製造企業是支撐我國經濟長期發展的重要組成部分，也是提升國家核心競爭力的重要力量 。 為了進一步提高產品的效能和質量，同時節約設計成本 、 縮短研製週期、提高產品製造能力，數字化研製、數字化製造、數字化管理已成為製造企業的核心需求。

1 數字化工廠的構建

數字化、智慧化工廠將資訊、網路、自動化 、 現代管理與製造技術相結合，在工廠形成數字化製造平臺，改善工廠的管理和生產各環節，從而實現快捷製造 。 MES （ 製造執行系統）是數字化工廠的核心，其透過數字化生產過程控制以及依靠現代設計的自動化和智慧科技手段，使現代化工廠製造控制體系更加智慧、生產過程更加透明、生產資訊更趨於整合一體化以及現代裝備的數控技術優勢更加明顯。

1. 1 MES 設計方案

MES 是一個基於 B/S 架構的 4 層應用系統，包括資料庫層、應用邏輯層 、 服務傳遞層、展示層 。 MES 底層資料庫層支援 SQL Server 、Oracle 等資料庫管理系統，應用邏輯層採用。 NET 開發，主要包含了系統的業務邏輯和規則，服務傳遞層則利用 IIS 技術實現，展示層透過頁面展示系統具體的功能模組。

1 ）展示層 。 為使用者提供了多種訪問、應用MES 的方式和介面，企業可以根據業務和使用者情況選擇最適合的客戶端。

2） 服務傳遞層 。 執行在 Web 應用服務上，負責展示層和應用邏輯層之間的通訊；釋出 MES 的SOA （面向服務的體系結構）服務物件，為客戶端提供業務邏輯服務 。

3） 應用邏輯層 。 用來管理 MES 的業務邏輯伺服器和伺服器端元件，從資料庫檢索資料並將資料存入資料庫 。

4） 資料庫層 。 用來管理 MES 的資料庫 ， 可以根據實際業務的需求配置業務資料庫的伺服器、報表資料庫的伺服器等。

1. 2 異地多站點 MES 硬體架構與部署

MES 支援把所有的分佈站點整合到一個單一的邏輯站點，目的是把分散的 、 孤島式的製造單元整合到一個虛擬的協同製造環境中，實現資料同步、資訊互動、業務整合，讓跨地域的製造單元好像在一個地點一樣，達到本地製造的協作效率，從而確保分散式產品製造的成功，降低製造成本，提升交貨能力 。

1.3 MES 安全方案

MES 的資料安全性主要由系統安全認證體系、訪問規則控制、訪問過程的審計及軟體容錯、備份與恢復等相關技術共同保證。訪問規則控制是MES 安全的關鍵環節，它能夠保證 MES 資料的安全性、保密性、完整性、易用性和可用性。MES 的任何許可使用者，都可以在工廠生產全過程中的任一階段，在允許的許可權下取得產品生產過程中所需的資訊。

1. 4 MES 具體功能實現

MES 包括生產計劃管理、車間排程管理、生產現場管理、綜合質量管理、製造資源管理、資料採集管理、綜合統計分析和基礎建模管理等功能模組。

1. 5 . 綜合生產管理平臺搭建

製造企業所應用的資訊系統種類繁多，其中主流系統包括PDM系統、ERP系統、 DNC/MDC系統、MES系統，以及其他一些資訊管理系統，如質量管理系統、編碼系統、庫存管理系統等。各個系統間透過MES搭建一個以工藝資料為基礎、以計劃管理為驅動、以質量管理為核心的包含物料管理和裝置管理的綜合生產管理平臺，將計劃層與底層控制層有效、有機地整合起來，向下發出大生產指令計劃，向上收集產品生產資訊，有效記錄生產的過程資訊和質量資訊，為生產過程的最佳化和資源的統籌安排、排程提供方便，從而實現精細化和數字化的工廠管理。

2 系統實施效果

2.1 精確的高階自動排產

MES 首先透過自身的高階排產功能（ APS） 按照任務的緊急程度、裝置的負荷情況等將來自上游ERP 系統的生產計劃轉變成 MES 的工序級計劃，然後將工序級生產任務定位到每一臺裝置，確定準確的任務完成時間，進行精細、科學的生產計劃管理，並且將生產準備情況、任務完成情況等資訊反饋到 ERP 系統中，對生產計劃進行反饋和監控。

2.2 一體化資料共享管理

孤立的 MES 並不能充分發揮其效能，必須和外部應用建立起必要的資訊連線通道，透過與 PDM 、 ERP 、DNC/MDC 等系統的資料共享，統一資料來源頭，透過與各應用系統的整合，形成以生產計劃為中心源頭的研製、生產一體化的工作模式，打造從產品設計、工藝編制 、 生產製造、人庫管理全生命週期的資料管理，實現一體化資料共享管理。

2.3 自動化資料採集

利用 MES資料自動採集技術，透過掃描生產現場流轉的加工卡片，將生產過程中的資訊包括生產任務完成情況、生產準備情況、 外委外協資訊、質量資訊、工時資訊、人庫資訊等反饋到 MES 中，實現各類資料的快速收集，代替了傳統的人工統計方式，不僅可節約大量的人力物力，而且統計的結果更加準確 。

2.4 全透明決策支援

MES 將收集的生產過程中的各類資訊實時反饋到各類看板中，透過看板可以讓工人、班組管理人員 、 公司管理人員實時檢視車間生產狀況。不同的看板展示給不同的使用者，可以將生產過程的各類資料透明有效地展示出來，並按照實際情況對車間的生產進行調整，確保任務安排合理井有效及時地完成 ， 實現生產過程全透明管理。

2.5 一體化製造平臺

採用資訊化手段打造從計劃下達 、 現場排程、作業管理 、 質量管理 、庫房管理等一體化生產製造平臺，極大限度地提高了生產效率，提升產品質量及生產現場資訊化管理水平，最終打造出集資訊化、數字化、智慧化為一體的現代化工廠 。

3 結束語

透過 MES 系統平臺的搭建，可實現生產計劃的科學制定、生產資源的合理分配、質量管理的有效追溯、成本管理的有效控制，達到對整個生產業務過程全數字化管理，實現生產過程的透明化和數字化，打造並形成有效的數字化、智慧化生產資訊管理平臺，從而提升企業核心競爭力，真正朝著“兩化融合”的方向前進。