随着我国经济的飞速发展,作为我国支柱产业的制造业发展也非常迅猛。企业面临着激烈的竞争,通过计算机技术来加快生产过程中的智能化和信息化来提高生产效率,已经成为很多企业关注的重点。制造执行系统(MES)是用于制造生产过程的计算机在线管理系统。它是企业资源计划系统(ERP)和设备控制系统之间的桥梁和链接,是企业实现全局优化的关键系统。其主要通过对车间生产情况进行实时地监控与协调以及优化与控制,从而提高生产的速度和产品的质量同时起到降低能耗的作用。目前制造执行系统已经成为我国制造企业关注的重点环节,在机械、钢铁冶金、石油化工、造纸、纺织、汽车等众多生产型企业中都有应用。结合某些已经使用ERP系统的企业的实际应用进行详细地了解与分析,对MES在制造领域的实际应用效果和新型生产管控方式进行研究。本论文主要从以下三个方向进行研究:MES系统在使用过程中会遇到哪些问题,MES系统为企业生产制造解决了什么问题,MES系统的实际应用效果有哪些。本文将对某企业目前存在的生产问题进行剖析,同时客观地分析其车间生产现场管理的现状和特点,针对车间现存生产问题及管理弊端,设计了以计划排产模块为核心的零件制造车间MES解决方案。并针对实际需求结合精益制造管理理论,运用计算机技术对该企业制造执行系统进行研究与设计。该企业的生产模式由大批量标准化生产逐步转变为小批量定制化生产,生产模式的转变增加了生产管理的困难程度,尤其对于基础零件制造车间,零件种类多、规格多、工艺流程差异大等特点一直是车间生产率无法提高的重要影响因素。为了解决由于复杂多变的订单计划而引起的排产困难,通过对待加工零件编码、分类、排序实现由小批量多品种向近似大批量的转换,针对零件工艺路线特点以及车间资源情况,以成组技术为基础设计了包含调度计算层与调度控制层两部分的生产排产模块。其中以混合遗传算法为基础的调度计算层是该模块的核心计算内容。目前,由于该公司已经在企业中使用PDM、CAPP等产品数据及工艺管理软件,但是由于分厂没有实施ERP系统,所以MES必须从PDM、CAPP中获取产品类型、工艺信息。因此需要实现MES系统与PDM、CAPP等系统的集成。本文基于利用J2EE的分布式多层应用开发与部署平台,构建了具有多层结构的制造执行系统。系统的设计和分析采用IDEF与UML相结合的结构化建模方法和面向对象的建模方法,使用Viso及IDEF0建模工具建立系统的功能模型,使用UML实体关系图来建立系统的信息模型,使用流程图来描述系统的过程模型。按照软件工程规范方式描述系统设计过程,以面向对象技术建模方法对系统进行设计,利用java编程语言对原型系统进行开发。利用My Eclipse作为开发工具编程实现系统前端,Oracle为数据库初步实现了MES的系统功能。系统采用B/S架构,主要使用了Spring、MVC、Hibernate、Java Script、Web Service等开源的框架和关键技术来解决系统的生产排产以及系统集成等的关键性问题。在运营成本、可移植性和可维护性方面具有很大优势。此论文研究的业务范围主要包括:车间生产计划及排产管理、库房出入库管理、工艺数据管理、车间现场作业管理、质量追溯管理、系统间集成以及精益制造看板等。并对该套系统的实际应用进行了测试和效果总结。基于精益制造理论的MES系统通过与ERP系统的集成,顺利地承接了上层管理部门下达给车间的生产任务,同时对车间层计划的执行进行管理,填补了上层计划与底层车间制造无法沟通的鸿沟。