在数字化工厂中，设计和所有加工过程的模拟都是在计算机中虚拟进行的

为了保证具备强劲的市场竞争力，许多企业都会通过先进的ERP管理方法来缩短生产流程的时间以提高竞争力。但要想缩短时间，企业还需要通过ERP软件来提高工业加工领域对设计系统的要求以及控制系统的性能。使用制造执行系统MES Manufacturing Execution Systems（MES）就是解决问题的一种手段，人们用MES来沟通ERP与自动化之间的信息。尽管供货的时间越来越短，订货量也在不断减少，但加工企业必须遵守按期完成的交货期限，保持具有竞争力的价格并提供符合要求的质量，以便满足客户的需求。这一目标只有在满足下述条件时才能实现，即生产平台、设计平台和控制平台都处在一个封闭式的循环过程中紧密合作并且相互之间提供必要的信息。由于各个平台之间缺少信息交换，因此往往出现错误的数据并且导致设计结果被推迟。为了消除设计平台与生产平台之间的漏洞，现在越来越多的企业采用制造执行系统(MES)。

Fraunhofer IPA和Trovarit Ag 在2005年12月所做的一份调查表明，MES早已不再是时尚词汇，能把其概念理解清楚的约占咨询者的40%。不仅MES的知名度在不断地提高，而且其应用也在增加。其中约占咨询企业的30%已安装了MES，另有17%的企业也打算在近期内引入该方案。在企业中ERP平台承担着计划任务和管理任务。该平台借助来自加工中的生产数据和过程数据可精确地计划所需的设备能力、材料和人员使用等。基于生产计划或客户订单，在ERP平台上制定涉及交货期限在内的需求计划。

MES对生产过程中的事件与短期的订单变化及时做出反应，这一系统承担起对生产过程和生产设备的控制和监视。观察需处理的加工合同和来自生产中的实际状态信息，从而得出这样的结果，即精确控制设备的能力和材料的使用，必要时还需要进行再调整。

图1  通用的MES系统使位于Pilsen的捷克企业PlzeNSKy Prozdoj生产的啤酒更经济

ERP和MES之间持续的信息流

为使生产流程合理化，有必要在ERP和MES之间进行持续的信息交换并使两个系统获得最新的数据。由于直接连接到自动化装置上，因此可以实现对所有的精确控制系统或自动化系统进行监视。这样即可将电子信号转变成运行指令，使设备起动或停机。

从战略眼光和客户的角度出发，在ERP和MES平台之间建立一个通用与精确的数据流是重要的，这样可以充分利用来自加工中的详细信息，以便有效地对材料、人员和设备能力做出中长期的计划并依据实际数据做出企业决定。此外透明的数据流可以告知客户有关订单的状态和交货时间。

通过技术诀窍实现有效的自动编码

非均匀的应用状况对ERP和MES的自动编码构成了最大的挑战。因此，少量标准化的接口平台不只是简化操作问题，而且还明显减少了IT成本。为了达到更高的信息质量，首先需要解决错综复杂的关系网，并且只限于用户定向的选择。

高效的综合平台如SAP Net-Weaver XI 与Quasi标准如B2MML(Business to Manufacturing Markup Language)组合，从而确保与MES实现一种并不复杂且费用合适的耦合。这种标准可以使不同平台的数据通过一种共同的语言以标准的途径进行交换。例如在加工平台上，工业标准ISA-95能确保为其他工业任务设置的自动编码接口可以反复利用。生产执行标准系统如西门子的Simatic IT自动化和驱动(A&D)，就是完全建立在ISA-95基础上的，因此它为ERP集成提供了特别有利的前提，起到了设计平台与生产平台之间的中介作用。

图2  Simatic IT还加工来自批量控制的信息

  
按ISA-95标准规定的使用平台

（1）产品定义：系统之间产品主数据的交换占一个电码位，因为只有这样才能确保数据定义在两个平台中相互匹配。同时还能拥有两层不同程度的详细信息。

（2）生产潜力：一个详尽的有关生产位置的信息对精确规划合同很重要。如今只是在工厂的平台上进行规划，就需要有一个主管部门，以便能够规划合同。

（3）生产时间表：如果知道何时生产什么产品的话，则可以把类似的合同进行归纳，这样可省去准备时间。

（4）生产效率：来自生产部门的效率数据，一方面对企业做决定和实施合理化的生产流程很重要；另一方面管理者要求提供越来越详细的有关生产数据（如温度和压力）的报告。依据理论值与实际值的比较使计划更精确，以便在规划的过程中达到更好的预测精确度。

日益增多的标准化使完全集成化的MES和ERP系统的引入成为可能。完全以服务为定向的意义下，MES方案描绘了复杂加工结构的全部功能。尤其是来自具有高标准化程度的软件包如Simatic IT 和My-SAP ERP的组合具有更大的成功机会。

将各个不同的部分组合成一个统一方案，如IT服务器，像西门子的IT Solutions 和Services。根据所存在的环境安装并集合ERP系统，同时使用的还有State of the Art技术如接入方案、资料库方案和EAI平台等。为了使统一的方案能有效地执行，事先必须对企业过程进行深入地咨询并下定义，在Top和Shop-Floor之间确定在哪里和怎样过渡。

图3  所有重要的设备如油炉等，均采用Simatic IT并集成一个管理系统

  
一体化从咨询到系统集成

企业如何才能从中获利，现以加拿大的Reagens公司为例。该企业属于Royal集团，专门生产PVC稳定剂。Royal集团收购了加拿大的Reagens并将该企业从一个为后勤服务的企业转变为一个生产企业。下一步扩展计划是生产作为压制品出口材料的PVC颗粒，该化工企业已在其ERP系统上安装了MES方案。

Simatic IT产品被证明是合理的方案，Simatic IT可查询合同状况、资源的可用性和设备的能力。配方可在线传输并可供操作人员实时支配。此外还可以根据实际的原材料需求量和产量情况精确跟踪原材料的消耗。为了确保实时的存货管理，Reagens把Simatic IT接入到自己的ERP系统，这样销售人员便可随时检查库存情况，察看生产计划并给出具体的交货时间，追踪生产过程直至检查原材料的使用情况。