)存水平和消耗，從MES反饋到ERP。

釀酒廠

a）規(guī)劃時(shí)限：1個(gè)星期；

b）相對(duì)較少的變化（大約1-10）；

c）按釀造線規(guī)劃釀造過(guò)程（圖8）。

圖8:使用罐調(diào)度支持調(diào)度功能d）發(fā)酵窖（下一階段）的容量決定了同一釀造的順序號(hào)；

e）為規(guī)劃輸入?yún)?shù)（圖9）

圖9:在MES中自動(dòng)關(guān)聯(lián)資源和過(guò)程執(zhí)行-發(fā)酵窖中的目前液位；填補(bǔ)發(fā)酵窖中丟失容量。

-根據(jù)選擇釀造的品種，預(yù)測(cè)長(zhǎng)期銷(xiāo)售。這決定了這種釀造類(lèi)型要生產(chǎn)的數(shù)量。作為規(guī)劃的一部分，還要把該總量分成為多個(gè)批次（啤酒）。

-計(jì)劃的不確定性是由于釀造生成與成品啤酒銷(xiāo)售要有24星期的延遲。

發(fā)酵酒窖

a）酒罐的灌裝是按釀造規(guī)劃決定的。

b）14周的批次時(shí)間。

c）酒罐的排空是由過(guò)濾規(guī)劃決定的。

d）在發(fā)酵窖中其余的工作（酵母培養(yǎng)，清洗）作為每周調(diào)度的一部分執(zhí)行。

成品啤酒裝瓶的過(guò)濾和交付

a）規(guī)劃時(shí)限為2至3天。

b）相對(duì)高的品種數(shù)量（約為5–50種）。

c）裝瓶要快速適應(yīng)規(guī)劃的變更。

d）裝瓶的典型緩沖時(shí)間小于1天。

生產(chǎn)調(diào)度主要由工廠和設(shè)備的可用性決定，而不是由原材料調(diào)度。

人員規(guī)劃

這項(xiàng)工作與所提的能力要求差不多。因此，每個(gè)班次的人員規(guī)劃要有足夠的人數(shù)。這可以通過(guò)簡(jiǎn)單的列表完成。

生產(chǎn)準(zhǔn)備要求：

a）原材料供應(yīng)是ERP系統(tǒng)的責(zé)任。

b）所需設(shè)備單元和路線的選擇與分配。

c）檢查批次（質(zhì)量發(fā)布）以及設(shè)備（清洗）的必要狀態(tài)。

d）考慮了從過(guò)程控制系統(tǒng)或MES得到的當(dāng)前過(guò)程狀態(tài)后，對(duì)下一個(gè)處理步驟提出要求。

生產(chǎn)執(zhí)行要求：

a）自動(dòng)化過(guò)程的監(jiān)視。

b）為手動(dòng)任務(wù)描述完成工作流程。

c）在MES中獲得生產(chǎn)和消費(fèi)量數(shù)據(jù)。

d）觸發(fā)所需樣品的收集和質(zhì)量保證的分析。

e）根據(jù)質(zhì)量結(jié)果，為進(jìn)一步的處理阻止或釋放批次。

f）在生產(chǎn)結(jié)束時(shí)請(qǐng)求清洗。

生產(chǎn)評(píng)估要求：

a）從該過(guò)程控制系統(tǒng)獲得批處理數(shù)據(jù)。

b）合并所有相關(guān)的數(shù)據(jù)（DCS，實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)，手動(dòng)收集）。

c）根據(jù)規(guī)范檢查選擇的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

d）對(duì)與目標(biāo)值產(chǎn)生偏差的批次進(jìn)行快速檢查。這有助于對(duì)生產(chǎn)問(wèn)題的識(shí)別。

e）對(duì)沒(méi)有產(chǎn)生缺陷批次的百分比評(píng)估。

f）根據(jù)有限數(shù)量的性能指標(biāo)，評(píng)估生產(chǎn)目標(biāo)。

g）用驗(yàn)證的收集數(shù)據(jù)，評(píng)估生產(chǎn)批次的管理。

h）可能需修正所有收集數(shù)據(jù)，其中包括自動(dòng)收集的數(shù)據(jù)。當(dāng)把數(shù)據(jù)導(dǎo)出到ERP系統(tǒng)時(shí)，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致無(wú)用和引起問(wèn)題。

