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计算机集成制造
(Computer Integrated
Manu-facturing,
简称
CIM,CIM
是指在所有与生产有关企
业部门中集成地用电子数据处理，
CIM
包括了在生产计划和控制、
计算机辅助设计、
计算机
辅助工艺规划、
计算机辅助制造、
计算机辅助质量管理之间信息技术上的协同工作，
其中为
生产
产品所必需的各种技术功能和管理功能应实理由集成。
企业资源规划
(Enterprise Resourse P
lanning),
简写
ERP
。管理
整个企业的资源，跟生产过程没
有关系。
生产管理系统
/
制造执行管理系统
Manufacturing Execution Syste
m
，
简写
MES
，
面向生产过程
中的系统。
制造执行管理系统
(MES)
是企业
CIMS
信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现
车间生产敏捷化的基本技术手段。本文介绍了
MES
的概念、功能模型，以及
MES
与
E
RP
及
现场自动化系统之间的关系，
并
且描述了
MES
系统的典型结构。
概
述
制造业是我国国民
经济重要的支柱产业，在第二产业中占据中心地位
。伴随中国加入
WTO
和经济全球化，中
国正在成为世界制造业的中心。
中国的制造业企业面临日益激烈的国内外竞争，
如何迅速提
高企业的核心竞争力，很重要的一点，就是以信息化带动工
业化，
加快信息化进程，走新型
工业化道路，实现全社会生产力
的跨越式发展。
纵观我国制造业信息化系统的应用现状，
建设的重点普遍放在
ERP
管理系统和
现场自动化系统
(Shop Floor Control
System, SFC)
两个方
面。但是，由于产品行销在这
一、二十年间从生产导向快速地演变成市场导向、竞争导向，
因而也对制造企业生产现场
的管理和组织提出了挑战，
仅仅依靠
ERP
和现场自动化系统往往
无法应付这新的局面
。
工厂制造执行系统
(Manufacturing
Execution System, MES)
恰好能填补
这
一空白
。
工厂制造执行系统
MES
是近
10
年来在国际上迅速发展、
面向车间层的生产管理
技术与实时信息系统。
M
ES
可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，
帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。适用于不同行业
(
家电、
汽车、半导体、通讯、
IT
、医药
)
，能够对单一的大批量生产和既有
多品种小批量生产又有大
批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。目前国外
知名企业应用
MES
系统已
经成为普遍
现象，国内许多企业也逐渐开始采用这项技术来增强自身的核心竞争力。
返回
企业计划层与过程控制层之间的
信息
“
断层
”
问题
我国制造业多年来采用的传统生产过程的
特点是
“
由上而下
”
按计划生产。
简单的说是从计划层到生产控制层：
企业根据订单或市场等
情况制定生产计划
—
< br>生产计划到达生产现场
—
组织生产
—
产品派送
。
企业管理信息化建设的
重点也大都放在计划层，
以进行生产规划管理及一般事务处理。
如
ERP
就是
“
位
”
于企业上层
计划层，用于整合企业现有的生产资源，
编制生产计划。
在
下层的生产控制层，企业主要采
用自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流搬运储
存设备等解决具体生产
(
制程
)
的生
产瓶颈，实现生产现场的自动化控制。
由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更
新，一个制造
型企业能否良性运营，关键是使
“
计划
”
与
“
生产
”
密切配合，企业和车间管理人
员可以在最短的时间内掌握生产现
场的变化，
作出准确的判断和快速的应对措施，
保证生产
计划得到合理而快速修正。
虽然
ERP
和现场自动化系统已经发展到了非常成熟的程度，
但是
由于
ERP
系统的服务对象是企业管理的上层，
一般对车间层的管理流程不提供直接和详细的
支持。
< br>而现场自动化系统的功能主要在于现场设备和工艺参数的监控，
它可以向管理人员
提
供现场检测和统计数据，但是本身并非真正意义上的管理系统。所以，
ERP
系统和现场自动
化系统之间出现了管理信息方面
的
“
断层
”
，
对于用户车间层面的调度和管理要求，
它们往往
显得束手无策或功能薄弱。
比如面对以下车间管理的典型问题，
它们就难以给出完善的解决
手段：
?
出现用户产品投诉的时候，能否根据产品文字号码追溯这批
产品的所有生产过程
信息？能否立即查明它的：原料供应商、操作机台、操作人员、经过
的工序、生产时间日期
和关键的工艺参数？
?
