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MES信息流、实物流、控制流分析及其融合

百家作者：智能制造IM 2019-03-19 14:43:25

MES当中信息流、实物流和控制流都不是孤立的，是需要融合的，共同构成了MES有序、协调运行局面，进而从技术层面支撑业务层面的融合。

文/ 北京理工大学，数字化制造研究所所长王爱民

MES的运行必然涉及到信息流、实物流和控制流的协调。虽然就格式或形式来说，控制流也是以信息的形式展示的，但为了区别其不同的内涵，所以进行单列。

MES当中信息流、实物流和控制流都不是孤立的，是需要融合的，共同构成了MES有序、协调运行局面，进而从技术层面支撑业务层面的融合。

MES当中的信息流其实与MES运行的两条主线有关：一是订单角度，包括订单创建、工艺技术准备（工艺规程、工艺文件等）、生产技术准备（人机料法环等）、下发控制、排产调度、派工生产、执行监控、完工入库等，表达的是订单的整体执行状态；二是流程角度，即按照订单工艺流程进行开展，主要是工序级别的完整执行数据包的管理，包括进度上的开工完工、工时的统计与分配、自检互检专检及其检验记录信息、工艺指导文件的现场展示等，有的企业称之为智能工位的概念。通过这两条主线，基本就实现了对MES订单-工艺-工序等相关执行信息的全面管理，偏重于质量的称之为质量数据包，其实是具有完整内容的制造数据包，质量信息只是其中的一部分而已。

MES当中的实物流其实与MES运行的两个闭环有关：一是订单生产准备与实物库存的关联协同闭环，也就是说在生产技术准备中定义了所需的人机料法环，在相应的实物库存或管理模块应该实现对应的分配准备，这个相当于是按需准备的闭环控制；二是从实物库存到现场的闭环监控，也就是说从库存出来后到了现场，也应进行一下确认。通过这两个闭环控制，可以实现有效的实物状态闭环控制，避免因工人盲目领料和库存模糊发料导致的每个工人都有自己的小型刀具库现象。

MES当中的控制流其实与MES软硬一体化发展有关：传统的MES是靠人来托底的，比如人来反馈执行状态信息、录入质检信息等，手工的味道比较浓。但随着物联网、CPS等技术的发展，与硬件直接连接和通信获取状态信息并反馈执行指令就具有了基础。本文所说的控制流主要是与硬件打交道有关的信息。

既然说到三流的融合，应该结合融合的需求和融合的纽带来进行梳理和思考。从本质角度而言，MES运行是围绕订单及其达成来展开的，其他都是为这个提供支持和保障的，所以订单的工艺准备、执行进度、执行质量等自身相关业务是思考的核心，所以订单执行所需的人机料法环等支撑管理是延伸关注重点。

（1）信息流与实物流的融合

信息流与实物流的融合是MES的核心重点，一般的MES基本都是在这个范畴内开展的。这里面涉及到如下几个方面。

一是以计划信息为纽带。计划是规定什么时间需要什么样的物料的根本信息，否则所有的物料准备将都是盲目的。只有有了计划牵引，才能为精益打下基础。计划的制定和物料的管理应该是联动，将来有可能的话，甚至应该向物料供应链方向发展。

二是以订单工艺为主导。订单工艺是MES执行的主线，不仅是支持质量数据包或制造数据包的节点，也是各种实物周转的需求发源地和到位目的地。所有实物都要明确为谁服务，才能做到精细的控制。比如工人借出刀具，如果不能说明是为哪个订单哪个工序什么时间在哪台资源上做，导致的结果就是每个工人都有自己的小刀库。

三是以信息-实物关联为目标。“码物分离”是很多企业都要解决的问题，信息与实物必须建立关联，比如采用条码、RFID等技术，实现基于数字化标识定义的周转过程的全程监控。

（2）信息流与控制流的融合

信息流所代表的订单与工艺是MES运行的源头，控制流也是以此为基准进行运行的。

一是计划牵引的作业程序精准控制、机床刀具的精准推送等，避免程序的版本、刀具型号数量和状态的偏差等，涉及到与数控或自动化执行装置的通讯。

二是源于工艺决策的精准控制。一般有两个思路，依靠机床自身的自适应调整进行改进，或者将分析推理决策部分上浮到MES中进行控制，并将分析推理结果转变为指令进行下发控制。

一己之见，仅供参考。