5.2.2由MES功能支持運(yùn)行

資源管理生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存概述單元和子單元分配可能在控制系統(tǒng)層發(fā)生。這是在單元類(lèi)中根據(jù)單元設(shè)備指定的不靈活，技術(shù)修復(fù)過(guò)程運(yùn)行設(shè)備在DCS中管理資源在單元上可以修復(fù)過(guò)程規(guī)范經(jīng)常在不同生產(chǎn)線有相同的功能（例如2條釀造線，有多個(gè)罐裝和排空路經(jīng)）生產(chǎn)狀態(tài)管理在DCS中執(zhí)行保持過(guò)程狀態(tài)：如：灌裝，填充，排出，清空，清洗等以及衛(wèi)生狀態(tài)（使用了，清洗了，消毒了）；狀態(tài)遵從S88.01規(guī)程材料從ERP發(fā)出材料類(lèi)和材料的轉(zhuǎn)移指令在DCS中把材料類(lèi)分配到過(guò)程在DCS中把材料分配到配方員工需要時(shí)，把所有自動(dòng)化人員分配到所有生產(chǎn)區(qū)域在MES中，很少做人員規(guī)劃產(chǎn)品屬性要求收集需要的質(zhì)量數(shù)據(jù)成分屬性的收集和評(píng)估相關(guān)成分屬性的分析和存儲(chǔ)評(píng)估（接受或拒絕）對(duì)生產(chǎn)要求影響的評(píng)估，必要時(shí)需要調(diào)整參數(shù)管理檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)手段由實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)人員分析績(jī)效戰(zhàn)略決策：情境或預(yù)防性維護(hù)規(guī)劃設(shè)備停頓和維修（周期）設(shè)想情境維護(hù)計(jì)劃人員要與預(yù)計(jì)運(yùn)營(yíng)階段和短期需求相吻合材料的需求和容量規(guī)劃ERP關(guān)鍵原料的長(zhǎng)期供應(yīng)合同（麥芽/酒花）參考去年的數(shù)據(jù)MES決定并管理當(dāng)前和歷史的庫(kù)存（MES往往引導(dǎo)ERP）對(duì)ERP反饋消耗和生產(chǎn)數(shù)據(jù)分配過(guò)程工單（根據(jù)連接的ERP）核對(duì)當(dāng)前的庫(kù)存水平

定義管理生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存制造規(guī)程和配方的定義規(guī)程和配方中的參數(shù)在DCS中定義區(qū)別：設(shè)備參數(shù)，工藝參數(shù)，產(chǎn)品參數(shù)通常在單元類(lèi)級(jí)定義規(guī)程，在具體單元級(jí)定義配方。例外的是罐區(qū)，配方僅在類(lèi)級(jí)存在為手動(dòng)任務(wù)鏈接SOP規(guī)范為存儲(chǔ)在DCS中的參數(shù)輸入限值對(duì)質(zhì)量相關(guān)參數(shù)限值的定義在MES中進(jìn)行=>必須選擇如果不期望質(zhì)量缺陷，按規(guī)范檢查才有意義批次分類(lèi)“不在規(guī)范中”規(guī)范需要經(jīng)常維護(hù)，否則有糟糕的評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)LIMS接口多數(shù)規(guī)范已存在實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)室要對(duì)DCS反饋超限信息質(zhì)量相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量要報(bào)告給實(shí)驗(yàn)室材料特性規(guī)范成分質(zhì)量成分檢測(cè)和公布規(guī)程產(chǎn)品質(zhì)量質(zhì)量數(shù)據(jù)調(diào)整工單相關(guān)的調(diào)整機(jī)制創(chuàng)建，發(fā)布和控制檢測(cè)方法檢測(cè)規(guī)程建立限值成分公布/限制修補(bǔ)批次發(fā)布/限制與DCS的界面通過(guò)在線界面發(fā)布質(zhì)量反饋到批次級(jí)對(duì)運(yùn)行維護(hù)周期和標(biāo)準(zhǔn)的要求維護(hù)工單規(guī)程維護(hù)清單（設(shè)備，人員）確定維護(hù)間隔維護(hù)要求的限制創(chuàng)建，量化，發(fā)布和控制測(cè)量校準(zhǔn)周期對(duì)選擇的組件，根據(jù)工作小時(shí)（周期）面向?qū)ο蟮木S護(hù)計(jì)劃設(shè)備區(qū)的全面維護(hù)（預(yù)定關(guān)機(jī)的服務(wù)）庫(kù)存量的修正條文（備份量）最小化庫(kù)存水平庫(kù)存定義的天數(shù)

