制造执行系统(MES)是位于上层的计划管理系统与车间现场底层的工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统。它能够通过信息的传递，对从产品开始投入生产一直到其完成的整个生产过程进行优化管理，并通过收集、处理生产过程中大量的实时数据和事件，对企业的生产活动做出指导、响应和报告的系统。可以减少企业内部无效的生产行为，促进生产操作和过程的有效进行。
1 机加车间生产管理现状分析
某企业机加车间为典型离散制造过程，多品种、变批量生产形式，目前在生产计划与调度、质量管理、资源管理及库房管理四个方面现状如下：
1.1 生产计划与调度
车间生产计划由企业生产综合部负责，制定周月计划并进行报表统计，车间调度随时下达并调整计划，协调处理各类突发事件，产生以下问题：生产排产由调度人员依靠经验完成，存在优化空间；市场和客户需求快速多变，生产作业计划需要经常进行调整；为保证生产可持续及应付紧急订货，多以加大库存的方法来解决，致使零部件和成品积压增多，库存资金积压；调度人员需频繁处理各类突发事件，工作量较大；调度员每天手工填写生产完工情况报表，生产计划部计划员又要针对每日完工情况对日报表进行重新汇总，造成管理人员工作繁重、重复、容易出错。
1.2 质量管理
产品出现质量问题，难于追溯相关责任人员；各类质量数据繁多，报表统计工作量大；根据统计结果和趋势分析预防生产中出现的问题比较困难。
1.3 资源管理
及时、全面地掌握设备加工能力及操作者的具体情况比较困难；各类资源记录采用人工方式，效率及准确率较差；刀具等资源相关信息的查询需花费较多时间。
1.4 库房管理
库房仅与财务联网，而与业务接触同样比较频繁的生产管理等部门之间的信息流转不够畅通；各部分责任人员需经常去各个库房进行信息收集；现场盘点耗时、耗力；个别时间久远的库房物资容易被遗忘。
2 系统建模
针对该机加车间生产管理流程进行分析，同时结合先进生产管理系统的相关模型，确定系统边界及外部接口，分析系统的功能活动及联系，建立制造执行系统功能模型及子系统功能结构。
IDEFO是由结构化分析方法得到的建模方法。采用IDEFO方法表达系统的活动和数据流以及它们之间的联系，通过IDEFO方法建立系统功能模型，如图1所示。
图1 机加车间制造执行系统功能模型
2.1 生产计划与调度管理系统
系统根据实际情况实现合理的生产运作，对生产过程中的资源进行恰当的分配和管理，通过对生产任务进行逐层分解，最终获得可控制和可操作的子任务。此外，该系统还可协调多部门间的工作，进行产品生产过程的管理和控制。系统包括生产计划与调度管理、车间计划管理、外协管理及生产完工情况统计四个模块。
2.2 质量信息管理系统
根据企业质量管理的业务流程及存在问题，通过系统管理平台模块、生产质量数据采集与统计分析模块、计量器具管理模块、质量体系审核模块、质量文档管理模块、质量标准信息管理模块的确立，实现生产过程的质量控制与管理。质量信息管理系统包括质量数据采集与统计、计量器具管理、质量体系审核等模块。
2.3 资源管理系统
车间生产的各项资源是实现产品加工的必要保证。尽可能使相关环节减少对资源的占有，在提高生产效率的同时有效控制生产成本，以此为目标设计开发资源管理系统，它包括刀具管理、盛具管理、工装管理、设备管理、NC程序管理等模块。
2.4 物资库房管理系统
物资库房管理系统主要是利用信息化手段提高库房管理水平，提高工作效率，实现物资信息的动态更新。
系统通过库存操作管理、库存信息管理、仓库信息管理、库存报表与系统维护五个模块实现库房管理，其中库存操作管理模块是系统的核心。
3 系统实现
软件系统采用用户界面层、请求处理层、业务逻辑层、数据持久层、数据存储层五层技术架构进行设计，业务逻辑层是本系统的核心部分，主要完成系统内各功能模块的业务处理逻辑。
系统的数据访问采用B/S模式，开发过程中，选择ORACLE作为系统管理数据库，JAVA作为开发软件。开发的软件系统，如图2所示。
图2 机加车间制造执行系统实现
4 结论
本文针对某企业机加车间开发了基于WEB的制造执行系统，在统一规划下重点进行生产计划与管理、质量信息管理、资源管理、物资库房管理四项子系统的建设。
通过系统实施，能够实现机加车间生产信息的集成管理，实现资源共享，解决信息掌控时间滞后的问题，为企业领导提供决策依据，为数字化生产管理提供有效支持。
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本文标题：机加车间制造执行系统技术研究
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