MES模型與ISA95標(biāo)準(zhǔn)

1、精品字里行間精品文檔MES模型與ISA-95標(biāo)準(zhǔn)作者：佚名資料庫來源：unknow點(diǎn)擊數(shù)：962更新時(shí)間：2006-11-17MES模型行業(yè)新路標(biāo) 在70年代至80年代初, 制造企業(yè)采用了管理車間層的系統(tǒng)后，就一直希望在純控制層面上拓展具有組織生產(chǎn)信息功能的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。 然而，想實(shí)現(xiàn)這個(gè)愿望，首先需要解決的問題就是“如何獲得一個(gè)能夠始終根據(jù)生產(chǎn)流程提供的信息，進(jìn)行及時(shí)更新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)？” 顯然，目前的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)沒能充分地實(shí)現(xiàn)雙向信息流的交互。因此，能夠?qū)⑦@兩個(gè)系統(tǒng)同步和協(xié)調(diào)起來的中間層系統(tǒng)勢必將會應(yīng)運(yùn)而生。 這個(gè)中間層將制造和執(zhí)行過程統(tǒng)一起來。根據(jù)它的功能特點(diǎn)，許多組織都對它的定義進(jìn)行了闡

2、述.其中AMR（美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)）對MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）的定義最為普遍所接受。 為什么要制定一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)？ 許多國際組織都對MES的功能給出了明確的定義，并且還相繼開發(fā)了相應(yīng)模型，用于描述和標(biāo)準(zhǔn)化這類軟件系統(tǒng)。 但是，這些MES模型給出的定義都不夠全面，對生產(chǎn)實(shí)體的大部分選件和系統(tǒng)并沒有作出明確的闡述。 在MESA(制造企業(yè)解決方案協(xié)會)給出的模型中，ISA-95標(biāo)準(zhǔn)定義了MES系統(tǒng)集成時(shí)所用的術(shù)語和模型。該標(biāo)準(zhǔn)是由 ISA（儀器、系統(tǒng)和自動(dòng)化協(xié)會）和ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）共同發(fā)起制定的。 為了能研發(fā)出高效的MES系統(tǒng)，必須恰當(dāng)?shù)亩x軟件功能，物理模型、業(yè)務(wù)流程和生產(chǎn)流程。從這個(gè)角度

3、考慮，ISA-95標(biāo)準(zhǔn)是把簡單的生產(chǎn)活動(dòng)通過模型運(yùn)用到了主要的制造區(qū)域中。 最終的模型要比MESA定義的模型更加寬泛。無論是終端客戶在需求說明中使用, 還是供應(yīng)商在系統(tǒng)描述中使用，該模型都足夠規(guī)范和具體。 ISA-95標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是減小風(fēng)險(xiǎn)、降低成本、減少在實(shí)施企業(yè)系統(tǒng)和制造作業(yè)系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤、并且簡化操作、易于集成。 根據(jù)ISA-95標(biāo)準(zhǔn)，制造作業(yè)管理活動(dòng)包括對生產(chǎn)、維修、質(zhì)量、庫存4大部分的管理。 ISA-95規(guī)范要求旨在鼓勵(lì)使用通用的術(shù)語和模型，也就是鼓勵(lì)軟件供應(yīng)商在提供給客戶的產(chǎn)品和參考框架中均實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。 事實(shí)上，大多數(shù)的制造商都擁有多種生產(chǎn)管理應(yīng)用程序。這些程序是由不同的供應(yīng)商提供

