MES与ERP集成
MES与ERP集成（精选9篇）
MES与ERP集成 第1篇
钢铁企业是连续的流程型企业,钢铁的生产是连续(铁前)和离散(钢后)混合、物理变化和化学变化混合的过程,工艺复杂、生产条件严格,并且是多工厂联合生产,生产设备多,自动化程度比较高,有大量的自动化设备、数据采集系统和检验系统。钢铁行业的特点决定了钢铁企业的信息化具有其自身的特点,即不仅要进行业务层的系统建设,还要考虑底层与设备相关的控制和生产管理系统。
从钢铁企业信息化的任务看,打通订货—生产—销售的关键路径,并在这条关键路径上整合全流程的质量监控(包括计量化验、质保书生成)、动态成本核算、采购、销售、运输、出厂以及财务管理,就成了综合营销系统。这样的综合营销系统再加上设备维修和备品备件管理、人力资源管理、网上办公和远程办公,就是钢铁企业ERP。钢铁企业中的MES实际上是过程控制级和作业管理级的整合。作业管理中的过程物料平衡、生产计划、调度、排序及优化已经纳入综合营销系统,成为其核心部分[1,2]。ERP需要MES提供的成本、制造周期和预计产出时间等实际生产数据;ERP从MES中取到生产订单的实际状态、企业当前的实际生产能力情况以及企业中生产换班的相互约束关系;客户关系管理模块的成功报价和准时交货决定于每个时刻生产的实际情况。
MES根据ERP系统下达的生产计划,通过生产调度、生产统计、成本控制、物料平衡和能源管理过程组织生产,并将各种信息加以采集、传递和加工处理,及时呈报ERP系统[3]。
近几年来,随着市场竞争日趋激烈,钢铁企业计划系统(ERP)受市场影响越来越大,计划的适应性问题日渐显露出来,与低层生产过程之间脱节的矛盾也日益突出[4]。如何有效地解决两者之间的矛盾,充分利用上下两层之间的数据,提高计划的实时性和灵活性,同时又能改善生产线的运行效率,已成为一个重要的研究课题,而制造执行系统(MES)处于钢铁企业综合自动化系统的中心环节,起到承上启下的作用。文章首先分析了钢铁企业信息化体系结构,接着研究了ERP与MES信息化集成方法,最后解决了信息化集成的具体实现。
1 钢铁企业信息化体系结构
在钢铁企业信息化过程中一般将信息系统与控制系统分为四级[5]:其中L4为企业资源计划系统(ERP);L3为分厂(车间)生产制造执行系统(MES);L2为过程控制系统PCS(Process Control System);L1为基础自动化系统,如图1所示。L4的ERP负责企业的经营决策和生产规划;L3的MES负责企业生产调度和系统过程优化;L2及L1负责生产过程控制。
位于最底层的L1和L2以设备综合控制为核心,聚焦于生产过程的设备,监控生产设备的运行状况,控制整个生产过程。
L3以优化管理、优化运行为核心。MES将生产过程控制、生产过程管理和经营管理活动中产生的诸多信息进行转换、加工、传递,是生产过程控制与管理信息集成的重要桥梁和纽带。MES要完成生产计划的调度与统计、生产过程成本控制、产品质量控制与管理、物流控制与管理、设备安全控制与管理、生产数据采集与处理等功能。
L4以财物分析/决策为核心,以产品的生产和销售为处理对象,聚焦于定货、交货期、成本和顾客的关系等,直接面向管理层和决策层。
在以上四级体系结构中,逐级之间处在互相依赖和数据传递的关系。L1-L3各级之间有严格的依赖关系,上级控制下级,下级向上级反馈运行信息,形成闭环的控制机制。L3与L4之间更注重信息的关联性和管理性。L4的ERP系统与L3的MES系统的有效集成,是钢铁企业信息化实现“产销一体化”和“管控一体化”目标的一个关键因素[6]。
2 ERP与MES集成技术
2.1 ERP与MES的集成方法
ERP与MES集成的方法是对生产相关的业务流程进行疏理和优化,通过流程来把MES和ERP集成到一起,基于流程在MES和ERP之间的“进”和“出”来设计两个系统间的接口。ERP与MES一起构成计划、控制、反馈、调整的完整闭环系统,通过接口进行计划、命令的传递和实绩的接收,使生产计划、控制指令、实绩信息在整个ERP、MES、过程控制系统/基础自动化的体系中透明、及时、顺畅地交互传递。MES介于ERP与底层控制和自动化系统之间,起着承上启下的作用,是ERP系统数据基础和保证[7,8,9]。
2.2 ERP与MES集成的信息流程
钢铁企业MES通常包括以下功能模块:生产订单管理、生产计划管理、生产实绩与跟踪、质量管理、原料库管理、成品库管理、发货管理、统计报表、钢包管理、系统管理及接口通信等。ERP与MES功能模块及信息流程如图2所示。
钢铁企业在ERP系统中根据销售订单和销售预测排出生产计划(年生产计划、月生产计划),同时根据质量标准进行质量设计,生产计划和质量设计结果由ERP导入MES,MES根据这些信息排出更细致的生产计划(日生产计划、班次生产计划等)。由ERP传入MES的生产计划的具体数据有:生产订单、物料编码、钢种和规格、具体数量、生产单位、对应销售订单、预计开始生产时间、预计完成生产时间等;由ERP传入MES的质量设计的具体数据有:销售订单、物料编码、钢种和规格、力学性能要求、化学性能要求、生产工艺要求、几何尺寸要求、表面质量要求等。
MES在下发作业计划以后,对生产的执行进行管理,将生产实绩反馈给ERP系统的车间管理和库存管理模块,作为计算生产成本的依据。从MES传入ERP的生产实绩的具体数据有:生产订单、物料编码、钢种和规格、生产单位、对应销售订单、消耗材料数据、消耗动力数据、资源消耗数据、产出数据等。
MES在生产执行的过程中还需要进行质量控制和检验,把质量结果反馈给ERP系统的质量管理模块。从MES传入ERP的质量结果的具体数据有:生产订单、销售订单、物料编码、钢种和规格、力学性能结果、化学性能结果、生产工艺结果、表面质量结果等。
销售发货在ERP系统中实现,把相关信息传入MES系统的发货管理模块,传递的具体数据有:销售订单、销售行、物料编码、钢种和规格、发货仓库、发货时间、出库数据等。
实现ERP与MES系统的集成,关键在于业务流程的优化和集成以及对所涉及MES和ERP系统的具体分析以充分发挥各系统的优点。首先,信息系统都是为业务服务的,MES和ERP各自解决一部分业务问题,分别反映一部分业务流程,流程是MES与ERP整合的“粘合剂”,通过流程的整体优化划分出哪些流程在MES中处理、哪些流程在ERP中处理。
3 ERP与MES集成的解决方案
以某钢轧总厂实施的MES(L3)系统与SAP(L4)系统(Systems, Applications and Products in Data Processing)为例。
3.1 集成场景描述
该钢厂SAP与MES系统基于流程设计了SAP XI接口系统,通过SAP XI接口系统完成整个系统的集成,如图3所示。
SAP与MES系统功能的划分本着一体化系统的设计方案,保证系统业务逻辑清楚,尽量减少数据的传输量,尽量避免一个业务数据逻辑在SAP和MES系统之间多次来回传输,尽量减少SAP XI接口系统处理大量复杂的计算为前提,在保证业务和流程顺畅、部门和岗位职责清晰,能够方便、快捷而有效地生成相应的管理和分析性报表数据等的基础上进行SAP与MES的功能划分。
3.2 集成技术
3.2.1 MES系统与XI系统集成技术
通信协议:
MES→XI:采用Web Service,通过SOAP message进行通信。
XI→MES:采用JDBC,直接对数据库表格进行操作。
通信方式描述:
当数据从MES系统发送到XI系统中时,通过SOAP协议进行通信。XI作为数据的接收方,提供接口描述的WSDL文件,MES根据XI提供的WSDL文件,将数据以SOAP消息的方式发送到XI上。
当数据从XI发送到MES中时,通过JDBC进行通信。XI的outbound接口将数据发送到JDBC Adapter,通过JDBC Adapter直接执行SQL语句或者调用存储过程,将数据写入MES的数据中间表中。
3.2.2 XI系统与SAP ECC(ERP Central Component)系统集成技术
通信协议:
采用XI协议,通过ABAP Proxy进行通信。
通信方式描述:
当数据从XI发送到ECC中时,ECC通过inbound ABAP Proxy与XI进行通信。接口集中定义在XI系统中,导入ECC系统后,在接口类的异步方法中开发的ABAP程序中进行业务处理。
当数据从ECC发送到XI中时,ECC通过outbound ABAP Proxy与XI进行通信。接口同样集中定义在XI系统中,导入ECC系统后,通过调用实例化接口对象的异步方法来完成数据的发送。
3.3 接口系统模块及功能描述
整个接口系统主要分为以下四个模块:
3.3.1 生产计划和控制PP(Production Planning and Control)模块
包括物料主数据下传、生产主数据下传、生产订单下传、生产订单变更上传、新增生产订单申请上传、生产收货上传、生产发料上传等接口。
· 物料、生产主数据下传 实现SAP中的物料、生产主数据下传到MES;相应的,MES接收到SAP物料后,可作为未来计划外投料、异常产出的标准,以避免MES上传SAP的物料号码在SAP系统不存在的情况。
