譯者前言   生產(chǎn)計(jì)劃與實(shí)時(shí)調(diào)度（如果針對(duì)一個(gè)車間而言），也稱為作業(yè)計(jì)劃和實(shí)時(shí)生產(chǎn)調(diào)度，在未應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)）之前，都是通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的計(jì)劃員或調(diào)度員手工完成的。 隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)60年代末，傳統(tǒng)科學(xué)管理方法開(kāi)始與計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)相結(jié)合，約瑟芬?奧利基等設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了物料需求計(jì)劃（Material Requirements Planning，MRP），實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在生產(chǎn)控制領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。70年代末，MRP融入了財(cái)務(wù)系統(tǒng)、需求預(yù)測(cè)等功能，逐漸發(fā)展成為MRPⅡ；到80年代末又逐漸擴(kuò)展演變?yōu)槠髽I(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning，ERP）。同時(shí)，制造企業(yè)車間層所應(yīng)用的專業(yè)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，例如作業(yè)計(jì)劃和實(shí)時(shí)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，則逐漸演變?yōu)橹圃靾?zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution Systems，MES）。 制造執(zhí)行系統(tǒng)的概念是由美國(guó)先進(jìn)制造研究協(xié)會(huì)（Advanced Manufacturing Research，AMR）在1990年首次提出的，旨在加強(qiáng)MRP計(jì)劃的執(zhí)行功能，把MRP計(jì)劃與車間作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制，通過(guò)執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)。這里的現(xiàn)場(chǎng)控制包括PLC程控器、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、各種計(jì)量及檢測(cè)儀器、機(jī)械手等。MES系統(tǒng)設(shè)置了必要的接口，與提供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)施的廠商建立合作關(guān)系。 制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)過(guò)程控制、產(chǎn)品質(zhì)量管理、車間庫(kù)存管理、項(xiàng)目看板管理和人力資源管理等，提高企業(yè)制造執(zhí)行能力。 AMR將制造企業(yè)分成3層體系結(jié)構(gòu)，ERP系統(tǒng)位于企業(yè)上層計(jì)劃層，MES位于上層的ERP系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。它為操作人員/管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤，以及所有資源（人、設(shè)備、物料、客戶需求等）的當(dāng)前狀態(tài)。 制造執(zhí)行系統(tǒng)國(guó)際聯(lián)合會(huì)（Manufacturing Execution System Association International，MESA）于1997年開(kāi)始陸續(xù)發(fā)表MES白皮書，給出了MES的描述性定義。MESA對(duì)MES所下的定義：“MES 能通過(guò)信息傳遞，對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠發(fā)生實(shí)時(shí)事件時(shí)，MES能對(duì)此及時(shí)做出反應(yīng)和報(bào)告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理。這種對(duì)狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使MES系統(tǒng)能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒(méi)有附加值的活動(dòng)，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程，從而使其既能提高工廠的及時(shí)交貨能力，改善物料的流通性，又能提高生產(chǎn)回報(bào)率。MES系統(tǒng)還通過(guò)雙向的直接通信，在企業(yè)內(nèi)部和整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。

      ” 因此，MES系統(tǒng)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

      （1）MES系統(tǒng)是對(duì)整個(gè)車間生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，而不是單一地解決某個(gè)生產(chǎn)瓶頸。

      （2）MES系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)收集生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的功能，并做出相應(yīng)的分析和處理。

      （3）MES系統(tǒng)與計(jì)劃層和控制層進(jìn)行信息交互，通過(guò)企業(yè)的連續(xù)信息流來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息全集成。

