浅谈MES的技术框架特点及硬件支持环境

MES系统的技术框架主要有四个层次：系统支撑层、数据与系统支持层、业务逻辑层和用户界面层。其主要特点体现在以下几点：

1. 制造执行全过程的柔性协调

谷器MES的业务流程管理体现在两个方面：一是从订单创建、技术准备、生产准备、下发控制、执行监控及完工入库的主流程管理，从而能够实现基于状态协调的全过程管理；二是以订单工序为核心的现场自检、互检、专检及现场工艺展示的控制，从而形成以工序节点为核心的制造执行数据包的有效管理。

2. 物料流、信息流和控制流等过程与信息的有效管理

面向车间生产管理的谷器MES还体现在对物料流、信息流和控制流的有效管理。对于物料流来说，并非特指毛坯类的加工物料，而是涵盖了车间所有用以周转的实物，包括刀具、量具、工艺文件等，为实现有效的车间实物位置和状态的监控，必须引入条码技术，同时考虑到车间现场的油污环境，一般采用二维码的形式实现车间实物的唯一标识；对于信息流来说，主要体现在随制造执行过程的进行，任务信息、工艺信息及执行信息的交互协调，体现在基于结构化和数字化的信息管理基础上的信息集成；对于控制流来说，主要体现在两个方面：一是任务、技术准备、生产准备、下发控制、过程执行、入库等全过程的状态控制。二是面向底层数字化硬件设备，如数控机床、数字化检测设备等的指令下发与状态反馈，除了对底层的控制，控制流同样表现为信息流的形式需要MES进行综合管理。

3. 以计划排产和动态调度为核心的闭环执行控制

计划排产与动态调度是实现有序、协调、可控和高效快速响应制造执行的核心，主要体现在单个方面：一是高效的计划排产能有效地支持制造资源的优化配置，使订单执行处于有序、协调的状态；二是灵活的动态调度能有效地支持对各种生产突发事件的响应处理，使作业排产方案能始终反映现场实际状态，从而保持指导性，属于作业计划的闭环控制；三是作业排产计划不仅是加工设备等核心资源配置的依据，同时也是牵引物料、刀具等辅助资源有序配置的依据，在生产准备完成订单工序所需物料、量具等资源的需求定义之后，基于作业排产方案中的订单工序时间节点信息，立体库、物资库等据此可进行是否出库的控制，进而通过现场的实物到位确认，形成一种资源闭环控制机制，从而增加生产的有序协调。

MES硬件支撑环境是需要纳入数字化制造系统和数字化生产的整体架构进行规划的。数字化制造系统是以数字化硬件环境为支撑，综合利用网络技术和计算机技术，实现数字化制造相关业务信息和过程管理的支撑系统，该系统涵盖设备层的数字化控制、车间层的数字化制造执行、企业层的数字化集成管理等，支持制造企业信息流、物料流和控制流的集成与协同。数字化制造系统涉及硬件支撑环境及软件集成应用两个方面：硬件包括数字化加工及装配设备、物料存储与输送系统、检测与监控设备及计算机网络控制设备；软件包括PDM、ERP、CAPP、MES、DNC等系统。