為充分合理地開發(fā)利用車間制造信息資源，適應(yīng)敏捷制造模式的需求，制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System，mes)的概念近10年來逐步形成并得到迅速發(fā)展。它是一種有效的車間信息管理系統(tǒng)，能夠優(yōu)化車間生產(chǎn)，響應(yīng)不斷變化的經(jīng)營環(huán)境。同時，作為聯(lián)系計劃層MRPII/ERP和底層設(shè)備控制系統(tǒng)(Device Control System，DCS)之間的橋梁，MES系統(tǒng)中存在不同特性的各種信息。一直以來，人們都認(rèn)為MES有效運(yùn)行關(guān)鍵要掌握有關(guān)生產(chǎn)過程中任務(wù)狀態(tài)、進(jìn)展情況等方面的詳細(xì)信息，以及實現(xiàn)過程信息的透明化。當(dāng)然，這一點(diǎn)固然重要，但詳細(xì)的信息本身不能解決出現(xiàn)的復(fù)雜問題，還需要合適的復(fù)雜信息處理機(jī)制和智能的信息處理和決策方法。
　　在復(fù)雜性信息環(huán)境下，MES的信息處理策略對MES的各功能模塊信息處理方法具有指導(dǎo)意義，也直接關(guān)系著作為實時車間信息系統(tǒng)的MES的敏捷程度。因此，深入研究MES復(fù)雜信息處理策略具有十分重要的意義。本文在分析MES中復(fù)雜信息的不確定特征及其對MES的影響的基礎(chǔ)上，提出4種通用的MES復(fù)雜信息處理策略，以期為MES的設(shè)計和運(yùn)行提供一定的指導(dǎo)。
1 MES中的復(fù)雜信息及其影響
　　由于制造系統(tǒng)和制造活動的復(fù)雜性、變化和不確定、系統(tǒng)集成的因素和人的主觀認(rèn)識能力等原因，MES中的信息是相當(dāng)復(fù)雜的。從它自身的功能而言，MES是在計劃與生產(chǎn)之間起信息樞紐作用的一個實時信息系統(tǒng)，它對生產(chǎn)計劃任務(wù)進(jìn)一步處理，一直具體到設(shè)備和操作者所接收的操作指令，告訴車間的各種資源(人、設(shè)備、物料、客戶需求等)如何生產(chǎn)，來改進(jìn)車間運(yùn)作的表現(xiàn)，同時，它將車間現(xiàn)場生產(chǎn)過程中的變化迅速地向上反饋，以便及時做出調(diào)整，圖1顯示了這些信息的基本內(nèi)容。MES與CIMS的6層企業(yè)模型相比，無疑簡化了企業(yè)的管理層次，但也使面向車間層的MES作為信息樞紐的作用突現(xiàn)出來，這樣，信息密集的MES無疑會增加MES中信息的復(fù)雜程度。

　　另外，供應(yīng)鏈和需求鏈管理的運(yùn)作模式也要求獲得有關(guān)產(chǎn)品的實時信息，尤其是其在制造過程中的有關(guān)情況，生產(chǎn)車間的生產(chǎn)計劃、實際生產(chǎn)的條件和生產(chǎn)容量等信息需要與整個鏈相結(jié)合。MES具有雙向的信息交流機(jī)制，在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應(yīng)和需求鏈提供這些有關(guān)生產(chǎn)行為的關(guān)鍵信息，并實現(xiàn)其定制的生產(chǎn)目標(biāo)。從更為宏觀的角度來看，MES與銷售和服務(wù)管理(Sales & Service Management)、供應(yīng)鏈管理(Supply Chain Management)、企業(yè)資源管理(Enterprise Resource Management)、產(chǎn)品/過程工程(Product/Process Engineering)、加工控制等都有緊密的聯(lián)系，如圖2所示。

