MES系統(tǒng)中存在不同特性的各種信息。一直以來，人們都認為MES有效運行關鍵要掌握有關生產過程中任務狀態(tài)、進展情況等方面的詳細信息，以及實現過程信息的透明化。當然，這一點固然重要，但詳細的信息本身不能解決出現的復雜問題，還需要合適的復雜信息處理機制和智能的信息處理和決策方法。
為充分合理地開發(fā)利用車間制造信息資源，適應敏捷制造模式的需求，制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System，mes)的概念近10年來逐步形成并得到迅速發(fā)展。它是一種有效的車間信息管理系統(tǒng)，能夠優(yōu)化車間生產，響應不斷變化的經營環(huán)境。同時，作為聯(lián)系計劃層MRPII/ERP和底層設備控制系統(tǒng)(Device Control System，DCS)之間的橋梁，MES系統(tǒng)中存在不同特性的各種信息。一直以來，人們都認為MES有效運行關鍵要掌握有關生產過程中任務狀態(tài)、進展情況等方面的詳細信息，以及實現過程信息的透明化。當然，這一點固然重要，但詳細的信息本身不能解決出現的復雜問題，還需要合適的復雜信息處理機制和智能的信息處理和決策方法。
在復雜性信息環(huán)境下，MES的信息處理策略對MES的各功能模塊信息處理方法具有指導意義，也直接關系著作為實時車間信息系統(tǒng)的MES的敏捷程度。因此，深入研究MES復雜信息處理策略具有十分重要的意義。本文在分析MES中復雜信息的不確定特征及其對MES的影響的基礎上，提出4種通用的MES復雜信息處理策略，以期為MES的設計和運行提供一定的指導。
1 MES中的復雜信息及其影響
由于制造系統(tǒng)和制造活動的復雜性、變化和不確定、系統(tǒng)集成的因素和人的主觀認識能力等原因，MES中的信息是相當復雜的。從它自身的功能而言，MES是在計劃與生產之間起信息樞紐作用的一個實時信息系統(tǒng)，它對生產計劃任務進一步處理，一直具體到設備和操作者所接收的操作指令，告訴車間的各種資源(人、設備、物料、客戶需求等)如何生產，來改進車間運作的表現，同時，它將車間現場生產過程中的變化迅速地向上反饋，以便及時做出調整，圖1顯示了這些信息的基本內容。MES與CIMS的6層企業(yè)模型相比，無疑簡化了企業(yè)的管理層次，但也使面向車間層的MES作為信息樞紐的作用突現出來，這樣，信息密集的MES無疑會增加MES中信息的復雜程度。
另外，供應鏈和需求鏈管理的運作模式也要求獲得有關產品的實時信息，尤其是其在制造過程中的有關情況，生產車間的生產計劃、實際生產的條件和生產容量等信息需要與整個鏈相結合。MES具有雙向的信息交流機制，在企業(yè)內部和整個產品供應和需求鏈提供這些有關生產行為的關鍵信息，并實現其定制的生產目標。從更為宏觀的角度來看，MES與銷售和服務管理(Sales & Service Management)、供應鏈管理(Supply Chain Management)、企業(yè)資源管理(Enterprise Resource Management)、產品/過程工程(Product/Process Engineering)、加工控制等都有緊密的聯(lián)系。
MES的這種制造過程核心地位也使其突現成為一個信息樞紐。具體而言，ERP系統(tǒng)需要MES提供成本、制造周期、生產狀態(tài)和預計產出時間等實際生產數據;供應鏈從MES中取得生產訂單的實際狀態(tài)、企業(yè)當前的實際生產能力情況以及企業(yè)中生產換班的相互約束關系;銷售和客戶服務模塊也需要MES的生產實際情況來實現成功報價和準時交貨;產品過程工程需要利用MES的產品產出和質量數據來進行優(yōu)化；控制模塊則需實時獲取MES中的生產配方或操作指導等技術資料。反過來，MES也要從其他的系統(tǒng)中獲取到自身需要的數據，以保證MES在工廠中的正常運行。例如，ERP的計劃數據、供應鏈系統(tǒng)的外來物料的采購和供應時間信息、銷售和客戶服務模塊的產品配置和報價信息;產品/過程工程系統(tǒng)的生產指導文件和各種配方及操作參數、控制模塊的實時生產狀態(tài)數據等。因此，MES作為“實時的信息通道”，為了實現與其他系統(tǒng)的信息交互，其內部需轉換和處理的信息更多、更復雜。
