德国FhG-IITB斯导教授来访研讨信息检索技术

为进一步提高先进制造与自动化科学数据的检索效率和准确率，提高科学数据和技术信息共享服务水平，2008年6月18日在北京，项目负责人李丽亚研究员等与来访的德国FhG-IITB研究所前所长斯导教授、驻北京代表处穆宏先生就双方合作开展的国家国际科技合作计划重点项目“基于知识管理的数据共享关键技术研究”中的有关技术问题进行了交流和研讨。

项目组首先介绍了该项目自2007年10月以来的研究工作进展，包括本体构建、用户需求分析、全文索引与检索、基于本体的语义查询、本体的（半）自动化构建等5个方面的内容。斯导教授对项目组前期工作表示充分地肯定和赞赏。

根据项目进度安排，双方就下一步工作的重点和难点进行了深入讨论，并计划于2008年9月下旬组织我方专业技术人员赴德国进行技术交流。届时，德国FhG-IITB研究所将安排信息检索领域专家与项目组研究人员进行座谈，并邀请卡尔斯鲁厄大学的资深教授开展有关本体以及信息检索方面的培训。

机械行业专家到项目组指导工作

先进制造与自动化科学数据共享网项目自2005年10月立项至今已两年多时间，距离2008年底结题验收只有半年时间。为确保项目圆满完成各项任务，保证数据的实用性、科学性和先进性，为广大用户提供高质量的数据和服务，4月份以来，项目组聘请多位机械行业专家专门对数据和网站进行测试，协助项目组完善数据质量和改进网站功能。

6月5日，项目组邀请北京机电研究所戴钧陶研究员、朱旗研究员、机械科学研究院郭杰研究员就项目在数据质量和网站服务方面存在的问题进行了研讨。专家们通过听取项目组介绍、网站演示了解了项目有关情况，对项目如何更好地为机械行业企业技术创新做好支撑提出了很多好的意见和建议。

美国佐治亚理工学院教授访问项目组

6月17日，在北京理工大学刘云教授的陪同下，美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的Diana Hicks教授和Juan Rogers教授一行5人到项目组进行了访问。

项目组首先向美国佐治亚理工学院教授介绍了“先进制造与自动化科学数据共享网”项目的基本情况和近两年来取得的阶段进展，并介绍了与德国弗劳恩霍夫信息与数据处理技术研究所合作基于本体的检索技术研究的背景、内容及进展。

　

Diana Hicks教授和Juan Rogers教授对本体研究表现出较大兴趣，详细询问了项目的研究思路和方法。双方就知识管理领域的相关内容进行了热烈讨论，一致认为今后要加强交流，积极开展实质性合作。

工作交流

制造执行系统(MES)的发展和挑战

20世纪90年代以来，经济全球化的趋势日益加强，信息技术的发展极为迅速，市场环境发生了根本性的变化。顾客驱动已成为市场的主要特征，市场竞争的要素涉及到供货时间、质量、价格、服务和环境。而信息技术的广泛采用，使得以顾客订货和市场需求为轴心的生产活动已可以不受时间和地域的限制，竞争的高科技含量因此大大提高了。面对激烈竞争，企业界的重要对策就是采用将制造技术与信息技术、自动化技术、现代管理技术和系统科学技术有机融合的新一代先进制造技术。

ERP立足于经济全球化的环境，面向正在迅速形成的供应链，从企业全局的角度对经营和生产进行全面计划，并实施企业资源的一体化管理。它以财务管理为核心，将资金流，物流与信息流加以有机结合，使整体价值链管理的概念得以实现。在典型的ERP软件平台中，财务管理(包括会计核算，财务管理)、生产控制(包括生产计划，制造)、物流管理(包括采购，库存管理，销售)和人力资源管理等是基本功能模块。

完整的、能够引导一个企业保持长期的业务利益和价值的企业信息系统，必须是控制、制造执行系统MES和企业规划系统ERP三者协同作用的整合。当前摆人们面前的严峻问题是，如何使对企业信息技术网络的投资能迅速取得回报？正确认识MES的作用和正确地发挥MES的作用，是非常关键的事情。MES是上承ERP、下接控制系统的桥梁是沟通ERP和生产制造的控制系统之间的关键环节。