· 生产订单处理 当SAP新增、修改、删除生产订单或者计划订单转为生产订单时,触发生产订单下传接口,接口程序根据约定的逻辑检查订单内容的相关变化来判断是否下传。当MES对接收的生产订单进行了生产订单开始时间、结束时间的变更,生产订单数量的变更,生产订单状态的变更,生产订单产线的变更等,利用生产订单变更上传接口将生产订单做的变更上传到SAP,以实现L3与L4生产订单的同步更新。当MES异常产出或者其他需要新增生产订单时,利用新增生产订单申请上传接口向SAP申请一个新的生产订单,SAP根据上传信息新建生产订单。
· 生产收货上传 MES在生产订单产品产出后,收集产出信息,利用此接口将产出信息上传SAP;SAP接收数据并作生产订单收货处理。
· 生产发料上传 MES对于收集到的物料消耗数据,需要对应到相应产出品的生产订单,生产发料上传接口上传生产订单的物料消耗;SAP的接口接收来自MES的物料消耗数据,完成生产订单发料处理。
3.3.2 物料管理MM(Materials Management)模块
包括通用移动类型记账上传、转储订单下传、转储单收货及发货确认上传、盘点或库存平衡差异上传、物料凭证取消上传、采购订单下传、转储单发货信息下传、账面库存下传等接口。
· 通用移动类型记账上传 在MES/LES中收集好相应的出入库业务相关数据信息后,调用该接口上传SAP系统并触发SAP系统相应的移动类型记账;SAP记账成功后,系统会自动产生相应的物料凭证,该接口将返回相应的物料凭证号及项目号给MES/LES系统保存。
· 转储订单处理 对于钢后产品主要为钢坯或者钢卷在厂际间的库存调拨,需要在SAP系统中建立相应的转储订单作为调拨计划下传到MES系统,转储订单下传接口根据发货工厂和发货库存确认下发到哪个发货MES系统;MES系统再给转储订单发料或收货业务数据进行处理。当SAP的转储订单下传到MES系统后,MES进行实际库存调拨装运并计量后,由库存调拨发出方先在MES系统中触发上传发货数据,SAP XI调用转储单收货及发货确认上传接口触发SAP完成对转储订单的发货记账;当库存调拨接收方收到钢坯/钢卷后,则在MES确认收货,MES系统则上传对转储订单的收货数据,SAP XI则调用转储单收货及发货确认上传接口触发SAP对转储订单的收货记账。SAP发货记账后,利用转储单发货信息下传接口将发货信息(钢坯、炉号、重量、质量检验等)下传到接收方MES,并形成预入库信息。
· 库存平衡差异上传 库存盘点后,三级系统计算出库存差异数据,并且将该数据上传至SAP,保留在自定义数据表中,然后通过ABAP程序开发从该表中读取相应的库存平衡差异数据,按照相应的分摊规则计算分摊结果记账到相应的成本对象上去。
· 物料凭证取消上传 当MES系统某笔库存收发数据已经上传SAP成功记账后,发现错误,需要取消原先上传记账的数据,则调用该接口取消原先记账的物料凭证。
· 采购订单下传 当销售公司在SAP系统建立完外购钢材产品的采购订单并保存后,利用此接口下传到MES系统,以便供应商货物到达后,在MES系统进行外购钢材产品的采购收货。
3.3.3 销售和分销SD(Sales and Distribution)模块
包括订单库存转储下传、拣配单下传、拣配单删除下传、发货实绩确认上传等接口。
· 订单库存转储下传 业务人员根据销售定单与库存状况, 把产品在定单库存间进行转移,SAP系统执行相应的操作后,通过接口把库存调整信息传递给MES系统,MES根据SAP系统的指令作相应的库存调整。
· 拣配处理 SAP在系统创建拣配单后,通过拣配单下传接口将装运发货指令下达给MES,MES负责货物出库的实际操作,如确定仓库、装卸点、进行拣配、打印发货标签、组织发运等;MES系统拣配完成后按实绩发货及拣配数量通过发货实绩确认上传接口对SAP系统中的拣配单进行拣配确认。若SAP系统取消拣配单,通过拣配单删除下传接口发送给MES,MES根据指令删除相应的拣配单。
3.3.4 质量管理QM(Quality Management)模块
包括代码下传、检验计划下传、检验结果上传、检验批下传、检验计划申请上传等接口。
· 代码下传 SAP系统将定性检验结果做成代码组、代码形式,利用代码下传接口下传MES系统,以便为MES上传定性检验结果以代码的形式上传。
· 检验计划下传 SAP系统确定需要下传给MES的检验计划的创建或修改后,利用此接口下传给MES,以便MES完成判定的物料。
· 检验结果上传 MES系统完成连铸坯、板坯的检验后,利用此接口将检验结果上传给SAP。
4 结 论
ERP、MES、PCS、基础自动化系统构成了钢铁企业信息自动化的整体。特别是MES系统弥合了企业计划层和生产车间过程控制系统之间的间隔,是制造过程信息集成的纽带。MES通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产,同时也为敏捷制造企业的实施提供了良好的基础。深刻理解ERP、MES和PCS等系统先进的管理思想,把握它们的发展趋势,分析它们之间的相互关系,对于钢铁企业的信息化建设具有重要的意义。
文章结合某钢轧总厂的ERP与MES系统的实际应用提出了一种ERP与MES的集成技术,基于流程设计了SAP XI接口系统,并将整个接口系统分为生产计划与控制、物料管理、销售与分销、质量管理等四个模块。实践表明该集成技术有效地解决了ERP与MES系统之间的矛盾,充分利用系统间的数据,提高了计划的实时性和灵活性,从而改善了生产线的运行效率。
参考文献
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MES与ERP集成 第2篇
度方法研究
摘要：介绍了 APS 和 MES 的基本概念，并在分析现行车间生产计划和调度方法的基础上，提出了基于APS 和 MES 集成的车间生产计划和调度方法。
关键词：高级计划与排程，制造执行系统，生产计划，生产调度
本次报告的内容可以分为以下三个部分：
1、APS和MES简介。
2、现行车间生产计划和调度方法分析。
3、基于 APS 和 MES 集成的车间生产计划和调度。、APS和MES简介
1.1、高级计划与排程（APS）
高级计划与排程系统是 20 世纪后 50 年发展起来的革命性管理技术。它是一种基于供应链管理和约束理论的先进计划与排程工具，包含了大量的数学模型、优化及模拟技术，其功能优势在于实时基于约束的重计划与报警功能。在计划与排程的过程中，APS 将企业内外的资源与能力约束都囊括在考虑范围之内，用复杂的智能化运算法则，做常驻内存的计算。APS 在提高企业经济效益方面的潜能是巨大的，它能及时响应客户要求，快速同步计划，提供精确的交货日期，减少在制品与成品库存，并发考虑供应链的所有约束，自动识别潜在瓶颈，提高资源利用率，从而改善企业的整体生产管理水平。
如图1 的 APS 计划层次模型所示，APS 覆盖了供应链管理战略层、战术层、操作层3 个计划层次。其中战略层包括供应链战略、供应链计划；战术层包括需求计划与预测、制造计划、操作计划、分销计划；操作层包括可承诺能力CTP（Capable to Promise）、车间作业排产、运输计划、承诺可供货量ATP（Availuable to Promise）。
对于车间内短期的生产计划制订，如安排一台机器上的多种产品的生产次序等，APS 常用约束规划CP（Constrained Programming）来解决。CP 将存在的每一个资源约束表示为一个变量，然后用约束变量之间的逻辑关系找到满足所有约束的解决方案。APS 根据大量精确数据的输入，对工作流程进行模拟，并提供实时监控功能。APS 可将模拟的排程结果以甘特图的形式输出到可视化的计划板上，根据既定规则进行拖放式调整，以求达到最优化。
1.2、制造执行系统（MES）
制造执行系统是美国管理界20世纪90 年代提出的新概念。MES 是处于计划层和车间层操作控制系统之间的执行层，在整个企业信息系统中起着承上启下的重要作用。MES 对生产过程进行实时监视、诊断和控制，完成生产单元整合和系统优化，在生产过程层进行物料平衡、制订生产计划、实时排程、优化调度，进而对生产过程物料、能量、质量、设备、资金，甚至人力资源统一进行监测、分析、控制和优化。当工厂里面有实时事件发生时，MES 能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使得MES 能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力、改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。
MESA 给出了MES 的11 个主要的功能模块，其一般功能模型如图 2 所示，而在实际MES 系统产品可能只包含其中一个或几个功能模块。
同时，MES也定义了当前MES 系统的技术模型，如图3 所示。
1.3、APS和MES的对比
我的观点是：
MES功能很多，几乎可以实现从订单下达到产品完成整个生产过程的优化管理，但是这么多的功能必定不可能每一项都很突出，而众所周知，优化排产在整个流程中起到了相当重要的作用，因此APS相当于对MES优化排产功能上的一个强化。（这种情况就好像手机和MP3的关系，手机上集成了众多功能，其中就包括了音乐的播放功能，而对于一些音乐发烧友，音质对于他们而言是非常重要的，因此选择MP3来实现他们对音乐播放这一项功能的需求。）
说到底，我觉得APS 的作用就是基于供应链及企业自身生产能力及不确定因素制定出最优方案，MES 则以监控反馈为主。