　　MES的這種制造過程核心地位也使其突現(xiàn)成為一個信息樞紐。具體而言，ERP系統(tǒng)需要MES提供成本、制造周期、生產(chǎn)狀態(tài)和預(yù)計產(chǎn)出時間等實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)；供應(yīng)鏈從MES中取得生產(chǎn)訂單的實際狀態(tài)、企業(yè)當(dāng)前的實際生產(chǎn)能力情況以及企業(yè)中生產(chǎn)換班的相互約束關(guān)系；銷售和客戶服務(wù)模塊也需要MES的生產(chǎn)實際情況來實現(xiàn)成功報價和準(zhǔn)時交貨；產(chǎn)品過程工程需要利用MES的產(chǎn)品產(chǎn)出和質(zhì)量數(shù)據(jù)來進(jìn)行優(yōu)化；控制模塊則需實時獲取MES中的生產(chǎn)配方或操作指導(dǎo)等技術(shù)資料。反過來，MES也要從其他的系統(tǒng)中獲取到自身需要的數(shù)據(jù)，以MES在工廠中的正常運(yùn)行。例如，ERP的計劃數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈系統(tǒng)的外來物料的采購和供應(yīng)時間信息、銷售和客戶服務(wù)模塊的產(chǎn)品配置和報價信息；產(chǎn)品/過程工程系統(tǒng)的生產(chǎn)指導(dǎo)文件和各種配方及操作參數(shù)、控制模塊的實時生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)等。因此，MES作為“實時的信息通道”，為了實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的信息交互，其內(nèi)部需轉(zhuǎn)換和處理的信息更多、更復(fù)雜。
　　當(dāng)然，MES中的信息復(fù)雜不僅是信息量大所造成的，更重要的是因為MES中充滿了各種變化和不確定因素。制造車間中的各要素以及它們之間的聯(lián)系常隨著外部的動態(tài)變化和由變化引起的不確定而相應(yīng)地改變。例如，在不同時期車間采用可變的制造資源、工序及工序之間邏輯關(guān)系、物流(工件、刀具、工裝夾具等)路徑、服務(wù)規(guī)則等。另外，MES還會因為內(nèi)外的變化而進(jìn)行重構(gòu)和自我調(diào)整，也會使系統(tǒng)變得復(fù)雜。這些反映在信息上，都會造成信息在結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、過程等方面的不確定和復(fù)雜。
　　從結(jié)構(gòu)上來看，信息的復(fù)雜來自組織結(jié)構(gòu)、控制模式和信息結(jié)構(gòu)。車間局部和全局信息的組織方式、內(nèi)外部信息的結(jié)構(gòu)、信息的表達(dá)、載體、層次等方面的不同等都是造成信息復(fù)雜的原因。例如，決策者對當(dāng)前決策狀態(tài)可能只具有局部的知識，造成決策信息的不完全等狀況。再如，復(fù)雜信息在表達(dá)上可以包括模糊信息、粗糙信息、不對稱信息等。
　　從信息的內(nèi)容而言，MES中復(fù)雜信息的類型就更多了，例如：
(1) 與工件相關(guān)的信息，例如工件隨機(jī)到達(dá)、工件加工時間不確定、交貨期變化、動態(tài)級和訂單變化；
(2) 與機(jī)器相關(guān)的信息，例如機(jī)器損壞、負(fù)載有限、機(jī)器阻塞和死鎖、生產(chǎn)能力沖突等；
(3) 與工序相關(guān)的信息，工序延誤、質(zhì)量問題和產(chǎn)量不穩(wěn)定；
(4) 其他各種不確定信息，如操作人員不在場、原材料延期到達(dá)、原材料有缺陷、動態(tài)加工路線等。
　　在過程方面，由于難于掌握和控制信息的運(yùn)動規(guī)律，信息的復(fù)雜伴隨著系統(tǒng)運(yùn)行的整個過程而產(chǎn)生。車間某些決策需要的信息、信息之間的可能依賴關(guān)系、信息的實際流向和傳播方式等都可能是不確定的。例如，信息的傳播可能是局限于局部的；也可能是分布的，同時對系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生影響；還可能是傳播的，從一個局部以擴(kuò)散的方式傳播。
　　正是這些復(fù)雜信息的存在，使MES的產(chǎn)生成為一種必然。但同時，復(fù)雜信息是一把雙刃劍，在給制造車間帶來機(jī)會和挑戰(zhàn)的同時，還可能會給其運(yùn)行帶來負(fù)面影響。復(fù)雜信息會對系統(tǒng)優(yōu)化造成一定的影響如果缺乏復(fù)雜信息處理方法以及車間信息集成和共享機(jī)制，可能會使生產(chǎn)各環(huán)節(jié)銜接協(xié)調(diào)，按時完成任務(wù)的可能性降低，不能產(chǎn)品質(zhì)量和交貨期，難以控制生產(chǎn)成本，從而影響生產(chǎn)過程總體優(yōu)化效果，終用戶的滿意度會受到影響。復(fù)雜信息還會影響車間的穩(wěn)定性，由于生產(chǎn)過程中存在著許多不確定因素，例如加工時間的變化、產(chǎn)品需求量的變化、交貨期的改變及設(shè)備故障等，這些生產(chǎn)過程的變化對約束造成一定的影響，使模型中的信息變得不確定，有時即使通過部分軟約束的松弛吸收小的變化也會對原有靜態(tài)調(diào)度造成大的改變。再有，系統(tǒng)的行為也會受到影響，MES為了提高車間控制的效率和魯棒性等性能，不可避免地采用分布式的決策和控制，因此，部分分布決策單元之間可能會由于信息具有局部性且缺乏對系統(tǒng)全局狀態(tài)的認(rèn)識而出現(xiàn)沖突的、不完全的、不確定的、延遲的等特性的信息。如果它們在這種對系統(tǒng)的狀態(tài)只具有延遲的和不完全的知識的情況下進(jìn)行行動選擇等決策時，系統(tǒng)的動力學(xué)特征將十分復(fù)雜，就會產(chǎn)生非線性振蕩和混沌現(xiàn)象。同時，復(fù)雜信息會對管理目標(biāo)產(chǎn)生一些負(fù)面影響，當(dāng)不可預(yù)測的事件發(fā)生時，車間需要采取一定的應(yīng)對措施，如改變原來的生產(chǎn)計劃、適當(dāng)增加庫存、與顧客協(xié)商變更產(chǎn)品的交貨期等，這些都對企業(yè)的管理目標(biāo)造成一定的影響。因此，在正確認(rèn)識復(fù)雜信息的基礎(chǔ)上，有必要進(jìn)一步探討MES復(fù)雜信息處理策略。

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