詳細(xì)調(diào)度生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存工廠設(shè)備和生產(chǎn)分配調(diào)度從ERP或供應(yīng)鏈管理軟件傳送生產(chǎn)要求釀造廠：在DCS中把ERP（每個(gè)產(chǎn)品數(shù)量）的生產(chǎn)要求拆分成生產(chǎn)批次（釀造）發(fā)酵：分別從產(chǎn)品狀態(tài)或清潔要求進(jìn)行必要的處理；無(wú)高一級(jí)規(guī)劃過(guò)濾：根據(jù)目前的庫(kù)存水平和從ERP的裝瓶規(guī)劃為裝瓶提供過(guò)濾啤酒在DCS中分配運(yùn)行生產(chǎn)單元（生產(chǎn)線/路線，單元，容器）根據(jù)需要變更短期規(guī)劃也在MES中顯示設(shè)備分配和生產(chǎn)狀態(tài)根據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)物流規(guī)劃調(diào)整在生產(chǎn)過(guò)程中計(jì)劃分析從當(dāng)前的批次信息中創(chuàng)建采樣計(jì)劃規(guī)劃數(shù)據(jù)的交接到維護(hù)管理模塊成份根據(jù)庫(kù)存水平和生產(chǎn)規(guī)劃征調(diào)遞交產(chǎn)品為要求的數(shù)量?jī)?yōu)化裝瓶規(guī)劃，最小化空閑時(shí)間

分派生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)按照預(yù)定和當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化工廠設(shè)備分配在DCS中存在所有的功能手動(dòng)或者根據(jù)設(shè)備的可用性啟動(dòng)生產(chǎn)自動(dòng)選擇可用的單元（請(qǐng)求如過(guò)程清洗）在不同工藝階段通過(guò)MES模塊解耦操作員行為用固定的批量生產(chǎn)，按照工廠規(guī)模預(yù)先定義限制范圍為運(yùn)行生產(chǎn)活動(dòng)分配工單為中間可能需要的清洗分配工單（通過(guò)DCS實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化）反饋過(guò)程狀態(tài)，作為規(guī)劃依據(jù)工單分配提取樣品分析設(shè)備的分配根據(jù)當(dāng)前需求在線規(guī)劃和調(diào)整資源人員需求

執(zhí)行管理生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存優(yōu)化管理和生產(chǎn)單元控制信條：沒(méi)有MES必須也能生產(chǎn)用配方控制自動(dòng)或半自動(dòng)運(yùn)行規(guī)程在DCS中管理離散和調(diào)節(jié)控制設(shè)備的可變參數(shù)集（配方內(nèi)容）自動(dòng)路由控制批次的混合，計(jì)量，選擇和取消可靈活選擇，如像單元是分離的可平滑切換酒罐的變更，雖然在批次開(kāi)始時(shí)所需罐的數(shù)量不固定過(guò)程控制在MES中監(jiān)視過(guò)程狀態(tài)當(dāng)前違反規(guī)范的列表在MES中評(píng)估生產(chǎn)（KPI）產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，在線測(cè)量產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行分析在線訪問(wèn)檢測(cè)工單和規(guī)程反饋分析結(jié)果制作結(jié)果文檔反應(yīng)阻止或釋放成分和/或生產(chǎn)批次下指令傳輸給DCS維護(hù)工單的控制和監(jiān)視運(yùn)行周期，小時(shí)的收集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的校準(zhǔn)間隔在線訪問(wèn)作業(yè)工單，服務(wù)計(jì)劃，文件和規(guī)程商店自動(dòng)發(fā)布交貨時(shí)間送貨單數(shù)據(jù)分配人工庫(kù)存移動(dòng)的收集（如集裝箱貨物）；材料入庫(kù)和生產(chǎn)分配水平預(yù)訂使用的材料，發(fā)布生產(chǎn)量預(yù)訂空狀態(tài)修正當(dāng)前水平的人工庫(kù)存反饋給ERP