2、现行车间生产计划和调度方法分析
2.1、理论上的方法流程
作为产品加工的具体执行部门，车间生产管理涉及到产品生产过程的方方面面，如：生产过程监控、生产调度、现场设备管理、人员安排、消耗统计、工时统计、动态成本核算、物料管理、在制品管理以及产品数据管理，等等。一个典型的制造车间生产活动模型如图4所示。其主要工作流程是：首先将接收到的主生产计划进行任务分解，然后根据一定的规则，确定各子任务的加工设备，而任务单的开工时间则根据定单下达日期、任务单计划入库日期、相关的工艺信息以及各加工单元的当前加工计划来统一决定。在编制出理论计划以后，就形成了对各加工单元的负荷。接着，要在各加工设备上进行加工能力与工作负荷的平衡，制订派工计划和相关物料准备计划等。同时，根据物料、工装等条件及各加工单元的反馈信息，制订出正式作业计划，并开始派工。计划下达后，在实际生产过程中，还要不断根据各个参数的变化，进行实时的调度，确保主生产计划的顺利实现。
2.2、实际情况与理论的差别
现行的传统生产管理系统中，生产决策层与车间执行层，计划层、调度层与控制层是独立分开的，信息采集大多只能通过人工录入的方式进行，车间生产信息的反馈周期较长。造成在生产调度与控制过程中缺乏必要的现场信息，不能及时根据实际生产情况的变化进行重新调度，更谈不上实时修订生产计划了。并且当实际生产情况无法实现原有生产计划时，传统的生产管理系统也往往不能及时发现这些问题并加以解决，最终导致企业产品的交货期延误。
2.3、自己对现行车间生产计划和调度方法的总结
（1）费时费力不讨好。
（2）理论和实际存在巨大差距。
3、基于 APS 和 MES 集成的车间生产计划和调度
3.1、我的看法
将APS与MES集成更适合于复杂的实时性要求较强的车间生产计划和调度活动。MES：a、“监控摄像头”:对进行实时监控
b、“数据采集器”:收集生产过程的即时数据反馈给APS。APS：“高级计算器”：a、制定起初的最优方案。b、根据MES反馈的数据对现行的计划进行调整。
3.2、专业的看法
浅谈电子商务与ERP的集成问题 第3篇
关键词：电子商务；ERP；集成问题
随着互联网在全球的普及以及信息技术的广泛采用，电子商务（Electronic Commerce，EC）的应用越来越成为一种普遍的商务形式。电子商务的影响强烈地冲击着企业传统的管理模式，使得企业的管理内涵进一步延伸，从传统的财务、库存、销售、采购等面向内部的管理，扩展到对于企业的整个供应链与价值链的管理范畴。
一、电子商务环境下ERP所面临的问题
现阶段的ERP软件，国外比较成功的有SSA、BBAN，国内做得比较好的有SAP、Oracle、用友、金蝶、神州数码，都达到了功能模块上比较成熟完善的地步。它们基本上分为两种类型，一种是功能模块齐全，涵盖面广，适用于大型企业的如SSA；一种是可扩展性比较好，能实现多种功能组合，开放性较强，适用于中小型企业和不同行业的如BBAN。尽管所有这些软件企业都有成功的、极有说服力的案例，以国内外大型企业的成功实施作为支撑，却无法避免的一个事实就是：现行的ERP已经愈来愈不能适应新经济形势下位于供应链上的企业急速要求提升综合竞争力的需要。 从20世纪90年代初期开始，ERP的思想被引进我国并被许多大中型企业积极应用，其实施的成功率相对于国外企业大大降低（我国企业的成功率是10%～20%，局部成功率是30%～40%，约有50%的企业是失败的，远低于其他国家20%～30%的成功率）。然而即使是在ERP实施起步较早的国外企业中，如此低的成功率也是差强人意。虽然导致ERP实施失败的原因是多方面的，但是其深层次的一个原因就是，缺乏对于ERP应用环节的深入研究。我们一再强调思路决定出路，意识重于一切，现在不管是从ERP咨询公司还是到企业的领导层、决策层，ERP实施项目小组的专项工作人员，都认识到ERP不仅仅是一套技术管理软件，也不仅仅是信息系统，而是一种管理理论和管理思想，ERP是提供管理创新的平台。只有先进的管理思想和策略与方法，才能使ERP成为让企业脱胎换骨、焕发活力的利器。现在的问题是：现阶段我们对于ERP的研究与应用还长期停留在企业内部，重点仍然放在优化单一企业的业务流程，进行管理创新和制度创新，实现企业内部信息化，最终降低企业成本。而在全球化趋势越来越明显的今天，随着电子信息技术的广泛运用，任何一个企业与它周围大量的供应商和客户都发生越来越紧密的联系，当企业的ERP无法与它相关的供应链有效集成时，ERP的实施效果必然大打折扣。
二、电子商务与ERP集成的重要性
近年来，电子商务在我国得到了长足的发展，企业运用电子商务手段获取信息也越来越多，但企业传统的ERP已经不能适应目前这种发展的需求，主要表现为：（1）电子商务与ERP被分裂开来，没有统一规划和统一设计。企业这种分离使用ERP和电子商务的状况已经开始遭遇发展瓶颈。企业在电子商务中积累的越来越多的市场信息处于游离状态；由于企业参与全球竞争的残酷性，企业现有的响应速度不能为自己赢得更多订单。而最为关键的是，企业这种状况使其在电子商务运用上，始终处在一个低级阶段，不能往更高层次发展。（2）两个系统下的采购数据、销售数据和财务数据没有进行合并，使数据失去一致性和完整性。（3）软件资源、硬件资源和数据资源没有充分共享，造成建设成本过高和存储空间浪费。（4）把电子商务片面理解成电子商店或仅仅建立一个网站。（5）ERP直接采用市场上的商品软件，而电子商务则自己开发，不能实现两者的会话与集成。
事实上电子商务和ERP系统如同前线和后方的关系，两者息息相关，如果企业前端的电子商务和后台的ERP系统脱节，会导致很多关键的信息和数据被封闭在相互独立的系统中，部门间重复着冗余的工作，不能对客户做出迅速及时有效的响应，使企业工作效率下降以及运营成本上升，从而给企业自身带来极大的损害。因此，现在的ERP必须能够适应互联网的应用可以支持跨平台的多组织的应用，并和电子商务之间的应用具有广泛的数据、业务逻辑的接口，在建好后台ERP的同时，作好前端电子商务的高度系统集成。
三、电子商务下的ERP功能需求与特征
1990年Gartner Group Inc.提出的ERP是作为一整套企业管理系统体系标准，其实质是在MRPⅡ（Manufacturing
Resource Planning，制造资源计划）基础上进一步发展而成的面向供应链（Supply Chain）的管理思想。主要内涵是“打破企业的四壁， 把信息集成的范围扩大到企业的上下游， 管理整个供需链”，由于受当时技术条件的限制，所以在当时看来ERP具有很大程度的前瞻性。随着电子商务时代的到来，当时限制ERP功能体现的技术条件现在都已基本具备，所以不仅Gartner最初定义的ERP可以真正得以实现，而且电子商务模式的应用对ERP又提出了新的功能需求并赋予其新的特征。
（一）功能需求。（1）与多个应用系统集成。不少企业已经建立了多个应用系统，如PDM、PLM、CAD、CAM等，但是基本都成了“信息孤岛”，没有与企业的管理系统ERP很好地集成起来，当前信息时代，对信息需求的完整性、及时性和准确性要求企业必须把内部各应用系统集成起来。（2）与电子商务平台对接。XML、GUI、Web Service等技术的发展已经为企业电子商务平台与ERP系统的对接做好了充分的准备，电子商务平台的应用对于实现ERP管理整个供应链的目标更近了一步。（3）内外业务集成。与CRM、SCM、SRM等扩充系统集成，便于实现整个供应链的管理。如，通过与CRM系统的集成可以实现企业各业务部门对客户信息的实时共享，是信息集成向需求市场扩展极其重要的一步；通过与SCM系统的集成可以形成敏捷制造提出的虚拟企业或动态联盟，使供应链上的每个企业可以集中精力于各自优势，最终实现整条链上企业共赢的良好局面。（4）增加智能决策分析功能。在数据仓库技术基础上，发展数据挖掘（DM）技术，实现多维数据的查询分析，开发联机分析处理（OLAP），为企业高层管理者遇到的结构化、半结构化问题提供辅助决策支持。（5）实现协同商务。协同商务是ERP系统的管理模式，是将供应链上所有的经济实体通过信息集成和共享，使所有业务能同步地、协调一致地运转，以减少误判、延迟和浪费，从而缩短周期，降低总体运营成本，解决信息不对称矛盾。（6）管理整个供应链。在ERP将企业内部应用系统以及企业之间的应用系统集成之后，还应加强管理整个供应链的功能，使其真正实现管理供应链的目标，使ERP真正地为提升企业的核心竞争力服务，最终实现企业利润最大化目标。
（二）特征。（1）协同性。协同性是互联网时代更大范围的同步工程，早期的同步工程往往限于CAD和CAM，但是现在要扩大到与选择供应商和与客户沟通的同步，体现敏捷制造和精益生产的精神。（2）智能性。由于前台电子商务对ERP系统的快速响应能力、数据的准确性、有效性等方面的严格要求，又由于企业管理者面对的数据日益繁杂，所以在ERP系统中增加智能决策功能是非常必要的，它可以对结构化或半结构化的问题进行分析统计，为企业高层管理者的决策起到了很好的辅助作用。（3）集成性。在解决了Y2K问题后，为追赶时髦即更名为
ERP的MRPⅡ系统， 实则并非真正意义上的ERP，只有当技术条件都具备了，并且将企业内外部各应用系统集成起来的ERP才真正实现了Gartner最初定义的ERP，从而ERP管理的范畴从企业内部扩展到外部供应链，实现了“打破企业四壁，把信息集成的范围扩大到企业的上下游，管理整个供需链”。
