全球市场竞争激烈，上层计划管理系统受市场影响越来越大，计划的适应性问题愈来愈突出，明显感到计划跟不上变化。面对客户对交货期的苛刻要求，面对更多产品的改型和订单的不断调整，企业的决策者逐渐认识到计划的制定和执行要依赖于市场和实际的作业执行状态，而不能单纯以物料和库存来控制生产。 制造执行系统是在企业的信息化建设中出现断层的情况下出现的。ERP/MRPII等系统运用的整体效果不理想，使得如何集成企业的信息已经成为当务之急。目前MRPII/ERP软件，如SAP的R/3 System、利玛信息技术公司的CAPMS等，大都为企业的上层生产计划管理系统，其中有些软件是从财务管理和物料管理角度开发的，在对车间级制造执行过程的管理上较弱，基本不能完善地解决生产过程中出现的复杂多变问题，软件的适应性比较差。例如，目前的大多数MRPII/ERP商品软件只能做到零部件级生产计划，而没有做到工序级生产计划。个别商品软件虽然做到工序级生产计划，但还是比较粗糙。在实际的应用中，难以充分利用企业的所有资源和能力，造成生产时紧时松，原料、上装或辅料等短缺。 因此，解决生产计划的适应性，增加底层生产过程与计划层的信息流动及共享，实施制造执行系统以及对整个制造生产过程的有效管理控制己经成为一个重要的研究课题。本课题基于车间的现代生产管理思想----制造执行系统（Manufacturing Execution Systems，MES），针对目前以多品种、小批量离散加工为特点的制造企业中存在的任务调度、生产中异常处理周期长及在制品等待时间长等车间计划调度问题，提出了一种基于设备的Petri网模型调度方法。在稳定主生产计划的基础上，能够对车间作业进行灵活调度，并进一步对目前计划调度工作进行改进与优化。 本文主要开展了以下几方面的研究： 1 在分析MES和车间调度问题的研究现状和发展趋势基础上，对现阶段MES仍需解决的关键问题进行了研究分析。指出现阶段对MES的研究多停留在“解决计划层与控制层的信息断层“问题上。但是由于企业实施MES的最终目标是要实现整个企业的信息集成，以保证企业信息流的畅通，因此MES的功能应该扩大到整个生产执行层的实施制造管理。ERP系统服务于长周期的生产计划，往往是经过了数周或数月才能付诸执行。在这段时间间隔中，产品的需求和市场都在变化；制造环境也会发生变化，设备故障、物料延迟以及人力缺勤等都会造成生产的混乱，导致计划的失效。如何更好地利用车间实时的生产信息，缩短反应时间，尽可能避免计划赶不上变化的发生，是MES必须要考虑的问题。因此，解决生产计划的适应性，增加底层生产过程的信息流动及共享，实施制造执行系统以及对整个制造生产过程的有效管理控制己经成为一个重要的研究课题。研究采取何种优化计划调度方法，充分利用计算机信息管理系统，如何利用好加工、装配现场的实时信息并将之反馈到上层计划管理系统，使生产作业更准确可行，使调度更加实时有效正是本文的主要工作。 2基于MES的思想，结合某企业的实际情况，指出了企业在管理方面存在的问题，有针对性地建立了以最小化最大完工时间为目标的车间调度数学模型。车间调度问题可以简单描述为：n个工件在m台机器上加工，一个工件分为k道工序，每道工序可以在若干台机器上加工。每一台机器在每个时刻只能加工某个工件的某道工序，只能在上道工序加工完成后才能开始下一道工序的加工，前者称为占用约束，后者称为顺序约束。由此可见，生产调度就是对一个可用的加工机床集在一定时间段内进行加工任务集分配，以满足一个性能指标集。典型的车间生产调度问题包括一个要完成的作业集，每个作业由一个操作集组成，各操作的完成需要占用机床或其它资源，并且必须按一些可行的工艺次序进行加工；每台机床可加工零件的若干操作，并且在不同机床上能加工的操作集可以不同。在约束条件下，调度的目标是将作业合理地安排到各机床，并合理安排作业的加工次序和加工开始时间，同时优化一些性能指标。 3 在对制造系统模拟方面国内外研究的基础上，对制造车间的设备进行Petri网建模（变迁代表加工，库所代表加工状态），在软件上通过为每个设备配置一个相应的小型服务器来搜索适合的加工序列；利用集成建模工具Petri-UML设计了系统的整体模型；同时实现了主生产计划和车间作业计划的信息建模。 4 利用UML设计了面向MES的船用柴油机加工车间调度系统的各模块，描述了模块的相互关系、并且相应地将UML模型转化成了整个系统的Petri网信息流模型，从而为系统的设计开发打下了基础。 5 对调度规则进行分析，建立了AHP的数学模型，为规则的选择提供了一种机制，解决有多道工序满足条件下的生产安排；利用系统Petri网信息流的模型，设计了车间作业排序的算法并且完成了算法的数据定义；采用VC++和 SQL Server 2000作为后台数据库开发了原型系统，并进行了某企业的实例验证。