數(shù)據(jù)收集生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存收集和顯示當(dāng)前處理的數(shù)據(jù)（控制系統(tǒng)）給MES報(bào)告所有批次，主要在運(yùn)行級(jí)（開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，整個(gè)過(guò)程運(yùn)行時(shí)間，材料識(shí)別，使用的配方版本等）根據(jù)相應(yīng)的過(guò)程或連續(xù)改進(jìn)過(guò)程（CIP）對(duì)工單分類(lèi)，作為報(bào)告的基礎(chǔ)使用當(dāng)前和最近（天，周）的運(yùn)行參數(shù)，這些參數(shù)由控制室的操作員歸檔在控制系統(tǒng)組件中長(zhǎng)期歸檔為當(dāng)前或未來(lái)的分析，收集和歸檔工廠范圍內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；通常這些參數(shù)用在控制室外電子數(shù)據(jù)記錄記錄所有與批處理或生產(chǎn)進(jìn)展相關(guān)的事件和操作員操作從DCS把批次事件（操作員操作，報(bào)警，報(bào)告值）傳遞給MES中的批次數(shù)據(jù)從LIMS系統(tǒng)把分析數(shù)據(jù)傳遞給MES中的批次數(shù)據(jù)為生產(chǎn)運(yùn)行定義，收集和備案通用質(zhì)量指標(biāo)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)收集：從過(guò)程和實(shí)驗(yàn)室收集和存儲(chǔ)分析數(shù)據(jù)電子數(shù)據(jù)記錄檢測(cè)工單和分析結(jié)果負(fù)責(zé)員工一旦設(shè)備變化更新維護(hù)數(shù)據(jù)維護(hù)工作記錄收集運(yùn)行周期收集運(yùn)行時(shí)間維護(hù)工作后復(fù)位表值消耗/生產(chǎn)材料移動(dòng)（批次ID，存儲(chǔ)位置，材料，數(shù)量等）建立批次關(guān)系（鏈接源與目標(biāo)批次）為過(guò)程批次分配消耗/生產(chǎn)材料預(yù)定方法

跟蹤生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存生產(chǎn)對(duì)象跟蹤創(chuàng)建濃縮生產(chǎn)概述生產(chǎn)參數(shù)，損失，消耗查明KPI跟蹤分配時(shí)間報(bào)告預(yù)定義“標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告”，涵蓋經(jīng)常性報(bào)告任務(wù)用戶可配置報(bào)告查詢，提供更強(qiáng)的選擇標(biāo)準(zhǔn)和組合能力數(shù)據(jù)傳遞到MSExcel，然后在MSExcel中進(jìn)一步處理生產(chǎn)評(píng)估每個(gè)批次的所有相關(guān)值應(yīng)在規(guī)范范圍內(nèi)在規(guī)范內(nèi)的批次數(shù)量是1個(gè)規(guī)范值質(zhì)量參數(shù)的目標(biāo)與實(shí)際評(píng)估以及顯示當(dāng)分析值超出公差范圍時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警維護(hù)數(shù)據(jù)調(diào)整保持周期服務(wù)庫(kù)存水平庫(kù)存概述–當(dāng)前水平或指定時(shí)間的水平庫(kù)存位置歷史批次跟蹤材料庫(kù)存移動(dòng)材料移動(dòng)主要產(chǎn)品流動(dòng)：從麥芽接收，然后到釀造廠，發(fā)酵，過(guò)濾，最后到裝瓶生產(chǎn)線在極少數(shù)情況下，從釀造鏈接到裝瓶線的灌裝機(jī)如果副產(chǎn)品要出售到制藥或食品和飲料行業(yè)，跟蹤副產(chǎn)品（酵母）是有意義