當然，MES中的信息復雜不僅是信息量大所造成的，更重要的是因為MES中充滿了各種變化和不確定因素。制造車間中的各要素以及它們之間的聯(lián)系常隨著外部的動態(tài)變化和由變化引起的不確定而相應地改變。例如，在不同時期車間采用可變的制造資源、工序及工序之間邏輯關系、物流(工件、刀具、工裝夾具等)路徑、服務規(guī)則等。另外，MES還會因為內外的變化而進行重構和自我調整，也會使系統(tǒng)變得復雜。這些反映在信息上，都會造成信息在結構、內容、過程等方面的不確定和復雜。
從結構上來看，信息的復雜來自組織結構、控制模式和信息結構。車間局部和全局信息的組織方式、內外部信息的結構、信息的表達、載體、層次等方面的不同等都是造成信息復雜的原因。例如，決策者對當前決策狀態(tài)可能只具有局部的知識，造成決策信息的不完全等狀況。再如，復雜信息在表達上可以包括模糊信息、粗糙信息、不對稱信息等。
從信息的內容而言，MES中復雜信息的類型就更多了，例如：
(1) 與工件相關的信息，例如工件隨機到達、工件加工時間不確定、交貨期變化、動態(tài)優(yōu)先級和訂單變化;
(2) 與機器相關的信息，例如機器損壞、負載有限、機器阻塞和死鎖、生產能力沖突等;
(3) 與工序相關的信息，工序延誤、質量問題和產量不穩(wěn)定;
(4) 其他各種不確定信息，如操作人員不在場、原材料延期到達、原材料有缺陷、動態(tài)加工路線等。
在過程方面，由于難于掌握和控制信息的運動規(guī)律，信息的復雜伴隨著系統(tǒng)運行的整個過程而產生。車間某些決策需要的信息、信息之間的可能依賴關系、信息的實際流向和傳播方式等都可能是不確定的。例如，信息的傳播可能是局限于局部的；也可能是分布的，同時對系統(tǒng)的其他部分產生影響;還可能是傳播的，從一個局部以擴散的方式傳播。
正是這些復雜信息的存在，使MES的產生成為一種必然。但同時，復雜信息是一把雙刃劍，在給制造車間帶來機會和挑戰(zhàn)的同時，還可能會給其運行帶來負面影響。復雜信息會對系統(tǒng)優(yōu)化造成一定的影響如果缺乏復雜信息處理方法以及車間信息集成和共享機制，可能會使生產各環(huán)節(jié)銜接協(xié)調，按時完成任務的可能性降低，不能保證產品質量和交貨期，難以控制生產成本，從而影響生產過程總體優(yōu)化效果，最終用戶的滿意度會受到影響。復雜信息還會影響車間的穩(wěn)定性，由于生產過程中存在著許多不確定因素，例如加工時間的變化、產品需求量的變化、交貨期的改變及設備故障等，這些生產過程的變化對約束造成一定的影響，使模型中的信息變得不確定，有時即使通過部分軟約束的松弛吸收小的變化也會對原有靜態(tài)調度造成大的改變。再有，系統(tǒng)的行為也會受到影響，MES為了提高車間控制的效率和魯棒性等性能，不可避免地采用分布式的決策和控制，因此，部分分布決策單元之間可能會由于信息具有局部性且缺乏對系統(tǒng)全局狀態(tài)的認識而出現沖突的、不完全的、不確定的、延遲的等特性的信息。如果它們在這種對系統(tǒng)的狀態(tài)只具有延遲的和不完全的知識的情況下進行行動選擇等決策時，系統(tǒng)的動力學特征將十分復雜，就會產生非線性振蕩和混沌現象。同時，復雜信息會對管理目標產生一些負面影響，當不可預測的事件發(fā)生時，車間需要采取一定的應對措施，如改變原來的生產計劃、適當增加庫存、與顧客協(xié)商變更產品的交貨期等，這些都對企業(yè)的管理目標造成一定的影響。因此，在正確認識復雜信息的基礎上，有必要進一步探討MES復雜信息處理策略。
