4.2.1 协同制造执行系统
协同面向动态联盟下的企业间资源整合,同时强调产品设计过程和制造过程的并行化。与基于产品的模块化与标准化、系统的集成能力和协商交互能力的产品协同设计所不同,协同制造更关注于资源和能力的动态性、过程调度的实时性。
协同制造执行系统CMES(Collaborative Manufacturing Execution Systems)是在MES层对分散控制系统和分布执行系统的集成。不同于停留于企业层的简单外协委托加工管理,而是贯穿于协作企业间整个制造执行过程;不仅强调资源的整合,更强调过程的重构。
分布制造执行系统之间,可采用面向服务的集成,由上游MES为下游MES提供服务、并由下游MES对上进行跟踪。服务内容主要包括:本地制造资源满足服务申请的整合优化、制造实绩的监测、调度目标的修改服务等,同时,服务申请方的作业计划与作业调度应针对不同的异地MES给与不同的优化阀值。基于过程仿真(工艺质量实现与作业执行过程)的虚拟技术是保证CMES有效运行手段之一。
4.2.2 强化社会化的生产物流管理
产业聚集模式下的协同制造,建立在跨企业的设备与产能的动态整合与重构,无论是生产物流的半径还是其管理都不再局限于单一企业内,以及生产物流的社会化。区别于贸易范围下的社会化物流,生产物流的效率和准时率直接影响着生产过程节拍时间和成本,影响着制造过程的敏捷响应能力,尤其是离散型和装配型的行业。
围绕社会化的生产物流的低成本和高效率,应强化MES中的物流管理功能。既包括将物流的静态规划纳入MES作业计划管理、并依据物流时间阈度合理规划安全的中转库存,也包括将物流执行过程的跟踪监控和动态调度纳入MES作业执行管理,并增加相应的执行替代策略。
同时,区别于传统的社会化商贸物流管理,准时性和系统信息交互实时性是生产物流管理的优先目标,也是MES与物流管理系统集成的依据。
4.2.3 基于数字技术的智能制造执行系统
制造系统的应变能力最终依赖于制造单元环境和制造执行过程的智能性,亦即只能制造。对于MES,智能性既是可重构能力的支撑,也是可重构发展的目标。
智能MES在保证以交货期为目标的敏捷性基础上,更强调制造过程应对新的产品需求、迎合新的管理模式的能力。除了在优化算法和调度算法实现上的可扩充性和智能性外,建立在产线柔性和全能单元基础上的MES,是离散、装配类行业的主要方向;流程行业的智能MES则应基于过程仿真和复杂控制制造。