分析生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存分析計(jì)劃情況與實(shí)際情況時(shí)間差異分析生產(chǎn)要求與運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較報(bào)警，事件和消息列表的評(píng)估從DCS的數(shù)據(jù)分析報(bào)警，事件和消息生成電子批記錄批次的定時(shí)進(jìn)展質(zhì)量相關(guān)測(cè)量的趨勢(shì)圖材料跟蹤或材料家譜概述：在批次中用了什么成分？概述：哪個(gè)批次中使用了特殊成分？統(tǒng)計(jì)分析評(píng)估KPIOEE分析基于MES數(shù)據(jù)的在線分析過(guò)程（OLAP）質(zhì)量數(shù)據(jù)的分析和記錄生成統(tǒng)計(jì)評(píng)估：KPI質(zhì)量數(shù)據(jù)的變化在中長(zhǎng)期生產(chǎn)中質(zhì)量進(jìn)步的指示質(zhì)量監(jiān)視，評(píng)估和記錄質(zhì)量相關(guān)差異維護(hù)數(shù)據(jù)的分析和記錄運(yùn)行時(shí)間，人員開(kāi)支，問(wèn)題設(shè)備參數(shù)查明事件驅(qū)動(dòng)維護(hù)措施的數(shù)量（成本，生產(chǎn)損失）資源需求和成本庫(kù)存數(shù)據(jù)的分析和記錄消耗，庫(kù)存水平與運(yùn)行數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)成分利用的程度評(píng)估交付完整性（到期日，數(shù)量）雖然本文介紹的是啤酒行業(yè)，但也適用于類(lèi)似的食品和飲料行業(yè)。5.3煉油與石化行業(yè)

為了更經(jīng)濟(jì)地管理和控制生產(chǎn)工廠，全面和自含式軟件系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程和制造行業(yè)廣泛使用，但沒(méi)有在煉油廠和石化工業(yè)廣泛使用。不過(guò)，像生產(chǎn)規(guī)劃與調(diào)度、資源優(yōu)化利用等功能已成為過(guò)程管理、確保設(shè)備可用性和質(zhì)量控制的一部分，是極其重要的。因此，雖然不在單一的軟件環(huán)境，這些行業(yè)也用MES的功能。有一種特殊裁剪應(yīng)用的選擇可用于處理特定的任務(wù)，其中一些任務(wù)可以集成，并與集中管理的、開(kāi)放的數(shù)據(jù)庫(kù)通信。

這些應(yīng)用程序的目的是提高運(yùn)營(yíng)績(jī)效，增加運(yùn)行規(guī)程的透明度，生產(chǎn)選擇的識(shí)別。普遍接受的、基于國(guó)際準(zhǔn)則的運(yùn)營(yíng)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)，在這個(gè)行業(yè)使用的越來(lái)越多。然而，現(xiàn)在還沒(méi)有完全標(biāo)準(zhǔn)化的軟件解決方案和一致有效的規(guī)程。

生產(chǎn)鏈接企業(yè)管理的需求正變得日益迫切，特別是在全球需求變化和經(jīng)濟(jì)條件不穩(wěn)定的情況下。因此，這種鏈接的實(shí)施在日益增長(zhǎng)。

5.3.1典型運(yùn)行的一般說(shuō)明

運(yùn)行過(guò)程包括時(shí)間周期為幾個(gè)月或幾年（一般基于線性規(guī)劃LP模型）的長(zhǎng)期規(guī)劃、短期生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度、生產(chǎn)管理、過(guò)程控制與監(jiān)視、材料和能源管理以及采購(gòu)和質(zhì)量保證。圖10給出了整個(gè)價(jià)值鏈的概覽。