4、的。這就使得集成工作變得更加復(fù)雜，并且提高了實(shí)施和維護(hù)工作的成本。 特別是對于通用模型，需要有共同的術(shù)語和共通的理解來支持它。ISA-95標(biāo)準(zhǔn)的出臺，定義了企業(yè)的功能視圖，徹底改善了上述情況的發(fā)生。 ISA-95標(biāo)準(zhǔn)新的挑戰(zhàn) 制造作業(yè)管理是從事制造的實(shí)體在對物料的轉(zhuǎn)變和裝配過程中所進(jìn)行的對人、設(shè)備、物料和能源的協(xié)調(diào)活動(dòng)，其中包括了設(shè)備、人員和信息系統(tǒng)的所有活動(dòng)。 這些活動(dòng)的實(shí)施意味著該實(shí)體履行了它的使命。 制造作業(yè)管理包括了對所有資源（人員、設(shè)備和物料）的進(jìn)度安排、效用、能力、定義、歷史和狀態(tài)的信息活動(dòng)管理。通常，行業(yè)系統(tǒng)會根據(jù)其不同的需求分為不同的功能類型。在ISA-95標(biāo)準(zhǔn)提出的企業(yè)管理層

5、次模型中，企業(yè)作業(yè)分為4層（如圖1所示），其中第3層的職能是制造執(zhí)行系統(tǒng)。 圖1 功能模型 根據(jù)ISA-95標(biāo)準(zhǔn)，制造作業(yè)管理可以細(xì)分為4個(gè)部分：生產(chǎn)作業(yè)管理、維修作業(yè)管理、質(zhì)量作業(yè)管理、庫存作業(yè)管理。這種劃分用于定義制造實(shí)體的生產(chǎn)活動(dòng)。 ISA-95標(biāo)準(zhǔn)由三部分組成，主要是針對企業(yè)控制系統(tǒng)各部分的集成問題。 第一部分定義了業(yè)務(wù)系統(tǒng)和制造作業(yè)系統(tǒng)間信息交互時(shí)所用的模型和術(shù)語。第二部分定義了與第一部分定義有關(guān)的對象模型屬性。第三部分定義了制造作業(yè)管理在集成企業(yè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)時(shí)所用的數(shù)據(jù)流和生產(chǎn)活動(dòng)模型（如圖2所示）。 圖2 數(shù)據(jù)流和生產(chǎn)活動(dòng)模型 在圖2中小橢圓代表了各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)。它所要求的任務(wù)在

6、ISA-95標(biāo)準(zhǔn)中都有相關(guān)的定義。 現(xiàn)在，重點(diǎn)來看第三部分，這是與MES軟件解決方案聯(lián)系最密切的環(huán)節(jié)。圖中每個(gè)小橢圓都表示了當(dāng)業(yè)務(wù)層的需求生成工廠層生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，在一個(gè)生產(chǎn)實(shí)體上所有生產(chǎn)活動(dòng)的集合。 最上面的4個(gè)箭頭表示與業(yè)務(wù)層物流系統(tǒng)進(jìn)行信息交換。 遵循ISA-95標(biāo)準(zhǔn)，用戶可以具體定義整個(gè)制造流程。該標(biāo)準(zhǔn)特別地給出了產(chǎn)品的定義，描述了如何制造產(chǎn)品；定義了生產(chǎn)能力，詳細(xì)闡述了什么可用于生產(chǎn)；定義了生產(chǎn)計(jì)劃，明確了生產(chǎn)什么和使用什么。此外，還定義了生產(chǎn)績效，以便掌握生產(chǎn)出了什么和使用了什么等相關(guān)信息。這里，對生產(chǎn)活動(dòng)的定義不僅僅是為了說明系統(tǒng)、軟件或人員的組織結(jié)構(gòu)，更是為了使用該模型以幫助識別可