      （4）MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的透明化和實(shí)時(shí)監(jiān)控。 德國(guó)提出的工業(yè)4.0，強(qiáng)調(diào)了工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化，使得MES系統(tǒng)的重要性引起了廣泛的關(guān)注。中國(guó)也提出“中國(guó)制造2025”，在開(kāi)展智能制造和數(shù)字化工廠的研究和示范過(guò)程中，明確提出了企業(yè)必須實(shí)施MES系統(tǒng)。MES系統(tǒng)不僅作為降低生產(chǎn)成本的工具，以圖在高生產(chǎn)成本的制造環(huán)境中增強(qiáng)和保持企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。隨著與質(zhì)量保證的日益關(guān)聯(lián)，MES系統(tǒng)不僅僅作為生產(chǎn)更高效的工具，更是作為保證產(chǎn)品具有更高質(zhì)量的手段�，F(xiàn)在它的發(fā)展趨勢(shì)是，在 MES 系統(tǒng)里能夠交互地監(jiān)控制造和質(zhì)量保證過(guò)程，不僅避免產(chǎn)品交貨缺貨，而且保證制造無(wú)缺陷的產(chǎn)品。這意味著，在制造過(guò)程就能及早發(fā)現(xiàn)工件原料、制造工具、加工設(shè)備和工藝過(guò)程的問(wèn)題，從而不再生產(chǎn)出廢品。為了推進(jìn)我國(guó)MES系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用實(shí)施，我們特翻譯了本書。 本書原著由德國(guó)MPDV Mikrolab GmbH的柯裕根教授（Prof. Jüergen Kletti）和雷納爾?戴森羅特（Rainer Deisenroth）先生等撰寫。MPDV Mikrolab GmbH 30多年來(lái)專門從事制造執(zhí)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用實(shí)施，參與了德國(guó)工程師協(xié)會(huì)VDI 5600標(biāo)準(zhǔn)（MES標(biāo)準(zhǔn)）的制定，在全球擁有大量的關(guān)于企業(yè)成功應(yīng)用MES系統(tǒng)的案例，積累了豐富的MES系統(tǒng)開(kāi)發(fā)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本書是國(guó)內(nèi)第一本MES系統(tǒng)的譯著，旨在給我國(guó)的MES系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員和企業(yè)提供借鑒和參考，我們相信本書的出版必將促進(jìn)中國(guó)的 MES 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。 本書由沈斌、王家海、王翔、李昕、湯云哲、朱殿臣、丁寧格和吳一智合作翻譯，全書由沈斌、王家海審閱和統(tǒng)稿。 本書的翻譯得到了原著作者的大力支持。此外，MPDV Mikrolab GmbH的李銘鋒先生對(duì)全書的圖表作了部分的修改和翻譯，還得到了默佩德衛(wèi)（MPDV）軟件技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司曹海勇博士等的大力支持，在此表示衷心的感謝！本書的翻譯出版得到了電子工業(yè)出版社的大力支持，特別感謝電子工業(yè)出版社工業(yè)技術(shù)出版分社徐靜社長(zhǎng)、郭穗娟編輯認(rèn)真而細(xì)致的工作。 由于譯者的專業(yè)知識(shí)和德語(yǔ)水平有限，書中定然存在疏漏和欠妥之處，敬請(qǐng)讀者和有關(guān)專業(yè)人員批評(píng)指正。 譯 者 2016-09-12   原著前言   制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的思想自產(chǎn)生以來(lái)，已經(jīng)發(fā)生了明顯的變化。MES系統(tǒng)最初被看作降低生產(chǎn)成本工具，以圖在高生產(chǎn)成本的制造環(huán)境中增強(qiáng)和保持企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。MES系統(tǒng)隨著與質(zhì)量保證的日益關(guān)聯(lián)，不僅僅作為生產(chǎn)更高效的工具，更是作為保證生產(chǎn)更高質(zhì)量產(chǎn)品的手段。今天的發(fā)展趨勢(shì)是，在MES系統(tǒng)里能夠交互地監(jiān)測(cè)生產(chǎn)和質(zhì)量保證過(guò)程，不僅避免產(chǎn)品交貨缺貨，而且保證生產(chǎn)無(wú)缺陷的產(chǎn)品。