圖10:煉油廠價(jià)值鏈長(zhǎng)期線性規(guī)劃（LP）模型的時(shí)間周期從一個(gè)月至五年（取決于什么任務(wù)，范圍可以從生產(chǎn)調(diào)度到投資規(guī)劃），使用ERP生成需求預(yù)測(cè)，附加從原油數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的原料數(shù)據(jù)。LP模型優(yōu)化目標(biāo)值--通常盈利--這取決于原油數(shù)據(jù)、市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)要求和現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)的約束。此外，使用非線性仿真模型和所謂的流表單模擬器進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算。這些工具可以對(duì)不同生產(chǎn)區(qū)域進(jìn)行互聯(lián)模擬?？紤]了要求的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、原料和能量要求以及二氧化碳的排放，該結(jié)果為特定煉油廠優(yōu)化選擇了合適的原油等級(jí)。交付的原料是通過(guò)（LIMS）驗(yàn)證的，并納入庫(kù)存管理?；谶@些數(shù)據(jù)，可以計(jì)劃原油部署、過(guò)程單元分配，以及隨后的產(chǎn)品混合。該調(diào)度數(shù)據(jù)然后傳送給過(guò)程控制工具和系統(tǒng)，它們使用該數(shù)據(jù)優(yōu)化運(yùn)行策略，例如先進(jìn)過(guò)程控制（APC）。

除了購(gòu)買(mǎi)和儲(chǔ)存原料，采購(gòu)還要負(fù)責(zé)保持備件可供運(yùn)行使用。同時(shí)，質(zhì)量控制需要檢查和記錄原材料以及中間品和制成品。為了出具發(fā)票，還要使用附加工具來(lái)計(jì)劃、監(jiān)視和記錄產(chǎn)品的儲(chǔ)存和裝運(yùn)。

一個(gè)煉油廠的所有區(qū)域，關(guān)于供應(yīng)原料、過(guò)程和事件等生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)，通常存儲(chǔ)在中央數(shù)據(jù)庫(kù)中。中央數(shù)據(jù)庫(kù)不僅能夠提供全面的文檔，還能為進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)行及時(shí)進(jìn)行分析和推論。

生產(chǎn)調(diào)度要求：

a）對(duì)時(shí)間周期在1至3個(gè)月的需求，使用LP模型進(jìn)行規(guī)范和分析。ERP提供LP模型以及其它數(shù)據(jù)。

b）在原油數(shù)據(jù)庫(kù)，提供有關(guān)原料的信息。

c）為幾個(gè)煉油廠和石化廠（供應(yīng)鏈管理）創(chuàng)建和優(yōu)化供應(yīng)與生產(chǎn)計(jì)劃。

這個(gè)規(guī)劃為一個(gè)或多個(gè)煉油廠選擇原油。

生產(chǎn)準(zhǔn)備要求：

a）中期規(guī)劃（115天），為煉油廠調(diào)度原油分配和特定單元的具體位置?；贚P模型的結(jié)果為成分混合（多周期，多產(chǎn)品）提出要求。目標(biāo)是優(yōu)化設(shè)備和能力的利用。

b）從ERP系統(tǒng)傳遞數(shù)據(jù)。

生產(chǎn)執(zhí)行要求：

a）把調(diào)度要求轉(zhuǎn)換成過(guò)程控制的設(shè)定值（APC軟件或過(guò)程控制系統(tǒng)）。

b）為成分混合的過(guò)程單元和軟件模塊執(zhí)行計(jì)劃指令。

c）過(guò)程控制包括資源優(yōu)化（設(shè)備，能源，原料）。

d）混合管理軟件，過(guò)程控制系統(tǒng)和APC的軟件。

e）在LP模型中原料利用的規(guī)劃，要根據(jù)更新的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。

f）獲取、計(jì)算和顯示能源消耗（KPI）。APC可使用目標(biāo)函數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。