四、电子商务与ERP集成发展
对于ERP与电子商务协同发展的解决方案，业界的普遍共识：在实现两者融合时，ERP方面应优先考虑采购、生产计划、市场营销、销售、库存、财务等与物流、资金流密切相关的模块，电子商务方面应考虑网站管理模块、网上销售模块、网上采购模块和网上资金收付模块，把两者的这些模块集成到一起，构成一个新的应用系统，可以称之为融合系统，融合系统要为今后模块的扩充留有接口。
（一）ERP-EB解决方案。这个解决方案的理论出发点在于，在电子商务系统中有机地集成ERP模块，充分实现了现在流行的以客户为中心的思想。企业的核心数据以电子网络平台上获得的为准，在此基础上通过内部集成的ERP系统实现企业根据市场情况审核的生产批量。
这种解决方案主要体现了以营销为主导的思想，较好地实现了ERP与电子商务之间的有机集成。但是这种模式还存在以下问题：（1）电子商务系统主要面向客户运作，涵盖范围有限，而ERP面向企业的产、供、销全过程，并主要针对企业生产制造过程进行统一的系统管理，因此，以一个功能范围较小的电子商务系统去拉动一个功能广泛的ERP系统，ERP系统的一些数据可能在前台的电子商务系统中缺乏相应的数据接口。（2）大部分企业已经实施ERP很长时间了，企业现在运行的系统大多还是传统的ERP系统 现在要这些企业在短时间内废除已有系统而转用新的电子商务系统，很难让其接受 因此，这只适用于那些还没有真正实施系统的企业，所以这也并非是最好的整合方案。
（二）EB-ERP解决方案。即加载了电子商务模块的ERP系统，这种解决方案的构想在于， 是一种相对比较成熟的企业管理系统，而电子商务是一种新兴的企业运营模式，把电子商务整合到ERP中，实现两者内在的有机结合，这种解决方案可以很好地解决前一种方案存在的弊病。在现有的ERP软件上集成整合电子商务的成本以及推行这种整合后的EB-ERP的各种费用相对来说还比较低，在现实操作中更加可行。
五、结束语
理想的ERP是实现对从客户到企业这整个链条的企业资源的完整有效的管理；电子商务与现实的ERP分处理想的ERP的两端，电子商务与ERP的分裂导致数据不一致，软硬件资源浪费等一系列问题，最直接的后果就是企业资源计划的失败；因此，将电子商务与ERP整合是势在必行的；ERP-EB，EB-ERP做出电子商务与ERP相互整合的两种方案为具体的整合工作提供了有效的参考。
参考文献：
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MES与ERP集成 第4篇
ERP系统以供应链管理为核心,以销售部门和采购部门为信息源头,以设备、人力等其它系统为基础,使信息流在ERP内部得到有效的传递和集成;MES系统是位于上层的计划管理系统与低层的工业控制之间、面向车间层的制造过程管理信息系统,它为操作人员/管理人员提供计划的执行和跟踪所有资源(人、设备、物料、客户需求)的当前状态[1]。
然而,ERP系统对车间层的信息缺少足够的控制,无法对实时事件进行及时处理,而MES系统又缺乏计划层的有效决策信息。两个系统各自独立运行,无法实现数据流、业务流的传递,从而导致“计划层”与“执行层”脱节,使系统应用效果大打折扣。
企业在系统应用过程中迫切需要探索二者的集成方式,打通系统之间的壁垒,实现数据在两个系统之间的交流与传递,从而达到计划、控制、反馈、调整的完整闭环管理。
2 ERP系统和MES系统的集成设计
2.1 集成的思想
ERP系统和MES系统集成采用中间数据库的集成方式。总体思路是通过建立中间数据库用来存放两个系统要交互的数据,以实现共享数据格式统一定义和相关属性的匹配,进而实现数据抽取。集成原理图如图1所示:
由于两个系统均采用ORACLE 10g数据库,故采用中间数据库的集成方式。在此,不建立专门的中间数据库来存放两个系统需要交互的数据,而采用变通方式来达到与中间数据库相同的效果,即:ERP系统和MES系统按照共享数据格式要求分别向对方开放一些中间表和视图,供彼此获得所需信息。MES系统连接ERP系统方式如下(ERP系统连接MES系统方式类似):
create database link ERP.REGRESS.RDBMS.DEV.US.ORACLE.COM
connect to user identified by password
using 'aepcsdb';
2.2 集成的功能
ERP系统与MES系统集成主要包括如下几部分功能:
a. ERP系统向MES系统提供车间生产任务数据,作为MES排产计划来源;
b. 通过MES系统向ERP系统提供限额领料需求,以实现系统自动领料;
c. ERP系统向MES系统提供零件限额领料的详细信息,使车间及时了解生产准备情况;
d. 通过MES系统向ERP系统提交完工入库信息, 以实现系统自动入库;
e. ERP系统接收MES系统提供的零部件完工信息后自动勾兑生产计划,使生产管理人员及时掌握车间任务进度。
3 ERP系统和MES系统的集成实现
从生产计划的角度看,ERP在生产计划的前端,MES在生产计划的后端, MES需要得到ERP生成的“粗”计划作为其计划的源头和基础;车间任务开工前,MES需要根据现场任务的进度安排到ERP系统中领料;车间任务完成后,MES需要将完工信息反馈给ERP进行入库登记,ERP自动关联到相应订单并进行完工处理,从而实现计划的闭环控制管理[2]。
根据以上描述,ERP与MES系统集成主要围绕以下三方面业务展开:工作订单下达、限额领料、完工入库。
3.1 数据集成与数据同步
通过对ERP与MES系统集成业务场景的分析,以下信息需要实现集成:
a) ERP向MES提供的信息主要包括:车间工作订单信息、配套加工领料单信息、物料编码基本信息、物资库存质量信息、配套单据及配套结果信息;
b) MES向ERP提供的信息主要包括:车间领料信息、车间完工反馈信息。
两个系统之间的数据同步是通过基于中间数据库中同一数据表(要共享和交互的数据)在两个系统中分别建立对应的视图来实现。以“配套单主视图”为例,首先,在ERP数据库中存在 “配套单主表”,基于该表在ERP系统中建立“配套单主视图”,建立视图的代码如下:
CREATE OR ｒｅｐｌａｃｅ VIEW AEPCS_SYSTEM.V_MES_INVIO AS
ｓｅｌｅｃｔ INVNO,IOTYPE,…… FROM T_INVIO
同样,在MES系统中,基于ERP系统的“配套单主视图”建立一新的“配套单主视图”,建立视图的代码如下:
CREATE OR ｒｅｐｌａｃｅ VIEW T_INVIO AS
ｓｅｌｅｃｔ "INVNO","IOTYPE",……FROM V_MES_INVIO@ERP
这样,MES系统使用的“配套单主视图”与ERP系统使用的“配套单主视图”都与ERP数据库中的“配套单主表”始终保持一致,从而达到数据同步。
3.2 业务集成
在数据集成和数据同步的基础上,ERP和MES系统集成还通过执行存储过程或触发器来手动或自动实现数据在两个系统之间的实时流转、传递,进而实现业务集成。
3.2.1 工作订单下达
生产部计划员在ERP系统中下达工作订单,此时会触发“MES_MRPWO_INSERT触发器”,以实现在下达工作订单的同时也将订单同步插入“订单中间表”,并将订单中间表中 “导出标记”置为“0(未导出)”。
车间计划员在MES系统中通过执行“p_inputorders存储过程”手动导入生产订单,将订单中间表中“导出标记”为“0(未导出)”的订单导入MES系统,同时自动将该工作订单中间表中的状态置为“2”(导出)。
3.2.2 限额领料
任务开工前,车间计划员在MES系统中通过执行“t_invnostat_pro存储过程”手动触发需要领料的限额领料单,将领料信息写入“领料状态中间表”,同时会触发“t_invnostat_update触发器”,以同步生成ERP系统中的限额审核表信息。
ERP系统下料完成后,会将实际下料结果写入“出入库流水表”,MES系统通过执行“preprtlot_no_pro存储过程”到“出库流水表视图”读取原材料批次等信息,从而完成限额领料的数据传递及业务流转。
3.2.3 完工入库
完工入库时MES系统提交的完工信息会被写入ERP系统的“完工入库中间表”中,同时会触发“T_MRPFINORD_INSERT触发器”,以实现向“完工入库中间表”插入完工信息时也将信息同步插入ERP系统的“完工入库表”中。
在进行入库处理时系统会修改完工入库中间表中的入库数量=已入库数量+本次入库数量,状态设置为3(已入库)。再根据入库数量判断并设置工作订单的完成情况,交付数量=已交付数量+本次入库数量,如果交付数量大于等于下达数量,则修订WO执行状态=4(完成)。如果入库的是产品还要修订制造订单的执行状态、完工状态。从而实现工作订单的闭环管理。
ERP系统完成入库登记后会将“出入库凭证号”和“实际入库数量”写入“完工入库中间表”中,MES系统通过执行“p_getvoucher存储过程”读取“出入库凭证号”和“实际入库数量”,从而实现完工入库的数据传递和业务流转。
4 应用效果
本项目根据企业现有ERP与MES系统,对其集成模式进行了深入研究,并在生产过程中得到了应用。通过本项目的应用研究,提高了业务数据在系统内处理的及时性,保证了业务流程的连续性,实现了生产的闭环管理,为企业的生产管理提供了新的更为科学的管理手段。
5 结束语