這意味著，在生產(chǎn)過(guò)程就能及早發(fā)現(xiàn)材料、工具、生產(chǎn)設(shè)備和工藝過(guò)程的問(wèn)題，幾乎杜絕廢品。 MES的運(yùn)用同樣為遍布全球的“生產(chǎn)搬遷”增加了活力。在全球化生產(chǎn)過(guò)程中，由于當(dāng)?shù)氐土�的勞�?dòng)成本，制造工廠在當(dāng)?shù)丶右詳U(kuò)建或搬遷到當(dāng)?shù)�。為適應(yīng)這一趨勢(shì)，MES系統(tǒng)越來(lái)越具有保證生產(chǎn)過(guò)程指標(biāo)的功能，以便能夠比較和監(jiān)測(cè)遷移到世界各地的生產(chǎn)工廠。 以往的指標(biāo)僅僅局限于企業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，MES系統(tǒng)則利用其豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠在生產(chǎn)過(guò)程中提供合適的指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上持續(xù)推進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程的改善。 然而，制造執(zhí)行系統(tǒng)不僅僅被看作生產(chǎn)指標(biāo)的生成器，或者基于持續(xù)改善過(guò)程對(duì)未來(lái)生產(chǎn)的構(gòu)造手段，MES的作用更為廣泛。在生產(chǎn)和管理的日常工作中，MES系統(tǒng)首先能夠幫助管理人員快速做出能保證目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的決策，使決策更有效和避免浪費(fèi)。MES系統(tǒng)也體現(xiàn)了精益生產(chǎn)的嶄新原理。在生產(chǎn)中配置越來(lái)越高效的設(shè)備和裝置，如果不采用IT技術(shù)，那就不可能實(shí)現(xiàn)一個(gè)低成本和精益的生產(chǎn)。更進(jìn)一步的考察結(jié)果清楚地表明，MES系統(tǒng)作為未來(lái)的一個(gè)工具，不僅關(guān)注生產(chǎn)組織、生產(chǎn)中的人員管理，而且利用合適的功能進(jìn)行質(zhì)量管理。利用有效的與上級(jí)系統(tǒng)（如ERP系統(tǒng)）和下層加工子系統(tǒng)的垂直接口，進(jìn)行橫向集成補(bǔ)充。這種集成具有什么意義和優(yōu)勢(shì)，以及如何在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)，本書將一一舉例介紹。HYDRA-MES系統(tǒng)代表當(dāng)代具有橫向和垂直集成功能的MES系統(tǒng)，它是本書的重點(diǎn)內(nèi)容。 本書第1章歸納論述了正確應(yīng)用MES系統(tǒng)的益處。MES系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的IT系統(tǒng)，它一方面實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，另一方面必須能容易地提供綜合的評(píng)估分析。第2章闡述HYDRA系統(tǒng)的IT結(jié)構(gòu)，并介紹其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，例如操作指導(dǎo)。第3～5章闡述HYDRA系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。其中，第3章描述支撐生產(chǎn)組織的模塊，主要涉及詳細(xì)的生產(chǎn)計(jì)劃、工況和設(shè)備數(shù)據(jù)采集及相鄰部門；第4章論述在生產(chǎn)中人員管理的任務(wù)和特殊功能；第5章闡述重要的質(zhì)量管理。 本書圖文并茂地介紹HYDRA系統(tǒng)在以上領(lǐng)域的主要功能，并首次給出了所應(yīng)用項(xiàng)目的典型功能。 當(dāng)然，在本書中不能詳細(xì)地闡述HYDRA系統(tǒng)具有的功能，因?yàn)檫@些功能的介紹在HYDRA系統(tǒng)操作手冊(cè)中多達(dá)幾千頁(yè)。然而，為了使讀者對(duì)這一系統(tǒng)的整體印象不局限于主要功能，因此在每章都會(huì)對(duì)一些次要功能做一個(gè)簡(jiǎn)略的功能概述，但不作為重點(diǎn)。

      總而言之，本書闡述了HYDRA-MES系統(tǒng)概況，提供了作為現(xiàn)代制造執(zhí)行系統(tǒng)代表性案例的設(shè)計(jì)和功能范圍。

      柯裕根教授（Prof. Dr. Jürgen Kletti）

      2012年8月于莫斯巴赫