生產(chǎn)評(píng)估要求：

a）收集和歸檔全廠范圍的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括長(zhǎng)期數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)。

b）分析生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，寫(xiě)報(bào)告，并把數(shù)據(jù)反饋到規(guī)劃模型。

c）月計(jì)劃或重算計(jì)劃（回測(cè)計(jì)劃）應(yīng)與實(shí)際生產(chǎn)的結(jié)果進(jìn)行比較。

5.3.2由MES功能支持的操作

資源管理生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存煉油廠裝載長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃?rùn)z查當(dāng)前和預(yù)期市場(chǎng)需求，對(duì)企業(yè)、工廠和生產(chǎn)級(jí)現(xiàn)有能力的分配為企業(yè)和各個(gè)廠原料供應(yīng)長(zhǎng)期規(guī)劃，同時(shí)考慮原料可用性以及原料運(yùn)輸成本（戰(zhàn)略，戰(zhàn)術(shù)和運(yùn)營(yíng)供應(yīng)規(guī)劃）按照一般的市場(chǎng)需求和客戶實(shí)際需求，長(zhǎng)期規(guī)劃運(yùn)營(yíng)中所需的資產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化，如原料采購(gòu)，產(chǎn)品需求，分散成本，分散能力，生產(chǎn)能力，制造成本和庫(kù)存水平最小化運(yùn)營(yíng)的不適應(yīng)性人員規(guī)劃原料特性的收集與評(píng)估原料分析并使用原油的數(shù)據(jù)庫(kù)；可用原油導(dǎo)致的產(chǎn)量和質(zhì)量數(shù)據(jù)為L(zhǎng)P模型或在供應(yīng)鏈中其他模擬工具輸入數(shù)據(jù)長(zhǎng)期規(guī)劃確保關(guān)鍵資產(chǎn)的及時(shí)可用工廠設(shè)備的計(jì)劃停機(jī)和維護(hù)面向生產(chǎn)狀況的備件采購(gòu)按照預(yù)期的生產(chǎn)階段，計(jì)劃在線人員為人員，材料和設(shè)備在線的長(zhǎng)期計(jì)劃，規(guī)劃需求和容量調(diào)整庫(kù)存水平工單，（暫時(shí)的）容量增加

定義管理生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存分析需求的產(chǎn)品質(zhì)量并決定必要的生產(chǎn)與配方參數(shù)產(chǎn)品質(zhì)量和期限的規(guī)范相關(guān)工單的輸入定義設(shè)備維護(hù)周期和標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)清單（設(shè)備，人員）運(yùn)行相關(guān)的適配經(jīng)濟(jì)庫(kù)存指標(biāo)的確定和管理詳細(xì)調(diào)度生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存運(yùn)營(yíng)設(shè)施和生產(chǎn)任務(wù)的調(diào)度目的是最大化績(jī)效和利潤(rùn)，用物流、數(shù)量和質(zhì)量作為調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)最小化運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)最大化產(chǎn)量和利用率考慮工單數(shù)據(jù)，原料接收和可用路線在煉油時(shí)調(diào)度原油和混合物，分配設(shè)備、單元和生產(chǎn)路線為產(chǎn)品混合調(diào)度成分；分配到終端能源和設(shè)施的規(guī)劃與分配把數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锪骱瓦\(yùn)營(yíng)應(yīng)用人員管理用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)物流規(guī)劃物流調(diào)度的質(zhì)量修正；把原料特性和運(yùn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換為產(chǎn)量、屬性和運(yùn)行限制把規(guī)劃數(shù)據(jù)移動(dòng)到維護(hù)模塊中把規(guī)劃數(shù)據(jù)移動(dòng)到庫(kù)存模塊中

分派生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存根據(jù)調(diào)度和當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)，優(yōu)化運(yùn)行設(shè)備的分配優(yōu)化原料混合（混合材料，路線）的分配基于設(shè)備可用性優(yōu)化材料路線選擇優(yōu)化混合商品的分配，包括管理材料的傳輸輸入，控制和監(jiān)測(cè)質(zhì)量參數(shù)混合成分和產(chǎn)品儲(chǔ)罐選擇路線分析和調(diào)整混合質(zhì)量按照部署和資源計(jì)劃，使用CMMS幫助組織在線維護(hù)任務(wù)時(shí)間按當(dāng)前需求，規(guī)劃/調(diào)整在線資源