制造系统由一系列包括机器、工具、物料处理设备和人员等元素组合而成，目的是把原材料转化为成品。系统的输入是除原材料以外，还有信息(顾客定单、系统现行状况等)，资本(资金、设备和固定资产)和能源(劳动力、电力和辅助能源等)：系统的输出是成品、信息、废品和利润。

在制造系统生产控制上，20多年来存在着两种不同的方法：基于成本控制机制的制造系统(LEAN)和基于运行状况控制机制的制造系统(MES)。二者有很大的区别，尤其是在产品成本、质量和产出时间等参数上的要求等方面。LEAN强调成本和效率，不考虑弹性和速度，如果订货批量小、要求高，影响成本和效率，按照LEAN的理念只能不接受订货。现在管理的理念更注重弹性和和响应速度，近年来出现了将二者优点结合起来的整体设备效能概念，综合考虑可用性、性能和质量等因素。

按照国际MES协会所给出的定义，MES提供从接受订货到制成最终产品全过程的生产活动实现优化的信息。它采用当前的和精确的数据，对生产活动进行初始化，及时引导、响应和报告工厂的活动，对随时可能发生变化的生产状态和条件做出快速反应，重点削减不会产生附加值的活动，从而推动有效的工厂运行和过程。MES改善运行设备的回报，以及改善及时交货、库存周转、毛利和现金流通性能。MES通过双向通信，提供整个企业的生产活动以及供应链中以任务作为关键因素的信息。其关键词是精确的实时数据，这是以业务为基础的ERP和MRP-II系统未曾加以考虑的。

ERP/MRP的环境是以具体事务为基础的。其数据交换系对生产调度、运输安排或对生产计划要求的响应。与此不同的是，控制的决策必须在“秒”级，甚至更短的时间内完成，它对生产过程、操作人员，或对材料的操作需求做出响应。显然，实时环境和实时响应的差异影响着绝大多数的具体业务及其在控制层的执行。传统的数据流和控制流在ERP与控制层之间存在着巨大的鸿沟。

与此相反，MES能提供的材料数据是与生产消耗相关的，同时能生成基于精确执行时间的材料供应提前量，这将改善仓储控制。准确的生产模型是与实际测量相对于计划时间表的关系紧紧相连的，因而可用来修正过程模型，而且有助于精确表达生产计划的实时行为。

在当今激烈竞争的世界经济中，要占有“最有价值”的地位，必须使企业具有最好的质量、最佳的客户服务、最低的制造成本、快速响应，以及灵活性的特点。而要达到这样的水平，就必须在正确的时间提供正确的信息才可能进行最佳的决策。这就要求不断地对公用的数据库进行改善，同时让每个部门都拥有把数据转化为有用信息的工具。怎么能做到这些呢？唯有MES才能真正向企业提供以上这些功能。

主要的制造信息系统有：ERP(企业资源计划)、SCM(供应链管理)、SSM(销售和服务管理)、P/PE(产品和过程工程)，以及MES(制造执行系统)和控制。MES向ERP提供实际生产数据，如成本、周期时间、产出和其它生产数据。MES向SCM提供实际订货状态、生产能力和容量、班次间的约束等。MES向SSM提供在一定时间内根据生产设备和能力成功进行报价和交货期的数据。MES向P/PE提供有关产品产出和质量的实际数据，便于CAD/CAM作适当调整。MES向控制提供在一定时间内使整个生产设备以优化的方式进行生产的工艺规程、配方和指令等，将其下载。

MES也从其它系统取得数据，以保证工厂的智能化操作运行。例如ERP的生产计划模块供给MES做工作调配：供应链向MES提供计划和调度是为了确定工厂生产活动的时间表：销售/服务的配置和报价模块为MES提供生产信息的底线：P/PE向MES发出工作指令，配方(recipe，泛指一组相互关联的工艺数据，也可能是一组材料的比例)，工艺规程和运行参数：来自控制的数据用作测量实际性能和操作条件。

