《汽车智能制造概论》教案 第9课 制造执行系统（MES）、供应链管理（SCM）系统和信息物理系统（CPS）.docxVIP

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课题

制造执行系统（MES）、供应链管理（SCM）系统和信息物理系统（CPS）

课时

2课时（90min）

教学目标

知识目标：

（1）了解MES系统的概念和特征

（2）掌握MES系统的模块及功能

（3）熟悉SCM系统的功能、基本原则与程序

（4）熟悉CPS的定义、特征和架构

技能目标：

能总结出各系统的功能

素质目标：

养成勤奋学习，积极进取的精神

教学重难点

教学重点：MES系统和SCM系统的模块及功能，CPS系统的架构

教学难点：MES系统模块和CPS系统架构的理解

教学方法

案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程

主要教学内容及步骤

课前任务

【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，观看有关制造执行系统（MES）的相关介绍，并让学生在学习平台上留言讨论

在1980年代初期，相对独立的生产职能区域(例如生产计划，人员管理，质量保证)配备了专用的数据收集系统.这些数据收集系统(例如生产数据采集PDA，计算机辅助质量保证CAQ，分布式或直接数控DNC等)是高度专业化的并且彼此独立。直至1990年代，此类系统的供应商开始将相关领域的功能“组合”起来，从而出现了“组合系统”。例如生产人员直接在PDA上记录。随着这些组合系统的兴起，可以为制造公司的许多职能部门建立一个数据收集和评估系统。但是在实际管理过程中，生产、质量、人员和设备是紧密相关，无法真正分开。为实现更高运营目标，制造业对系统整合的需求也随之增加，他们需要一个紧密集成来自生产、质量、人员和设备的数据系统。最终集成的系统，就是我们现在称为制造执行系统(MES)的东西。

随着制造业意识到使用软件连接生产与企业的好处，这些MES系统开始激增。同时为了满足各个行业和生产流程的需求，服务商开发了专门的解决方案。

【学生】登录学习平台观看材料，思考并留言讨论

考勤

【教师】使用APP进行签到

【学生】按照老师要求签到

问题导入

【教师】随机邀请学生回答以下问题

在当今高度信息化的社会，制造业也不例外地正在经历一场由信息化、智能化带来的革命。其中，MES（制造执行系统）成为了制造业转型的核心驱动力。那么，究竟什么是MES？它为什么对理解制造业的未来至关重要？

【学生】聆听、思考、回答

【教师】总结学生的回答，导入本节课课题：制造执行系统（MES）、供应链管理（SCM）系统和信息物理系统（CPS）

传授新知

【教师】讲解MES系统的概念、特征、模块及功能

学习情境一制造执行系统（MES）

一、MES概述

1．MES的概念

信息技术和网络技术的发展，有力地推动了制造业信息化的进程。在企业计划层，以ERP系统为代表的管理系统实现了对产、供、销等企业资源的有效计划和控制。在企业控制层（即作业现场），以CNC系统、PLC、DCS（分散控制系统）、SCADA（数据采集与监视系统）等为代表的生产过程控制系统（PCS），实现了企业生产过程的自动化，大大提高了企业生产经营的效率和质量。

然而，在企业的计划层与控制层之间还无法进行良好的双向信息交流，导致企业上层的计划缺乏实时有效的底层生产信息的支持，而底层生产过程的自动化也难以实现优化和协调。于是20世纪90年代出现了MES的概念，MES是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，它可将ERP系统的计划与作业现场的控制联系起来，旨在加强ERP系统的执行功能。如图5-5所示（详见教材）为MES在企业管理系统中的位置。

【师生互动】

【教师】随机邀请学生回答以下问题：

MES系统中的计划层、执行层、控制层分别面向企业生产的哪些环节？

【学生】聆听、思考、回答

【教师】结合学生的回答进行讲解

MES能够通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当作业现场发生实时事件时，MES能够对此做出及时的反应和报告，并用当前的准确数据进行处理和指导。这种对状态变化的迅速响应可以减少企业内部无附加值的活动，有效地指导生产车间的生产运作过程。

2．MES的特征

1）优化整个车间生产过程

MES可对整个生产车间的生产过程进行优化，而不是单一地解决某个生产过程中的瓶颈问题。

2）实时收集生产过程数据

MES具有实时收集生产过程数据的功能，并能做出相应的分析和处理。

3）连接企业计划层与控制层

MES可使企业计划层与控制层进行信息交互，通过连续的企业信息流实现企业信息的集成。

3．MES的架构

MES的架构分为数据采集控制层、数据库层、执行层、数据展现可视层，各层职责明确，数据统一管理，系统的扩展性好，如图5-6所示（详见教材）。

1）数据采集控制层

数据采集控制层可通过各种传感器