執(zhí)行管理生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存優(yōu)化生產(chǎn)單元的管理穩(wěn)定、一致的設(shè)備與單元控制策略（控制系統(tǒng)）自動(dòng)或半自動(dòng)的運(yùn)行規(guī)程（一致的運(yùn)行和質(zhì)量，較少的異常）為設(shè)備控制策略管理可變運(yùn)行參數(shù)集優(yōu)化生產(chǎn)單元（MPC）的運(yùn)行參數(shù)為優(yōu)化整體運(yùn)行（模擬）協(xié)調(diào)設(shè)備參數(shù)根據(jù)規(guī)范的產(chǎn)品混合混合參數(shù)的設(shè)定值控制避免超出規(guī)范要求的改進(jìn)質(zhì)量穩(wěn)定的混合比控制混合質(zhì)量調(diào)整產(chǎn)品質(zhì)量（在線，實(shí)驗(yàn)室）的測(cè)量與記錄工廠資產(chǎn)管理（PAM）收集運(yùn)行設(shè)備參數(shù)送入維修活動(dòng)規(guī)劃到庫(kù)存水平和采購(gòu)備件和材料的接口按工廠需求，在線執(zhí)行維護(hù)活動(dòng)監(jiān)視和調(diào)整工廠資產(chǎn)服務(wù)周期（過(guò)程相關(guān)的資產(chǎn)管理）控制回路性能監(jiān)視，主動(dòng)確定現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和閥門(mén)所需的行動(dòng)基于設(shè)備條件，調(diào)整庫(kù)存數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)收集生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存收集和可視化當(dāng)前過(guò)程和事件參數(shù)（控制系統(tǒng)）使用當(dāng)前和最近（天，周）的運(yùn)行參數(shù)，這些參數(shù)歸檔在控制系統(tǒng)組件中長(zhǎng)期歸檔為當(dāng)前或未來(lái)分析收集和歸檔全廠范圍的運(yùn)行數(shù)據(jù)；通常在控制室之外使用為實(shí)驗(yàn)室收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，定義、收集和儲(chǔ)存通用質(zhì)量指標(biāo)來(lái)自實(shí)驗(yàn)室（LIMS）分析數(shù)據(jù)的收集和存儲(chǔ)根據(jù)設(shè)備變化的結(jié)果，更新維護(hù)數(shù)據(jù)根據(jù)設(shè)備變化，在線更新庫(kù)存水平數(shù)據(jù)

跟蹤生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存通過(guò)目標(biāo)對(duì)比實(shí)際進(jìn)行評(píng)估，顯示在現(xiàn)場(chǎng)條件下的運(yùn)行參數(shù)通過(guò)目標(biāo)對(duì)比實(shí)際進(jìn)行評(píng)估，顯示在現(xiàn)場(chǎng)條件下的質(zhì)量參數(shù)可以根據(jù)定義的機(jī)制，調(diào)整維護(hù)數(shù)據(jù)可以根據(jù)定義的機(jī)，調(diào)整庫(kù)存的數(shù)據(jù)

分析生產(chǎn)質(zhì)量維護(hù)庫(kù)存通過(guò)計(jì)劃對(duì)比實(shí)際進(jìn)行分析用LP模型拿規(guī)檔運(yùn)行數(shù)據(jù)與規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行比較用當(dāng)前數(shù)據(jù)修正規(guī)劃模型歸檔生產(chǎn)參數(shù)的評(píng)估分析和記錄運(yùn)行參數(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析和記錄設(shè)備或單元異常情況分析和記錄運(yùn)行參數(shù)的相關(guān)性報(bào)警，事件和消息列表的評(píng)估分析和記錄控制系統(tǒng)中報(bào)警、事件和消息歸檔事件順序的評(píng)估分析和記錄異常情況的事件順序數(shù)據(jù)（SOE）分析和記錄質(zhì)量數(shù)據(jù)和關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)（KPI）分析和記錄維護(hù)數(shù)據(jù)運(yùn)行時(shí)間，人員開(kāi)支，技術(shù)有問(wèn)題地區(qū)，成本運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行區(qū)域的相關(guān)性分析和記錄庫(kù)存數(shù)據(jù)消