MES共有11个功能模块，包括：

(1)资源(包括机械设备，工具，熟练劳工，材料，其它设备及文挡等)配置和状态模块。资源管理包括为满足生产调度目标的储备和调配。

(2)生产单元(以任务、订单、批次、批量和工作命令等形式表达)调度模块。本模块具有改变工厂级规定计划的能力。还提供返工处理和废品处理，以及在任何具有缓冲管理的点控制生产流程中工件数量的能力。

(3)文件/文挡控制模块。按生产单元控制和保存，包括工作指令、配方、图纸、标准操作规程、零件计划。向生产执行部门下达指令，包括向操作人员提供数据，或向设备控制提供配方。它还包括对环境、卫生保健和安全法规的控制和完善，以及ISO9000的相关信息(如纠正动作程序)。存储历史数据。

(4)数据采集/获取模块。此模块提供为采集/获取生产操作的内部数据和参数的链接接口。数据以“分钟”为刷新单位，直接从装置自动采集，或由人工输入。

(5)质量管理模块。

(6)维护管理模块。

(7)性能分析(提供不超过以“分”为计时单位的实际制造运行结果的报告模块。

(8)运行细节计划编制与调度模块(提供按“分钟”为时间单位编制的基于优先级、属性、特性和/或与具体特性相关的配方、工艺等的安排顺序)。为了详细计算精确的时间或装置的负荷，该模块应识别交替操作和重叠/并行操作。

(9)劳务管理模块。

(10)过程管理(监控生产，并自动校正或向操作人员提供决策支持，以校正和改善生产流程中的活动)模块。

(11)产品跟踪模块。由于每个行业的生产和流通流程不同，还有其特定的行规，不同的行业对MES的要求和着重点是完全不同的。最大的差异应该发生在流程工业与离散工业之间。

表1示出流程工业与离散工业的异同：

由表1可见，MES软件包总是针对某一个行业的特定要求而开发的。MES具体的应用程序开发和应用服务的工作量相当大，可能占工作量的70-80%，也相当专业化。这就往往造成MES的开发成本和应用成本过高，反过来又影响MES的大面积的推广应用。

基于MES用户的经验，使用MES所带来的价值很可观，相比于其它任何制造软件，MES应该是最具吸引力的：平均减少制造周期时间45%；一般减少数据输入时间为75%以上；平均减少半成品(WIP)24%；平均减少为交班而准备的纸面工作61%；平均减少引导时间27%；平均减少纸面工作和设计蓝图所带来的损失56%；平均减少产品缺陷18%。以上列举的若干统计数据，是由国际MESA协会通过调查研究确定的，具有充分的根据。

在经历过去十年多的努力实践和改进，MES技术显著地变得成熟。它不但有着明确的定义、统一的名词术语和参考模型，而且正在制定相关的包括MES基本功能、XML扩展标记语言纲要等在内的标准，甚至出现了所谓最佳实践的微软的解决方案架构和通用建模语言。不过我们还应有清醒的认识：如果没有恰当的规划，MES的挑战仍然是高风险的。只有把目标确定为既保证易于在MES本身内部和ERP、SCM等组合的灵活性，又能采用不断改进的新制造工艺的优点的同时，求取制造过程的优化，才能渐进地、逐步地通过MES的实践取得高投资回报。

总之，MES在整个企业信息集成系统中承上启下，是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁，不实施MES，管控一体化只是一句空话。对于面向制造加工业和过程工业的ERP，脱离MES将无法根据市场需求去组织、管理和优化生产。MES的发展和应用是一个过程，而不是一个事件，不可能想象成功的MES实施是可以一蹴而就的。要取得长期的成功，要求改造制造环境，要求获得有组织的支持，要求管理机制作适应性地改变。与此同时，MES软件在改善维护、改善与其它IT管理软件的接口等方面也有待于进一步发展、提高。企业要取得信息技术网络的投资迅速回报，从MES入手是一种明智的选择，但是MES的实施需要恰当的规划和细致的分析，可从旨在解决一两个当务之急的工厂生产瓶颈问题着手，逐步地扩大。