7、能執(zhí)行的生產(chǎn)活動(dòng)與和生產(chǎn)活動(dòng)相關(guān)的角色。例如，ISA-95標(biāo)準(zhǔn)定義的是生產(chǎn)什么，而不是定義應(yīng)當(dāng)如何組織生產(chǎn)。這是因?yàn)椴煌慕M織機(jī)構(gòu)可能有不同的組織角色，人員或系統(tǒng)所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧歉鞑幌嗤摹?西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)是最早開發(fā)MES的供應(yīng)商之一。一直以來，始終遵循ISA-95標(biāo)準(zhǔn)并且在開發(fā)SIMATIC IT產(chǎn)品時(shí)也是以該標(biāo)準(zhǔn)為結(jié)構(gòu)藍(lán)圖。 ISA-95標(biāo)準(zhǔn)也是今后SIMATIC IT研發(fā)的指導(dǎo)方針。 長久以來，市場分析機(jī)構(gòu)（AMR和ARC）和軟件/解決方案制造商（SAP和微軟）對ISA-95不懈努力的推廣已經(jīng)使它成為了MES應(yīng)當(dāng)遵循的新標(biāo)準(zhǔn) ISA-95對客戶、集成商和供應(yīng)商的益處 顯然，最明顯的

8、益處在于定義的一套通用術(shù)語和名詞。這使得業(yè)務(wù)層的員工可以與制造層和控制層的員工進(jìn)行交流。傳統(tǒng)上，對同樣的工作任務(wù)，不同的組使用的是不同的語言，或是給起不同的名字，這就容易導(dǎo)致誤解和不必要的計(jì)劃延遲和錯(cuò)誤。但是現(xiàn)在，技術(shù)工人，操作員工，經(jīng)理和CEO可以很好的進(jìn)行溝通交流，而且即便是不同公司的人員也可以使用該通用的術(shù)語進(jìn)行對話。 產(chǎn)品包可以幫助客戶“入門、學(xué)習(xí)和成長”。 用戶 終端客戶是指購買和使用產(chǎn)品的公司。 當(dāng)終端客戶購買、評估和使用一種產(chǎn)品時(shí)，他會考慮與ISA-95有關(guān)的許多方面以及從中的受益情況。 原則上，一個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目是對業(yè)務(wù)/企業(yè)系統(tǒng)和制造作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行集成。ISA-95企業(yè)-控制功能模

9、型可以作為定位項(xiàng)目功能和數(shù)據(jù)流的起點(diǎn)。 除此之外，終端客戶會比較不同供應(yīng)商的產(chǎn)品。 在這種情況下，ISA-95標(biāo)準(zhǔn)是 “通用的語言”。 實(shí)際上，在企業(yè)-控制功能模型的子功能列表中，已明確的要求供應(yīng)商必須對以下問題做出詳細(xì)地說明，這包括：其產(chǎn)品涵蓋了哪些子功能， 哪個(gè)產(chǎn)品包含了這個(gè)功能以及在供應(yīng)商自己的術(shù)語中，它的名稱是什么。 集成商 集成商是要參與選擇和實(shí)施解決方案的。為了能夠挑選到適合的解決方案，集成商應(yīng)該對產(chǎn)品功能有足夠的了解，并且還應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確的知道他們期望從中獲得什么。 如果客戶需求的是屬于制造作業(yè)系統(tǒng)、企業(yè)系統(tǒng)或是兩個(gè)系統(tǒng)都具有的功能，那么第1步最重要的就是了解。 企業(yè)-控制功能模型對不同功能給出了詳細(xì)的定義。 需求可以進(jìn)一步細(xì)分為是屬于生產(chǎn)、維護(hù)、質(zhì)量和庫存。 根據(jù)作業(yè)模型的生產(chǎn)活動(dòng)，如具體的排產(chǎn)、調(diào)度、數(shù)據(jù)采集等，可以對需求進(jìn)行分類。 按照ISA-95標(biāo)準(zhǔn)，如果集成商對需求及其類型有足夠的了解，那么在對需求進(jìn)行完全的劃分之后，他們就會很容易的看到哪些需求可以合并且只需由一個(gè)應(yīng)用程序組件支持，或是如何采用不同的應(yīng)用程序組件以滿足盡可能多的需求。 供應(yīng)商 供應(yīng)商是指開發(fā)和售賣產(chǎn)品的公司。 ISA-95標(biāo)準(zhǔn)詮釋了企業(yè)/控制系