【MES】-简要总结

【产生背景】

1990年美国的调查咨询公司AMR首次提出MES的概念。MESA位于美国，产生于1992年。

MES是面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。

【体系结构】

AMR、MESA、ISO95这三个MES权威机构分别给出了自己的MES体系结构。

1）AMR于1993年提出的模型，围绕关系数据库和实时数据库，分为四个功能：工厂管理、工艺管理、质量管理、过程管理。前三者围绕关系数据库，过程管理围绕实时数据库。

2）MESA于1997年提出了MES外部系统模型和MES功能模型。该模型最为出名，为多数教材引用。

3）ISA SP95的功能模型也很著名。ISASP95的层次模型分为到4共五个活动层次和决策层次，划分非常清晰。ISA和ISO避开MES的边界争论，针对广义的制作自动化系统构造参考模型，详细定义了系统的功能组成及各功能模块之间的相互关系。

【功能结构】

IDEF0功能建模方法（IntegratedDefinition集成定义方法）是IDEF系列建模方法的一种，没有那么神奇，其基本内容是SADT（System Analysis and Design Technology）的活动模型方法。IDEF0在1998年成为美国IEEE标准。

结构化分析方法严格语法定义完整建模指南工作规范基本图形是盒子和箭头。

在系统顶层结构化设计中发挥广泛影响。

IDEF0建模步骤：

选择范围、观点和目的；建立内外关系图（A-0图）；画顶层图（A0图）；建立一系列图形；写文字说明。

注：IDEF0建模过程中，有很多主观分析方法。

由于ISA95制造运作管理模型定义的的功能活动数超过了10个，无法使用IDEF0描述，采用了简化方式，使用Yourdon符号的数据流图（Data Flow Diagram，DFD）表达了各功能模块之间的功能关系，并在此基础上定义了信息接口。

【信息结构】

关键词：UML、IDEF1x

在确定MES的功能结构和功能关系后，就可以以此为架构，辨识功能活动所处理的对象/实体及其属性，并据此开发MES的信息模型。

参考ISO62264和ISA95。

1）UML

UML（Unified ModelingLanguage，统一建模语言）是构建元模型和数据模型的事实标准。

UML是一种面向对象的设计方法，数据库设计大量使用E-R模型或其扩展版本IDEF1x。

面向对象方法（OOM，Object-Oriented Methodology）的基本思想：

从现实世界中客观存在的事物出发来分析、设计和构造系统。体现在过程运用人类的自然思维方式。具体是如何抽象的呢？1）把客观事物抽象为对象；2）把客观事物的静态和动态特征，定义为对象的属性和操作；3）把客观事物间的交互与联系，定义为对象的消息通信。

面向对象建模语言出现于20世纪70年代中期，1994年，三个面向对象建模领域的江湖老大哥联手发布统一建模语言UML，基本上形成一统江湖的局面。

UML从不同角度出发，定义了用例图、静态图、行为图、交互图、实现图等五类十种模型图。

其中，静态图中的类图用于描述对象，对象的内部结构以及对象间的关系。

类图的模型成分主要由类、属性、操作、关联、聚集、泛化等概念组成。

2）IDEF1x信息建模方法

IDEF1X模型的成分：

（1）实体（Entities）：独立标识实体、从属标识实体

（2）联系（Relationships）：可标定连接联系、非标定连接联系、分类联系、非确定联系。

（3）属性（Attributes）、关键字（Keys）:主关键字；可造关键字；外来关键字。

【过程模型】（运作逻辑）

关键词：IDEF3

过程模型描述了活动之间的时序逻辑关系及其对象变迁的时序逻辑关系。

信息系统引入过程的概念和过程建模技术，通过活动时序逻辑关系的调整，可以实现信息系统的重构。

这里面涉及的技术比较多，有：工作流技术、企业建模技术、SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务的体系结构）、MDA（Model Driven Architecture，模型驱动的体系结构）。

IDEF3中用过程流网（process flownetwork，PFN）作为获取、管理和显示以过程为中心的知识的主要工具。

参考教材：李清.制造执行系统.北京：中国电力出版社，2007