目前我國(guó)現(xiàn)有的MES制造執(zhí)行系統(tǒng)除了在鋼鐵、冶金、石化、機(jī)械等行業(yè)應(yīng)用得較好外，大多MES系統(tǒng)只提供了一個(gè)替代經(jīng)驗(yàn)管理方式的系統(tǒng)平臺(tái)，沒有建立面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造一體化的知識(shí)庫支撐體系，在當(dāng)前綠色制造背景下，如何高效地利用不可再生能源與生產(chǎn)設(shè)備資源已成為一個(gè)亟待解決的難題，重點(diǎn)是缺乏調(diào)控的手段，不能通過智能傳感器、虛擬仿真、智能優(yōu)化模型庫等對(duì)千變?nèi)f化的制造過程進(jìn)行優(yōu)化。因此，實(shí)現(xiàn)智能制造是未來MES制造執(zhí)行系統(tǒng)開發(fā)發(fā)展的方向，所謂智能制造就是將人工智能融合進(jìn)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過模擬專家的智能活動(dòng)，取代或延伸制造環(huán)境中應(yīng)由專家完成的相應(yīng)活動(dòng)。主要包含：

1. MES系統(tǒng)面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造一體化知識(shí)庫支撐體系的建立；

2. MES系統(tǒng)構(gòu)建重構(gòu)設(shè)計(jì)管理體系，以產(chǎn)品及生產(chǎn)知識(shí)共享以及再利用為目標(biāo)，聚焦分散環(huán)境下的制造問題及制約條件，建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)體系；

3. MES建立可重構(gòu)的生產(chǎn)系統(tǒng)，以作為長(zhǎng)期研究目標(biāo)的柔性工廠及生產(chǎn)過程知識(shí)共享為目的，建立可重構(gòu)的生產(chǎn)體系與生產(chǎn)管理體系；

4. MES系統(tǒng)構(gòu)建柔性設(shè)備，利用知識(shí)庫等研究成果，探討開發(fā)下一代柔性人機(jī)一體化運(yùn)作方式；

5. MES系統(tǒng)探討大規(guī)模定制下的生產(chǎn)模式。 

未來MES制造執(zhí)行系統(tǒng)必須具有智能性和適應(yīng)性,能夠根據(jù)制造環(huán)境的變化進(jìn)行智能設(shè)計(jì)、智能預(yù)測(cè)、智能調(diào)度、智能診斷和智能決策。重點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1. 知識(shí)管理的思想將滲透和融入到未來的MES系統(tǒng)中，MES系統(tǒng)不僅為現(xiàn)場(chǎng)制造提供了一個(gè)信息處理平臺(tái)，同時(shí)提供了一個(gè)制造知識(shí)管理平臺(tái)。

（1）融入專家經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)庫的建立

①制造關(guān)鍵工藝專家?guī)斓慕ⅲ纾焊郀t專家?guī)?、煉鋼性能預(yù)測(cè)專家?guī)斓慕⒌龋?/span>

②設(shè)備狀態(tài)與生產(chǎn)調(diào)度知識(shí)庫的建立，如：故障診斷、調(diào)度模型知識(shí)庫的建立等；

③工藝規(guī)程的模型化，自動(dòng)進(jìn)行工藝規(guī)范設(shè)計(jì)，可進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整等；

④知識(shí)管理體系的建立；

⑤MES融入專家經(jīng)驗(yàn)的生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的開發(fā)。

（2）技術(shù)訣竅知識(shí)庫的應(yīng)用與傳承

①新建工廠導(dǎo)入MES制造執(zhí)行系統(tǒng)時(shí)，可以將成熟的生產(chǎn)管理流程、專家經(jīng)驗(yàn)、成熟制造技術(shù)訣竅固化在系統(tǒng)中，使得新工廠的制造活動(dòng)具有更加高的技術(shù)水平；

