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1、MES與ERP系統(tǒng)的集成研究與應用在制造業(yè)中，隨著企業(yè)資源計劃(ERP)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)開始考慮ERP與制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)之間的集成。介紹了了MES與ERP系統(tǒng)集成的必要以及MES的概念和功能模型，對制造業(yè)中計劃層和執(zhí)行層的信息系統(tǒng)進行了分析。采用間接集成模式，以某鋼鐵企業(yè)ERP和MES系統(tǒng)的集成為例，對其集成的方法、技術進行了分析和描述。通過在實際工廠環(huán)境下的測試表明，系統(tǒng)在四個方面(生產(chǎn)效率、在制品數(shù)量、工程變更時問與交貨周期)上有較明顯的性能提升，使得改進后的系統(tǒng)能夠更精細地控制生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率。0引言隨著信息化的深入，越來
2、越多的企業(yè)已認識到信息化的重要性。信息化已經(jīng)成為企業(yè)獲得競爭力的關鍵，并把信息化管理作為提供監(jiān)控手段，使管理規(guī)章制度程序化，規(guī)范各部門功能作用，克服規(guī)劃的彈性來提升企業(yè)管理水平工具。其不僅固化先進管理思想，還擴充管理思想，打破一些傳統(tǒng)管理的邊界。如企業(yè)中分權與集權的邊界；規(guī)范化與個性化的邊界等。企業(yè)實施ERP(EnterpriseResourcesPlanning，企業(yè)資源計劃)管理不僅方便了企業(yè)內(nèi)部資源調配，而且可使企業(yè)提高效率、節(jié)約成本。ERP指企業(yè)資源規(guī)劃，它通過信息系統(tǒng)對信息進行充分整理和有效傳遞。使企業(yè)的資源在采購、生產(chǎn)、銷售、運輸、財
3、務、人力資源等各個方面能夠得到合理的配置與利用，從而實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效率的提高。在眾多企業(yè)已經(jīng)實施了ERP之后，如何實現(xiàn)底層生產(chǎn)信息實時地反饋和ERP計劃信息實時地下達是許多企業(yè)所面臨的主要問題。而MES的定位正是處于計劃層和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，負責車間生產(chǎn)管理和調度執(zhí)行。一個設計良好的MES系統(tǒng)可以在統(tǒng)一平臺上集成諸如生產(chǎn)調度、產(chǎn)品跟蹤、質量控制等管理功能，并基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺，通過網(wǎng)絡同步為生產(chǎn)部門、質檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務，協(xié)助企業(yè)建立一體化的ERP／MES/底層信息體系。但是，在制造業(yè)企業(yè)中ERP存在一些不
4、可忽視的問題，其中最主要的是ERP并不能幫助和指導、分析其生產(chǎn)的瓶頸、改進和控制產(chǎn)品的質量，以對具體的產(chǎn)品生產(chǎn)進行排產(chǎn)。另一方面，即使是好的MES解決方案。對于整個企業(yè)來講，也不過是供一個相對狹窄的視角，缺乏在管理層為進行決策支持所需要的生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)的廣度和深度。因此對于ERP與MES集成的研究不僅是ERP與MES自身功能的發(fā)展需要，也是制造業(yè)信息化一個必不可少的發(fā)展階段。1制造執(zhí)行系統(tǒng)1.1MES的含義及功能模型MES是美國管理界20世紀90年代提出的新概念。美國先進制造研究機構AMR(AdvancedMlanufacturingResearc
5、h)通過對大量企業(yè)的調查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)普遍由以ERP／MRPⅡ為代表的企業(yè)管理軟件，以SCADA、HMI(HmmnMachineInterface)為代表的生產(chǎn)過程監(jiān)控軟件和以實現(xiàn)操作過程自動化，支持企業(yè)全面集成的MES軟件群組成。根據(jù)調查結果，AMR于1992年提出三層的企業(yè)集成模型(見圖1)。圖1企業(yè)集成模型圖MES作為面向制造的系統(tǒng)必然與企業(yè)其他生產(chǎn)管理系統(tǒng)有著密切的關系，MES國際聯(lián)合會根據(jù)實踐歸納了11個功能模塊：資源管理、詳細計劃、生產(chǎn)調度、文檔管理、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、人力資源管理、質量管理、過程管理、設備維護管理、生產(chǎn)跟蹤
6、、性能分析。1.2MES的功能MES是通向過程、連接管理的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，不僅要解決管理信息與過程信息的集成，而且要起到生產(chǎn)過程產(chǎn)生的信息與經(jīng)營管理信息之間的相互轉化作用，體現(xiàn)傳遞、加工和轉換等功能，MES是ERP與PCS間的信息紐帶，是工廠綜合自動化信息系統(tǒng)的核心。2ERP與MES的集成分析在制造業(yè)中目前大多數(shù)ERP產(chǎn)品只做到零件級的生產(chǎn)計劃，而沒有做到工序級生產(chǎn)計劃。而MES是用來采集從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過程的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。假定控制層要求的實時時間系數(shù)是1，那么MES層的實時時間系數(shù)為10，ERP層的時間系數(shù)為100。由此，以把ME
7、S作為夾在ERP與控制層之間的一個中間層，起傳遞ERP和控制信息層的作用。以下分別從兩個方向分析ERP與MES集成系統(tǒng)的信息傳遞。1)自頂而下的信息流傳遞。ERP系統(tǒng)的驅動數(shù)據(jù)來源于客戶訂單和銷售預測，在ERP運行之后將主要產(chǎn)生兩種輸出：采購件的采購訂單和自制件的工作訂單。采購訂單直接下達給采購部門，或與SCM系統(tǒng)集成進行物流計劃以及跟蹤、監(jiān)控物流狀態(tài)；自制件的工作訂單下達到相應的工作中心(一般指車間)的MES，工作訂單中包含了物料、生產(chǎn)數(shù)量、完工日等信息，除了工作訂單還有一些其他信息，如標準物流BOM、標準生產(chǎn)工藝、設計文檔等下達到MES，根據(jù)
8、這些信息MES產(chǎn)生更為詳細的資源分配、工序和生產(chǎn)調度，并形成工作指令下達給控制層的工人、設備或控制系統(tǒng)，同時將控制系統(tǒng)需要的控制參數(shù)發(fā)送
