MES(Manufacturing Execution System)生产执行系统是上世纪80 年代美国人在总结MRPⅡ和日本准时生产(JIT)的基础上提出的一种新的管理思想。根据美国先进生产研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)对MES 的定义为位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统。同时AMR 在上个世纪90 代初期，通过对大量企业的调查后发现：完善的企业生产管理统，普遍由以三种软件构成：以ERP、MRPⅡ为代表的企业管理软件，以SCADA(数据采集与监视)、HMI(Human Machine Interface)为代表的生产过程监控软件，以及实过程自动化、支持企业全面集成的MES 软件。
1 衡钢企业管理信息化现状
衡阳华菱钢管有限公司(简称衡钢)是全球第二大无缝钢管生产企业，企业在2000 年的时候就新建了ERP 系统，该系统对提升公司的管理水平和提高效益产生了积极深远的影响。企业的各条钢管生产线的主体设备均从德国引进， 生产自动化水平较高。按照AMR 三层企业集成模型，在各个生产分厂中间层的生产执行系统MES 基本缺失，结果致与相当一部分企业在实施信息化管理中遇到的一问题一样，形成管理层与现场层两个所谓的信息孤岛来自公司层面ERP 生产管理信息到达分厂后无法进一步细化分解到各个生产作业工序; 同样来自控制层PCS 的大量生产实时数据也无法保存处理后反反馈给ERP 管理层面用以改正优化工作流程等。由于这个层面信息化软件的缺失也造成分厂一级的生产过程管理效率低下，大量的生产计划指令通过人工传达， 作业信息不能建立统一的数据库进行调度，产品发生质量问题追朔非常困难，无法对改进生产流程管理等分析提供有效的数据支撑。基于上述现状为了进一步推进企业的信息化管理水平，有必要进行生产执行系统(MES)的开发。
2 MES 开发过程
现代钢铁生产企业一般是以分厂为利润的产生中心， 具有相对的独立性，衡钢720 分厂720mm 周期轧管机组2009 年投产，是一套特大、特厚的高合金无缝钢管的生产机组。为了破解生产管理的难题， 分厂2013 年1 月成立了MES 软件开发小组，开发一款以基于钢管的生产流程的信息系统软件，以改善和提高作业管理的效率。
2.1 MES 系统应当达到的目标
经过多方的调查和研究，同时根据现场生产、质量等收集的现实问题，对系统的功能目标提出以下要求：
1)将ERP 系统中导入的合同生产计划与质量计划信息分解后传递各个工序操作点;
2)支持钢管逐支管理，做到钢管生产流程的逐支追踪;
3)具有逻辑把关控制功能与防呆防错功能;
4)与基础自动化系统连接，并从中实时读取轧制参数、加热温度等过程数据;
5)生产记录电子化取代手写记录;
6)数据汇总筛选，产生生产报表，提供相应统计分析。
2.2 开发方案
2.2.1 系统构架与硬件方案
系统以公司的局域网及服务器为基础， 采用C/ S(Client /Server)模式，用Delphi 作为前端开发工具，客户端负责主要数据处理功能，Oracle 数据库作为后台数据库，采用SIEMENS 提供的dll(动态链接库)来访问基础自动化FCS 中的数据。
2.2.2 系统开发方案
1)开发思路：系统执行按照PDCA 的思想进行开发。
2)功能模块划分：依据系统开发的目标，将系统划分功能模块。
2.2.3 具体开发
依据划分好的系统功能模块，进行详细设计具体内容，以满足功能模块要求，如下为各功能模块的具体内容与要求：
(1)用户与权限管理：本模块负责用户管理与权限分配功能
1)本系统采用用户注册，密码登录方式。用户与具体岗位相对应;
2)权限分级管理，分系统级、菜单级、按钮级三级，权限按具体岗位进行分配，一个岗位对应一项或多项菜单可见，一个可见菜单项对应一个操作界面，根据需求，可以将操作界面中某按钮的权限分配到用户，做得原子级权限管理;
3)当用户岗位变更后，须在系统中进行权限重新分配;
4)系统本着谁记录、谁修改原则，同时对修改时限进行控制。
(2)生产计划与质量计划模块：负责计划的导入系统及相应的更改功能
1)将审核后的生产与质量计划导入系统，供现场岗位人员在系统中方便查看;