虽然,ERP与MES是两大独立系统,管理着生产的不同层次,但由于各自获得信息的局限性造成在企业特别是制造业企业内将两系统集成应用成为系统应用的必然发展趋势。因此国内外有很多关于ERP与MES系统集成的研究,如基于中间数据库的集成、基于中间文件(如xml文件)的集成、基于中间件的集成等[3]。但由于各企业选用的产品不同,企业管理模式也千差万别,故ERP与MES系统集成没有一个最优的模式,只能依据企业的自身情况定制。
参考文献
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MES与ERP集成 第5篇
1企业信息化中MES与ERP集成的优势
MES与ERP这二者是相辅相成的, 有效的将二者集成, 可以实现企业的管理一体化。 MES与ERP虽然在功能上二者是相互独立的, 但是在企业信息化建设中, 企业应该将二者集成, 这样可以提高企业的整体工作效率。 MES与ERP二者系统集成主要有以下优点:第一, 可以偶晓得实现企业对生产的宏观调控, 可以协调企业的生产以及销售等, 加强了企业各部门的信息交流。 第二, 很大程度上完善了企业生产计划的先进性, 提高了企业的生产指标, 有利于企业的销售。第三, MES与ERP二者集成改进了生产的操作流程, 改进了信息技术的基础设施[2]。
2基于MES与ERP集成环境下企业生产计划制定
2.1生产计划的制定。 基于MES与ERP集成环境下, 企业制定的生产计划将会影响企业的生产质量, 以及企业的信息化建设, 还可能导致信息化建设失败。 ERP是企业的计划层, MES是企业的执行层, 在对企业生产过程中发生的时间进行及时的处理, 在处理的过程中, 具有双向通信的功能。 企业形成信息化的过程比较复杂, 在生产过程中产地的信息, 既是复杂的, 又是有序的。首先, 基于ERP要根据市场的实际需要对市场进行预测, 然后企业再制定生产计划, 将所有的信息传递给MES。 其次, MES根据ERP给出的信息, 人后进行对生产的调整以及调度, 将资源合理的配置后将信息发给生产系统。 最后MES要对整个生产过程进行监视, 对生产过程中产生的数据进行采集以及模拟分析, 将采集的信息一定要进行有效的处理后, 然后再交给ERP[3]。
2.2生产计划的执行与控制。 基于ERP要根据市场的实际需要对市场进行预测, 制定生产计划后, 就要将信息传送给MES, 让MES负责整个生产计划, 对生产计划进行执行以及控制在ERP将计划生产的信息输送给MES后, MES要对计划进行调度, 并且对资源要进行合理的配置, 生成个一小计划, 然后将生产消息发送给每一个生产系统, 然后进行生产。MES采集的生产数据可以有效的实现随生产计划的控制, 每个监控都应该对生产情况进行跟进, 并且要分析对生产计划产生影响的因素, 将见识到的具体情况及时的反映给调度室, 由调度室对生产计划进行有效的调整。 每一个监控都有报警系统装置, 如果在监控过程中发现意外状况, 报警系统将会迅速的将发生的状况反映给调度室, 调度室就会暂停生产计划。MES监控生产过程中, 还可以将生产的进度进行分析[4], 将分析的数据反映给ERP系统, 这样就可以保障生产计划有效的控制。
3基于MES与ERP集成环境下企业生产调度的方法
3.1企业生产调度的方法。 随着科技的进步, 企业生产调度出现了许多新的优化方法, 这些方法正在逐渐成为企业生产调度的主流。
3.1.1数学规划法。 企业生产调度应用数学规划法, 主要是将生产的问题建立成一个简单的数学规划模型, 采用整体规划后或者是决策分析, 来实现生产调度的优化, 可以成为优化调度方法。 这个方法的主要优点是将生产任务以及资源分配的全局比较好, 有利于企业生产全局优化。
3.1.2启发式搜索法。 启发方法主要是根据与任务五官的信息来简化搜索的过程, 在企业生产的情况下, 问题的解答可以看作是查找解答的过程。 启发式方法的主要优点是, 面向特定的问题时, 可以提出好的解决方案, 求解的时间也可以很好的接受[5]。
3.1.3系统仿真法。 仿真系统不仅注重对系统化的数学模型追求, 它更加注重的是系统在运行过程中, 逻辑关系的有效描述, 与数学规划法相比较, 系统仿真法的所有都是为生产提供分析, 通过对生产的分析, 可以对生产的调度方案进行有效的评价。
3.1.4人工智能法。 20世纪60年代人工智能, 就将企业生产计划以及制度问题, 作为了企业生产信息化的应用领域中的一种, 人工智能在企业生产过程中的调度方法主要包括智能调度专家系统、制约规划等。
3.1.5计算智能法。 计算智能法是在比较成熟的基础上发展起来的, 通过神经网络、模糊系统、进化计算这三个分支有机的结合, 而形成新的科学方法, 这也属于企业调度新的发展阶段。
3.1.6实时智能法。 在生产中将生产技术与人工智能相结合, 就会形成一个崭新的技术领域, 称之为实时智能, 实时智能主要指的是在一定的时间内, 可以有效的实现人工智能。 实时智能的作用, 主要是调动实时系统。
3.2基于MES与ERP集成企业生产调度探究
3.2.1企业生产调度的基本逻辑结构。 企业的生产一定要结合ERP层, 来下达生产计划以及生产设备, 进而来安排生产, 企业在生产调度的过程中, 一般遇到其他方面的调度, 在充分发挥生产设备以及分配人力资源的情况下, 来安排生产的运作, 来达到生产的总体效率, 生产的调度, 从生产作业就开始了, 所以企业一定要考虑各种突发的生产变化。
3.2.2企业生产调度的基本方法。 根据企业制造业的基本特点, 生产过程中存在着徐国影响生产的因素, 其中有原料不足以及生产设备发生状况, 这样就很难建立简单的数学模型, 所以要有一定的人工智能调度方法。 可以结合传统的调度经验结合行新的调度方法, 确保企业的生产优化。
结束语
综上所述, MES与ERP集成, 很好的解决了计划层与执行层双向信息的集成, 促使二者密切的配合, 有效的对企业的信息资源进行了配置, 并且实现了资源共享。 企业信息化的发展, 促进了企业生产的整体优化, 不仅缩短了企业的生产周期, 而且提高了企业的生产质量。
参考文献
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MES与ERP集成 第6篇
然而, 处于企业上层的生产计划管理 (ERP) 受市场影响越来越大, 计划的适应性问题日渐显露, 与底层的过程控制系统 (PCS) 之间脱节的矛盾也日益突出。企业上层计划缺乏有效的实时信息支持、下层控制环节缺乏优化的调度与协调, 计划层与车间执行层无法进行良好的双向信息流交互, 企业难以实时反应[1]。
如何有效利用上层的ERP与下层的PCS之间的数据, 提高计划、调度的实时性和灵活性, 已成为企业现代化管理过程中关注的核心问题。
1、企业ERP/MES/PCS的三层结构
ERP软件缺少足够的底层控制信息, 无法实现与控制系统紧密相连;PCS (过程控制系统:Process Control System) 各种组态软件等控制软件又缺乏足够的上层控制信息, 不能实现对生产的管理与控制, 造成了企业内部的信息传递瓶颈。
为此, 美国先进制造研究机构 (AMR) 提出了"制造执行系统MES"的概念, MES是位于上层的计划管理系统 (ERP) 与底层的过程控制系统 (PCS) 之间的面向车间层的管理信息系统。根据现代企业过程控制技术与管理技术, 流程工业ERP/MES/PCS三层结构总体结构见图1所示[2]。
由图1可知, MES处于ERP层 (计划层) 和PCS层 (现场自动化系统) 之间的执行层, 主要负责车间生产管理和调度执行。一个设计良好的MES系统可以在统一平台上集成生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能, 使用统一的数据库和通过网络联接可以同时为生产部门、质检部门、工艺部门、物流部门等提供车间管理信息服务。
因此, 如何实现底层生产信息实时反馈以及ERP计划信息实时地下达是企业实施完整的闭环生产, 建立一体化和实时化的ERP/MES/SFC信息体系, 提高生产管理与调度效率的关键环节。
2、MES与ERP的信息流分析
2.1 从ERP到MES系统的信息传递
1) 物料信息
物料信息 (包含物料代码、名称、单位、成本等) 是MES系统非常重要而且维护工作量很大的基础数据。这部分数据正常应该在MES系统中生成和进行维护, 但是已经实施ERP的企业可以把物料数据从ERP系统直接导入到MES系统中。
2) 采购/库存信息
MES系统在进行排产计算的过程中需要提取物料的预计库存数量, 才能保证原材料的供应满足生产需求。用户可以从ERP的采购模块中的采购单信息将原材料的预计到货数量和时间直接导入到MES系统。
3) 销售单信息
MES系统在做排产的时候首先需要"什么时间?生产什么?生产多少?"这样的信息。这些信息一般都保存在ERP系统中的销售订单, 或者是主生产计划等模块中。可以直接把这些信息从ERP系统取过来, 经过加工, 就可以直接下达排产, 得到具体的生产计划。
综上可知, MES从ERP中得到的数据主要是物料、采购、销售等与生产管理相关的基础数据。
2.2 从MES到ERP系统的信息传递
1) 物料需求计划
MES系统能向ERP提供细化到分钟级别的、满足生产能力限制、多种生产约束条件和优化排产提高生产效率要求的物料需求计划。这个数据可以极大提高ERP系统中采购和库存模块的管理效率。