②MES系統(tǒng)通過與設(shè)計(jì)系統(tǒng)、銷售系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)等模塊的集成，集智能設(shè)計(jì)、智能預(yù)測(cè)、智能調(diào)度、智能診斷和智能決策于一體的智能應(yīng)用管理體系，提高產(chǎn)品制造全生命周期的制造水平；

③MES系統(tǒng)通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)制造過程的監(jiān)控與大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析,可以修正、完善制造工藝規(guī)范,提高工廠的制造工藝水平。 

2. 未來的MES系統(tǒng)將容入更多的模擬專家智能活動(dòng)的功能，部分取代人的工作，并具有自組織能力，實(shí)現(xiàn)人-機(jī)制造一體化的制造過程優(yōu)化

①M(fèi)ES系統(tǒng)采用數(shù)學(xué)模型與智能優(yōu)化算法，進(jìn)行工廠制造工序的綜合能力平衡，編制人工很難做好的復(fù)雜工序排產(chǎn)計(jì)劃。

②MES系統(tǒng)通過與仿真系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，建立虛擬制造的環(huán)境，通過建立工廠模型，進(jìn)行排產(chǎn)計(jì)劃的模擬運(yùn)行，預(yù)測(cè)生產(chǎn)作業(yè)的負(fù)荷情況、訂單交期完成情況、產(chǎn)品質(zhì)量性能情況等，并提出優(yōu)化的調(diào)整方案。

③MES系統(tǒng)依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)，在操作設(shè)備上設(shè)定管理控制指標(biāo)，通過與智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備（如：智能機(jī)器人、智能數(shù)控機(jī)床CNC等）實(shí)時(shí)采集的信息進(jìn)行的閉環(huán)，改善制造產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)，可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)情況，自動(dòng)修訂操作指令信息。

④采用智能機(jī)器人、智能數(shù)控機(jī)床CNC、快速成型制造3D打印機(jī)等智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)感知、決策、加工、控制與學(xué)習(xí)整個(gè)過程的智能加工。

3. 生產(chǎn)車間將在一個(gè)更加精確的管控指標(biāo)-實(shí)時(shí)信息閉環(huán)系統(tǒng)下，進(jìn)行更加精細(xì)化的管理

（1）建立貫穿產(chǎn)品全制造周期的綜合指標(biāo)體系，包括：財(cái)務(wù)型指標(biāo)，如利潤(rùn)、銷售額、成本、投資等。業(yè)務(wù)型指標(biāo)：產(chǎn)量、用戶滿意度、開工率、庫存等；環(huán)境類指標(biāo)，如廢氣、廢水排放等；車間控制型指標(biāo)，如工序成本、成材率、能耗、作業(yè)率、出勤率、班產(chǎn)量、合格率等。通過管理指標(biāo)層層分解使得車間管理形成管控閉環(huán)。

（2）在制造工廠全線設(shè)置管理控制指標(biāo)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和過程控制統(tǒng)計(jì)分析,將生產(chǎn)實(shí)績(jī)與控制指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中質(zhì)量、工藝、能耗、環(huán)保、工序成本等實(shí)績(jī)與標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)間的差異波動(dòng)，采取措施，最終達(dá)到控制成本、質(zhì)量、能耗、排放的目的。

（3）當(dāng)前大多數(shù)制造企業(yè)生產(chǎn)成本管理是一種事后的核算,而生產(chǎn)全過程的動(dòng)態(tài)成本控制技術(shù)則是通過對(duì)生產(chǎn)過程中物流的實(shí)時(shí)監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集,進(jìn)行在線工序成本分析和控制,研究包括生產(chǎn)過程成本建模技術(shù)、成本模型預(yù)測(cè)技術(shù)、成本實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制技術(shù)等。 

4. 通過智能數(shù)據(jù)挖掘與分析，進(jìn)行管控指標(biāo)體系的重構(gòu)以適應(yīng)制造環(huán)境和制造流程的改變。

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