2)当发生计划内容变更时，计划员只需在系统中修改，就可以保证计划信息的一致性;
3)在导入生产计划时，自动分解出每个合同的工序执行要求，存入到数据库表中，作为工序把关与追溯的基础。
(3)生产信息模块：负责产生、更改批号与支序号信息，并将相应信息打印到管卡，管卡是钢管的唯一身份标识
1)按合同计划顺序进行投坯生产，产生批号信息，并自动产生支序号标识每支钢管，把合同信息与批号信息相对应，并保存进数据库;
2)批号与支序号是系统管理的基础，可以按须进行修改与查询;
3)各工序人员可以在系统中方便查看各任务的投入信息。
(4)记录电子化模块
1)记录过程废品，并在系统中修改本支钢管状态为废品，避免废品在后续工序中出现。这是生产过程中的一个管理重点;
2)与基础自动化系统连接，从中读取相应的温度与电流信息到各工序生产记录的生产参数栏中;
3)各工序记录录入方式为：查询批号选择批号填入信息保存信息。操作员按时间查询出某个时间段的批次流水信息，双击要记录的批号，系统自动填入批次相应的信息，然后在填入本工序的生产信息，此时，如果要填入电流或温度信息，则与基础自动化系统连接，从中读取相应的温度与电流信息到各工序生产记录的生产参数栏中，从而杜绝了手写的错误发生，最后点击保存，将记录保存到数据库。整个过程快速、方便，大大减轻了员工的劳动强度，也杜绝了低级错误的发生;
4)记录修改本着谁记录、谁修改权限控制原则，同时规定修改时限，所有记录超过修改时限一律不允许修改，既保证数据的完整性、一致性又保证数据的及时性;__5)按统一格式生成生产记录。可以将每天、每班的生产信息
按固定模板生成PDF 格式的电子记录，并存入到数据库中，实现所有记录统一管理与查询。
(5)逻辑控制功能：用计算机代替人工对日常生产过程中一些逻辑控制
1)校验信息，如判断合同中要求的钢管的牌号与实际投入牌号是否一致，若不一致就弹出信息，进行提醒，避免混钢;
2)支序号重复判断，如在检验工序中，若某支钢管已经有合格记录，此时，再想保存一条此钢管的合格记录，系统就会提醒：支序号已经存在，请核实! 的信息，同时退出程序，避免混钢与混规的产生;
3)废品控制，某支钢管做判废处理后，系统会作一个标志，若在判废工序之后的任意工序出现此支序号，则会提示本支钢管已经判废，请检查! 信息，同时退出程序，杜绝判废的钢管信息又进入后部生产工序的情况;
4)工艺参数合理性控制，如对终轧温度有要求的钢管，在批次生产记录保存时，会按设定的规则进行比对，不符合规则的温度则不能保存;
5)产品入库控制：钢管必须按计划中设定的工序进行生产，每完成一道工序，会做一个标记，在入库时可以由系统自动进行判定钢管所有工序是否完成，未完成则不能入库，从而避免质量异议的产生。
(6)生产报表与分析模块
1)生产报表：包括每天的生产投入产出、生产进度、任务执行进度的报表;
2)生产记录查询：包括所有工序的生产记录，按时间、班次、批号等条件进行查询;
3)检验记录查询：按支查询产品的人工检验、无损探伤、水压试验的检验信息。
(7)过程数据采集模块
采集生产流程中自动化系统的实时过程数据，比如轧制力，加热温度，检验结果参数等，并与相应钢管关联。数据接品采用SIEMENS 公司提供的dll 动态数据链接库或是其它自动化系统提供的OPC 数据接口。
2.2.4 开发难点与关键技术
(1)弹性框架：采用框架的思想进行程序开发，避免程序的大量修改。
1)建立逻辑控制规则库，所有控制规则可以通过界面进行在线编辑;
2)将生产中常用的选项如：生产类型、作业区、缺陷种类等信息不直接写在程序的控件中，而是将信息保存进数据库，当上述信息发生变化时，直接通过界面修改，而不用改程序。
(2)数据在线筛选：一般的数据处理都是先按条件查询，然后将查询的数据导出保存为Excel，再进行数据处理，本分厂要随时查询每支的状态， 所有使用数据在线筛选就极大的方便了操作人员。具体实现采用ehlib 的控件，将查询后的数据在客户端进行处理，不增加服务器的负担，又能满足现场需要。
3 结束
互联网+地铁维保服务系统能够及时地通过微信平台获取到列车的故障及其他信息，还可以通过移动终端随时随地查询或处理各列车的状态信息，提高了故障处理的效率及便利性。而且，此系统以信息流动代替人员流动有效提高了故障分析及处理的效率和准确性，降低了现场维保成本。