2) 产成品产出计划
MES系统的物料计划同时生成需求和产出计划。MES的产成品产出计划同样满足多种约束并且精确到分钟, 企业可以以此制定详细和精确的销售计划、运输计划等。
3) 成本计划、成本分摊数据
MES系统根据生产作业计划以及物料成本和单位时间的资源成本, 自动生成生产成本计划。MES系统还可以根据实际生产执行数据把成本分摊到每道工序, 得到实际的发生成本。这些信息一起传递给ERP系统的财务模块, 可以完善财务的成本管理功能。
4) 作业计划 (工序计划) 与人事工资、设备管理、质量管理。
由于MES产生详细的作业计划或者工序计划, 并因此产生生产资源的计划, 而每道工序包含很丰富的信息, 可能与一定的人员、工资管理相联系;也可能与设备、班组等资源相联系;还可能与质量管理等相联系。有了作业计划, 就可以完善ERP对这些模块的管理。
综上所述, MES系统可以为ERP提供与生产现场相关的很多关键信息, 这些信息可以改进ERP的采购、销售、成本、设备、质量等模块的功能, 提高ERP中数据的精确性与完整性[3]。
3、ERP与MES的接口分析
ERP与MES在进行信息交换的过程主要涉及如下接口[4]:
3.1 从ERP到MES的接口
1) 原料物料编码
对于ERP和MES系统来说, 原料和物料的编码 (BOM) 是最重要的基础数据, 只有在确保二个系统中原料物料编码一致的基础上, 才有可能进行系统之间的信息交换。
因此, 可首先将ERP中现存原料物料编码导人MES系统中, 再将ERP中新增的原料物料编码同步到MES中相对应的原料物料表中即可。
2) 工单信息
客户订单信息首先在ERP中被转换成工单计划, 然后通过接口传送到MES系统中, MES由此生成工序详细调度信息。
详细的工单信息可通过将ERP中WIP (Works In Process:在制品) 状态工单所包含的生产日期、时间、生产线、产品、工艺路线等信息导入MES系统。
3.2 从MES到ERP的接口
1) 工单实际产量
这个接口可以将MES实时采集到的生产线中制成品与半成品数据及时反馈到ERP工单模块中。
2) 工单原料物料消耗
这个接口可以将MES实时采集到的生产过程中各种原料和物料的实际使用量及时反馈到ERP工单模块中
4、ERP与MES集成的应用
随着电子行业市场竞争的日益激烈, 广东某电子科技集团公司为了实现以低成本快速满足顾客多样化、个性化的产品需求, 在已有ERP系统的基础上引入MES系统。在二个系统的并行运行过程中要经常性地进行数据的交换, 因此, 在MES端根据所需数据及ERP所定义数据接口设计了数据导入程序, 定期自动将数据导入MES系统中。通过数据的及时互联较好地解决ERP (计划层) 与MES (车间执行层) 无法进行良好的双向信息流交互的问题, 提高了企业管理过程的实时反应能力。
5、小结
MES是处于ERP和PCS之间的执行层, 将经营目标转化成生产过程中的操作目标, 通过反馈执行结果, 不断调整和优化, 形成一个周期性的从生产经营到生产运行和过程控制的高效闭环系统。ERP与MES的集成对于制造业信息化的发展是一个必不可少的阶段, 通过二者之间实时的数据互联完全可以实现企业信息的全方位、高效率的集成。
摘要：在制造业中, 企业资源计划 (ERP) 与制造执行系统 (MES) 的集成成为信息交换的关注重点。介绍了企业ERP/MES/PCS的三层结构, 对ERP/MES集成的必要性、信息流及数据接口进行了分析, 并在电子装配企业进行了运用。
关键词：制造执行系统,企业资源计划,信息集成
参考文献
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[4]洪松湘.OracleERP系统与MES系统的接口分析与实现.电脑知识与技术.2009, 5 (9) :2053
MES与ERP集成 第7篇
关键词：企业资源规划系统(ERP),产品数据管理系统(PDM),制造执行系统(MES),系统集成
0 引言
基于知识和信息的制造将是制造技术发展的重要方向。数字化信息系统已对制造业产生深刻的影响,而且其影响日益突出,成为制约现代制造系统的主导因素。利用现代化先进的数字信息技术手段对传统制造方式进行改造正在被越来越多的企业采用,已经被实践证明是非常有效的提高企业开发能力、生产效率和技术水平的重要战略举措,具有越来越重要的战略地位。尤其对于加工过程彼此独立,加工工艺离散的离散型制造业更是如此,本文主要结合离散型制造业的生产任务特点,探讨如何通过多种信息系统的集成和应用,提高企业信息化水平,进一步促进“两化融合”,提升产业核心竞争力。
1 存在问题和解决方式
近些年,我国许多从事离散型生产制造的工业企业纷纷引进了各种信息处理系统,例如企业资源规划系统(ERP)、产品数据管理系统(PDM)和制造执行系统(MES)等,购置了大量数控生产设备,使得企业的信息化应用水平有了较大的提高,但由于这些引进的技术和设备都是被作为孤立的信息技术单元简单使用,在面对总体结构和组成部件相似、规格变化复杂、加工工艺特异性强的工件,仍然普遍存在效率低、成本高、质量不稳定的问题。
针对离散型生产面临的加工任务多样性、信息反馈快速性、信息处理智能性、调度策略优化性要求,经过深入的研究和论证,我们决定采取以PDM/ERP/MES集成的信息系统为基础,以加工任务调度机制为核心,以智能终端为工具,向执行者(即一线生产者)发送加工任务(做什么)和操作(怎么做)指令,并通过智能终端实现完工信息的及时、准确收集与反馈,适应并解决加工过程中出现的各种复杂情况。
实现PDM/ERP/MES系统集成是以上解决方案的基础,主要包括以下内容:1)ERP系统改造,特别是要实现有限资源计划排产,通过对订单式生产项目关键资源能力需求的平衡,提高计划的可执行性;2)实施MES(制造执行系统),打通生产计划和车间执行之间的断层,使ERP计划落地,形成闭环控制;3)实现PDM/ERP/MES的集成应用。
2 实施方案
2.1 总体思路
PDM/ERP/MES集成实施方案首先是进行PDM/ERP集成,实现设计、工艺、制造信息的总体集成;其次是进行PDM/MES集成,使加工图纸信息、工艺简图等加工信息能及时、准确传递给操作者。最后实现ERP/MES集成,打通生产计划和车间执行之间的断层,使ERP计划落地,形成闭环控制,这一方面要求加工任务能够及时准确下达到各设备,另一方面需要现场加工信息能够被及时准确反馈到生产调度员,以保证计划的科学性和执行的可控性。通过PDM/ERP/MES的集成,实现产品数据的共享、计划信息的共享、执行信息的共享,为离散工件的生产和加工提供有效的支持。
2.2 单元系统集成框架
集成应用系统框架中涉及多开发语言(Java、C#、PB等)、多数据库系统(SQL-Server、My SQL等)、多网络环境(局域网、广域网等),这使在单元系统之间的数据交互及流程执行变得更为复杂,因此采取标准化的集成技术和集成框架是实现多系统集成的核心技术内容之一。主要的单元系统的技术实现如表1所示:
在各个单元系统之间有直接或者间接的数据访问需求,且这些需求是动态的、变化的,如图1所示:
针对上表列出的几种主要单元系统之间的数据互联互通需求,我们需要选定一种开放式可扩展的系统集成框架,保证以上主要业务系统之前的数据互通,同时为以后的新系统的集成规范接入方式。经过比较分析,我们选取了面向服务的体系SOA(Service Oriented Architecture)。SOA是一种新的分布应用集成示范,它将应用程序的不同功能单元(服务)通过这些定义良好的接口和协议联系起来。接口采用中立的方式进行定义,独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。目前主要的开发语言(包括表3-1列出的所有语言)均支持面向服务的程序开发,是实现集成框架的理想方案。
2.3 SOA体系结构和原理
面向服务的体系架构SOA是支持服务的结构框架或基础设施。在SOA中,服务是独立的,可以放置于SOA构架中的任何位置并进行调用,也就是说,它能够由架构框架中的任何其它实体(取决于安全性)进行激活或使用。
在体系结构上,SOA的基本框架由三个参与者和三个基本操作构成,三个参与者分别为服务提供者、服务请求者和服务代理,三个基本操作分别为发布、查找和绑定。如图2所示:
服务提供者将其服务发布到服务代理的一个目录上,当服务请求者需要调用该服务时,它首先利用服务代理提供的目录去搜索该服务,得到如何调用该服务的信息,然后根据这些信息去调用服务提供者发布的服务。当服务请求者从服务代理处得到调用所需服务的信息之后,通信是在服务请求者和提供者之间直接进行,而无须经过服务代理。
SOA较其它分布应用集成方法最大的特点是它是完全低耦合的,服务请求者只有在需要服务时才动态地绑定服务提供者;另外,采用SOAP交互协议及XML作为消息格式具有跨平台特性,对集成的应用系统要求也比较低。
2.4 系统集成实现
本方案中结合表中列出的主要系统,给出基于SOA模式的集成框架。其工作原理如图3示。