同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动
校验和
操作提示以防止工人部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误
？
?
过
去
12
小时之内生产线上出现最多的
5<
/p>
种产品缺陷是什么？次品数量各是多少？
?
目前仓库
以及前工序、
中工序、
后工序线上的每种产品数量各是多少？要分别供应给哪些供应商？
何
时能够及时交货？
?
生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？影响
设备生
产潜能的最主要原因是：
设备故障？调度失误？材料供应不及时？工人培训不够？还
是工艺指标不合理？
?
能否对产品的质量检测数据自动进行统计和分析，精确区分产品质
量的随机波动
与异常波动，将质量隐患消灭于萌芽之中？
?
能否废除人工报表，自动统计
每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码？
MES
的定位，是处于计划层和现场自动
化系统
之间的执行层，主要负责车间生产管理和调度执行。一个设计良好的
MES
系统可以在统一
平台上集成诸如生产调度、产
品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能，使
用统一的数据库和通过网络
联接可以同时为生产部门、
质检部门、
工艺部门、
物流部门等提
供车间管理信息服务。系统通过强调制造过程的整体优化来帮助
企业实施完整的闭环生产，
协助企业建立一体化和实时化的
ER
P/MES/SFC
信息体系。
CIM
计算机集成制造
(Computer Integrated
Manu-facturing,
简称，
CIM
。
20
年来，
CIM
概念不断得
以丰富和发展。
CIM
在世界各工业国的推动下，
历经了百家争鸣的概念演变而进入蓬勃发展
时期。
80
年代初，美国和日本关于
CIM
的定交基本上都是紧密围绕制造和产品开发这一范
围。德国自
80
年代初期开始注意
探
讨
CIM
这一主题，出现了各种不同的概念定义，直到
1985<
/p>
年
(
联邦
)
德车经济和平委员会
(AWFA)
提出了<
/p>
CIM
的推荐性定义，
取得了一定程度上
的统
一。
其推荐的定义是：
CIM
是指在所有与生产有关企业部门中集成地用电子数据处理，
CIM
包括
了在生产计划和控制、计算机辅助
设计、
计算机辅助工艺规划、计算机辅助制造、
计算机辅
助质量管理之间信息技术上的协同工作，
其中为生产产品所必需的各种
技术功能和管理功能
应实理由集成
。
1
990
年美国
IBM
公司对
CIM
的定义是应用信息技术提高组织的生产率和响
应能力。
1991
年日本能率协会提出
CIM
的定义为：为实现企业适应今后企业环境的经营战
略，
有必要从销售市场开始对开发、生产、物流、服务进行整伍优化组合。
CIM
是以信息作
为媒介，
用计算机把企业活动蝇多种业
务领域及其职能集成起来，
追求整体效率的新型生产
系统。最近
欧共体
CIM-OSA(
开放系统结构
)
课题委员会
(21
个欧洲自动化公司
和研究机构，
包括
IBM
，
DEC
，
HP
公司在欧洲
的分公司，
概括了上述各国
CIM
定义
的基本要点，
其一是
业
的各个生产环节是不可分割的，
需要统一考虑：
二是
整个制造生产过程实质上是信息的采集、
传递和加工处理的过程。它对
< br>CIM
的定义是：
“CIM
是信
息技术和生产诉综合应用，其目的
是提高制造型企业的生产率和响应能力，
由此，企业的所有功能、
信息、组织管理方面都是
一
个集成起来的整体的各个部分
”
。
我国
经过
7
年多
863
计划对
CIM
的实践，
认为
“CIM
是一
种组织、管理与运行企业生产的
新哲理，它助计算机硬、软件，综合运用现代管理技术、制
造技术、信息技术、自动化技
术、系统工程技术，将企业生产全部过程中有关人、技术、经
营管理三要素集成起来，<
/p>
并将其信息流与物流有机地集成及优化运行，
以实现产品高质、<
/p>
上
市快、面本低、服务好
(
简称
T.Q.C.S)
，从而使企业赢得市场竞争<
/p>
”
。对上述定义可进一步阐
述为如下
5
点：
是一种组织，管理与运行企业生产的哲理，其宗旨是使企业的产品质量高、上市
快、成本低、服务好、从而使企业赢得竞争。
2.
企业生产的各个环节，即市场分析、经营决策、管理、产品设计
、工艺规划、加工制