图中分别表示出了开发期间及运行期间的处理流程及调用流程,在运行期间数据服务请求通过注册中心转发请求,所有的数据服务表示为同样的网络服务资源,通过文档约定及开发期间的格式定义,保证数据服务可被调用并且能正确解析使用,保证实现系统之间的弱耦合及数据服务本身的灵活配置。如果需要进行系统扩展,加入新的服务需求或新的系统,采用同样流程即可实现系统间的数据集成。如图4所示:
3 结束语
实施多个信息系统的综合集成应用对于提高企业的信息化水平和效率有着至关重要的作用,主要具有以下几个方面的效应:
(1)协同效应:大信息平台的建立大大减少信息传递时间,保证信息传递的及时性和准确性,有助于开展多部门联合攻关工作,提高研发效率。
(2)集成效应:通过多系统的数据集成,形成规则统一、分流有序的信息流,消除了信息孤岛,大幅度提高了设计、生产的反应速度。
(3)模拟效应:上层信息化系统可以将信息无障碍地传送至生产系统进行模拟,缩短了新产品、新技术的开发周期,提高了科技成果转化率。
(4)增强效应:集成信息系统有助于提高先进数控装备的利用率,提高加工精度,使成品性能最大限度地达到设计要求,极大地增强技术创新效果。
(5)放大效应:数字化集成系统能够提高管理水平和生产效率,降低库存量,缩短交货期,提高准时交货率,这将有助于节约生产、库存等方面的成本,降低产品成本,产生明显的放大效果。
(6)反哺效应:利用以上所产生的效益,能够进一步支持企业的信息化建设,有助于提高传统制造业的技术水平和生产效率,提升企业的原始性创新水平。
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MES与ERP集成 第8篇
随着制造业信息化的日益推广, 越来越多的离散制造企业开始在车间部署MES。MES的核心是生产调度, 即合理分配制造资源如人员、设备、物料, 由于离散制造企业计划的多变性, 车间的生产调度一方面要遵循上层计划的变更, 一方面还得考虑车间现场设备、物料、人员的就位情况。其中设备是人员和物料的结合点, 是具体的物化中心, 因此, 车间生产计划制定的高效性与准确性很大程度上依赖于设备的加工能力及运行状态。由于离散制造的特性, 设备的监控和管理并没有流程行业严密, 很多离散制造企业的设备管理还停留在静态的台账管理和维修、保养等的事后数据录入, 各种设备报表的统计只能靠人工记录与汇总, 没有实现设备数据的共享[1]。
1 设备管理系统与MES集成方案
本文以国内一离散制造企业为例, 分析其现有设备管理系统和MES的功能及运行状况, 找准切入点, 然后详细设计两个系统的集成方案。该企业有多个生产车间, 隶属于同一个生产部, 生产部按月派发生产计划给各个车间, 车间接收月度生产任务后, 进行初略的能力平衡, 如果任务量太重, 会向生产部申请外委, 将部分任务外委到其他单位完成。车间月度任务确定后, 车间调度员根据现场情况和生产进度按日下达日计划到班组, 班长再将日计划拆分, 分配给班组成员。该企业有一个设备管理系统, 各个车间设置有机械员维护车间的设备台账, 设备的保养计划和定期检修计划都进入了系统。为了充分利用已有资源, 拓展、完善MES和设备管理系统, 本文从几个方面设计设备管理系统与MES的集成方案[2,3], 如图1 所示。
1.1 MES中班长派工时设备台账选择
设备管理系统保存了企业全部的设备台账, 是企业设备信息的唯一来源。车间班组进行生产加工时操作的设备必须在设备管理系统中备案。由于车间设备数量可能较多, MES中可以维护每道工序对应的设备类和操作班组 (MES上层系统已经维护了这些数据, 用户可以在MES中根据实际情况进行更改) , 班长派工时, MES只将该班组对应的设备类所包含的具体设备列表显示出来, 减少了班长的查询工作量。MES中所有的设备来源于设备管理系统数据库, 由设备管理系统标识每台设备的状态, 设备在检修、保养、故障等状态时将不能被选中工作。由于一些小型设备数量众多, 且功能相同, 操作者可以自由使用, 为了管理的简单化, 班长派工时只对重点、关键设备进行指定 (如果能做到管理的精细化, 也可以对所有设备进行指定) 。
1.2 MES中计划下达时设备状态参考
设备在日常运行过程中存在多个状态, 如正常、保养、检修等, 如果多数设备处在非正常状态, 会影响对应班组的生产能力, 车间计划调度人员需要根据设备的运行状况合理安排班组的日计划[4]。在计划下达界面, 设置一个非正常状态设备查询入口, 实时从设备管理系统中抽取设备列表查询结果, 并以班组归类分组展示。当待下达的日计划对应的设备处在不能正常工作的状态时, 计调员可以替换成其他设备。
1.3 MES中车间月度计划下发前的计划平衡
制定车间月度计划需要考虑人力、设备、物料、上工序车间、配套单位生产能力等各个因素, 与人力、物料等其他资源不同, 设备作为车间的固定资产, 不可以自由调配, 添置流程和周期较长, 一般按年度由企业统一规划, 因此, 设备的生产能力较大程度上限制了车间生产能力。计划下发前统计每一台重点、关键设备的需开机时间 (即每道用到该设备的工序的定额工时之和) , 同时累加该设备当月的制度开机时间并扣除定期检修、保养时间, 对比, 如果前者大于后者, 则说明计划工作量大于车间设备制度生产能力, 属于制约当月车间生产的瓶颈设备, 需要采取应对措施。
1.4设备管理系统中统计设备利用率及设备占用曲线
车间班组人员通过MES进行工序的开工和完工操作时, 系统会自动记录每道工序的开工时间和完工时间, 如果工序对应有操作设备, 那么就将该工序的完工时间与开工时间之差默认为该设备针对此工序的实际开机时间。由于每道工序还设置有定额工时, 因此, 可将该定额工时作为设备的定额开机时间。每个月度, MES中记录每台重点、关键设备对应工序的定额工时和实际的开工、完工时间, 根据每台设备对应的制度开机时间, 就可统计每月重点、关键设备的定额利用率、实际利用率及每天的设备占用时间。
1.5 设备管理系统中统计设备完好率
车间一线班组人员是第一个发现设备故障的角色, 在MES触屏程序中设置设备故障报警按钮, 由现场班组人员将具体设备的报警信息触发, 待问题解决后, 解除设备报警, 系统记录报警触发时间和解除时间, 统计为设备的故障时间。将设备完好率定义为 (设备制度开机时间-设备故障时间) /设备制度开机时间*100%。MES记录每台设备的每条报警时间和解除报警时间, 设备系统从MES中获取故障时间, 按月统计, 统计结果可以保存到设备系统, 也可以重新获取数据, 替换之前保存在系统中的报表数据[5,6,7]。
1.6 设备管理系统中统计设备产能
车间一线班组人员完成班长的派工任务后, 需要将工序任务的完工数量输入至MES中。系统统计每台设备对应工序的完工数量, 汇总成该设备每月的设备产能。
2 设备管理系统与MES集成过程
2.1 技术实现方案
如图2 所示, 在考虑数据同步的实时性、稳定性等相关因素后, 针对设备登记台账、设备维保计划等设备管理系统中的信息, 采取在MES中使用数据库中间表的方式与设备管理系统集成的策略;针对工序计划这种数据量大的MES中的信息, 采取MES通过提供Web Service接口的方式与设备管理系统集成的策略;针对设备状态这种实时性高的设备管理系统中的信息, 采取MES通过直接访问设备管理系统数据库的方式获取设备状态的策略。
2.2 技术实现过程
(1) 设置集成主控程序
在服务器后台设置一个24 小时运行的控制程序, 控制每个车间的MES能否与设备系统进行数据交换, 哪些部分的数据进行交换, 数据交换的方式及频率是多少, 并对集成过程进行记录。
(2) MES升级
分析、梳理MES相关功能模块的数据流, 设计MES功能扩展方案;扩展、更新MES数据库, 整理设备管理系统接口需求;优化、升级MES程序, 测试程序稳定性。
(3) 设备管理系统升级
分析设备管理系统现有架构及功能模块, 设计设备管理系统升级方案;扩展、更新设备系统数据库, 整理MES接口需求;优化、升级设备管理系统程序, 测试程序稳定性;开发设备利用率、设备产能等报表模块。
3 设备管理系统与MES集成效果
设备管理系统与MES的集成, 不仅可以让设备管理系统的台账、设备状态、维修保养计划等信息进入到MES, 形成MES生产计划下达的设备数据依据, 确保车间计划下达的准确、高效性, 还可以将车间的生产数据通过集成接口抽取出来, 整理、统计, 自动形成设备管理领域的相关报表, 确保了数据来源的可信性, 避免了人工统计的随意性, 减少了统计误差和统计人员的工作量, 提高了数据的准确性和实时性。如图3 所示, 从MES中获取生产数据后, 自动生成了设备利用率及完好率报表。
4 结束语
两个系统的有效集成, 减少了信息孤岛, 让数据资源得以重复利用, 使得“1+1>2”。然而, 如果集成的两个系统中有一个系统的数据不准确, 反而会使另一个接收数据的系统“受牵连”, 令使用该系统的用户形成错误的意识, 甚至制定错误的决策。因此, 下一步努力抓好这两个系统的数据准确性, 做大做稳做强车间MES系统和设备管理系统, 使两个系统都能够高效稳健运行, 才能为系统间的集成提供强力保障, 最终实现系统集成的价值。
摘要：以国内一离散制造企业为例, 分析了其现有设备管理系统和MES的功能及运行状况, 找准切入点, 然后详细设计两个系统的集成方案。
关键词：离散制造企业,MES,设备管理系统
参考文献
[1]刘飞.离散制造业MES需要实现与设备层的集成[J].中国制造业信息化, 2007 (18) :14-14.
[2]李照兰, 张永亮, 仲梁维.MES环境下制造企业设备全生命周期管理系统的研究[J].现代制造工程, 2014 (2) :123-128.
[3]金林, 刘济平.MES环境下的离散型制造企业设备管理系统的开发[J].南昌大学学报, 2008, 30 (2) :165-169.
[4]李海清, 涂海宁, 刘建胜, 等.制造执行系统中基于状态的关键设备预防性维护研究[J].机械设计与制造, 2006 (12) :178-179.
[5]丁晓喜, 何清波.基于WPD和LPP的设备故障诊断方法研究[J].新型工业化, 2013, 3 (7) :40-49.
[6]梁宏涛.基于Java的设备故障诊断系统的设计与应用[J].软件, 2013, 34 (7) :5-6
MES与ERP集成 第9篇
1 ERP和MES简述
ERP是企业资源计划系统的简称,是指建立在信息技术基础上,以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。在物流管理方面,从研发、计划、采购到仓储、检验、制造、入库等,ERP系统通过各个管理模块的信息录入、分析,使企业从接收订单到订单出货能够科学有序地进行。在人力资源管理方面,ERP系统可分为组织管理、人事管理、时间管理和薪酬管理等模块,ERP系统通过人力资源管理中各个模块的运作,最终为企业人力资源战略规划和决策提供依据。通过销售系统的运作,形成应收、应付、存货、固资、工资、成本等管理,进而形成会计报表及财务分析,为企业的决策提供更多支持。
MES是制造执行系统的简称,按照美国AMR研究公司的定义,它是“介于企业领导层的计划系统和生产过程的直接工业控制系统之间,面向车间层的生产管理技术与实时信息系统”。在MES系统建立的庞大的数据基础之上,可以产生一系列的统计分析报表帮助管理人员及时了解生产的相关信息,如生产达成进度报表、产量统计报表、不良率报表、生产柏拉图、质量柏拉图、直通率报表等,并用电子看板实时展示出来。若产量或品质有任何异常,皆可在看板中体现出来,现场管理人员便可及时处理。如今,MES在企业中的应用已越来越深入,经过多年发展,“MES经历了由单一功能向集成化MES的演变,正在向标准化、协同化、智能化MES发展”[1]。2协同运用ERP与MES实现产品质量追溯与批次管理
ERP偏重资源计划,MES偏重车间层的管理,即ERP管理范围是订单处理及物流环节,而MES管理的范围是生产现场。ERP环境下的生产计划、控制和执行有较大局限性,而MES系统可提供ERP系统无法实现的生产数据的获取与分析功能[2],“为质量追溯的策划、执行、评价和改进提供了丰富的数据基础”[3],为了实现产品的质量追溯及批次管理,就必须依靠这两个系统的有机结合。
2.1 原材料物流环节的追溯
为实现产品的质量追溯,首先要从客户的订单开始,市场人员收到订单后,就需要在ERP系统中录入订单,生管人员根据订单下达原材料的请购单,再由采购转成采购单,而后供应商据此交货。在交付时,供应商需在原材料的最小包装上粘贴条码(需包含的信息有材料料号、原材料周期、批次代码、供应商代码等),待品管检验合格后,仓管人员即扫描该条码办理入库。生管依市场需求在ERP中安排生产任务令,由于系统记录了物料的生产周期,ERP系统即自动检索最早生产周期的物料产生发料单,仓库人员依此发料,则可以做到先进先出,而且ERP系统还会记录每个工单所发物料的周期、批次信息及供应商信息,实现物料的可追溯性。
由于ERP系统开放某些API (Application Programming Interface,应用程序编程接口),ERP系统中所有的发料记录会被MES系统自动抓取,而与产品相关的基础资料,如原材料规格信息、产品BOM等也会通过固定的格式被MES系统所读取,最终形成在MES系统中的原始资料及信息。
2.2 生产现场信息的追溯
制造部的物料员从仓库领取物料后,即发到产线,产线依据生管发放的任务令和领到的物料,开始排单生产,并进行物料的上料扫描。由于MES系统已经获取了ERP中每个任务令的物料信息,物料信息及BOM表就是实物扫描的参照,只要不属于此工单和此工序(栈位)的物料便不能被扫描进系统,这样就将ERP在物流环节做到的原材料追溯延伸到了MES管控的现场部分。
工艺工程师在MES系统中规划了产品的工艺路线,生产人员据此进行规划工序的过站扫描及扫描人员、生产线体的代码录入,因此可以确保生产过程中的人(操作人员)、机(某台设备)、料(生产所需原材料)、法(某些工序、栈位)、环(某制造商及生产区域)等信息与任务令及产品进行绑定,从而实现这些生产要素的有效追溯。
2.3 制程不良品的追溯
在工业生产中常会涉及自动测试及烧机老化等自动测试、检查环节,这些环节都为智能控制,都拥有各自的操作及管理系统。由于在制造过程中,会有一定比率的不良产生,需要经过检查、维修后,方可进入下一道生产工序,这也是很多企业管理中最容易出现异常的一个环节。而MES系统在运用过程中可自动抓取自动测试台和老化系统的相关测试及老化数据,若结果为“PASS”,则可通过并可进行下一工序的生产,若结果为“FAIL”,MES系统则会进行管控,产品必须进入维修工序,维修合格后再进入正常生产环节。如此,便实现了对不良品的防呆管理。维修的过程记录,比如不良的现象、位号、原材料及维修人员信息等都会是企业的研发人员对产品进行有效分析的重要数据。
2.4 重要器件同型号同批次管理
笔者所在的行业是能源产品行业,产品主要有通信电源、铁路电源、逆变器等。笔者有次受邀参加客户的技术交流会,交流会研讨题目是“同台产品中部分位号器件的同型号同批次管理”。经了解,客户发出这样的研讨邀请主要原因如下:该客户的其他供应商前不久出现了产品在市场上炸机的重大客服投诉,并为此花费了大量资金进行市场整改。具体情况如下:供应商的电源产品中某个主回路中的几个开关管没有使用同品牌或同一批次的材料,而同规格不同品牌或不同批次的开关管会存在部分参数的差异,致使其工作不同步,最终使开关管被击穿引起炸机现象。
为预防此类问题发生,笔者供职的企业就依托于ERP和MES系统对需要进行同型号同批次管理的器件实施管控,并形成了具体的操作管理办法。其做法如下:原材料对应的生产周期、批次等信息被扫描录入ERP系统,再被扫描发放到产线,产线在MES系统进行上料扫描前,由于工程已经对每款产品中需要管控的器件位号及料号进行了设定,必须是相同的型号、相同的批次才能通过。这就是MES系统对ERP系统中的位号信息和原材料批次信息进行了延伸管理,协同作业于需管控的器件中,因此前述要求才得以实现。
3 结语
总之,ERP的优势在于“人流、物流、财流、信息流”,而MES的长处在于对生产现场的管控及反馈。通过MES和ERP的协同运用,企业管理人员可以根据生产现场的实时数据进行生产计划和资源的调配,实现来料到成品过程的产品可追溯性和重要器件的批次管理,为建立全面信息化企业管理提供坚实基础。现代电子制造企业有必要将这两个系统有效协同运用、有机结合,使它们为企业的科学管理发挥出更大作用,最终提高企业的竞争力。
参考文献
[1]柴天佑.制造执行系统的研究现状和发展趋势[J].控制工程,2005(6).
[2]姚丽.21世纪我国制造业信息化发展新趋势——APS、ERP和MES系统集成研究[J].物流技术,2005(10).
