詳細介紹
有觀點認為炫隶,沒有產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)淋叶,企業(yè)資源計劃(ERP)就是無源之水,沒有制造執(zhí)行系統(tǒng)( MES系統(tǒng) )伪阶,ERP就是無本之木煞檩,所以ERP就成為“枯萎的ERP”。實際上這個結(jié)論過于簡單栅贴,會造成許多誤解斟湃。
PDM與ERP誰先誰后
首先從數(shù)據(jù)流向上看它是對的。沒有產(chǎn)品設(shè)計檐薯,沒有零件目錄凝赛,沒有工藝文件和工時定額,生產(chǎn)組織是無法進行的上辖。這無論搞不搞信息化都得如此庭授。但是,就信息集成的角度來講绎探,必須視企業(yè)的情況而定:按定單設(shè)計的企業(yè)粉只,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)頻繁變化,生產(chǎn)周期又短雪奠,這時如果沒有CAD和PDM文浆,卻要運行ERP,確實是非常困難的踪启,這樣的企業(yè)我們主張先上CAD和PDM升价,再上ERP。
但就一般企業(yè)而言茧天,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定窄悍、新老產(chǎn)品都在同時生產(chǎn),企業(yè)就是上了CAD和PDM磨夕,設(shè)計部門的主要精力肯定還是放在新產(chǎn)品的設(shè)計上屯远,無暇顧及老產(chǎn)品的信息化。而生產(chǎn)管理則不同捕虽,新老產(chǎn)品都要進行管理慨丐,這樣坡脐,在相當長的一段時間內(nèi),即使上了PDM房揭,老產(chǎn)品的物料數(shù)據(jù)备闲、物料清單、工藝路線及工時定額數(shù)還是要靠手工錄入捅暴,不能依靠PDM的集成恬砂。
從發(fā)展歷史來看,MRPⅡ和ERP至今已有近30年的歷史蓬痒,而PDM只有10來年泻骤,這就證明沒有PDM的年代,MRP和ERP仍然是可以運行的梧奢。
MES系統(tǒng)與ERP誰先誰后
制造執(zhí)行系統(tǒng)狱掂,MES系統(tǒng)按照美國AMR研究公司對MES系統(tǒng)的定義:MES系統(tǒng)是一個工廠層的信息系統(tǒng),介于企業(yè)層的計劃系統(tǒng)與生產(chǎn)過程的直接工業(yè)控制系統(tǒng)之間粹断。它以當前視角向操作人員/管理人員提供生產(chǎn)過程的全部資源(人員殖祈、設(shè)備刻吵、材料恼孩、工具和客戶要求)的數(shù)據(jù)和信息。MES系統(tǒng)在工廠綜合自動化系統(tǒng)中起著中間層的作用苦突。
在ERP系統(tǒng)所產(chǎn)生的*計劃的指導(dǎo)下牙硫,MES系統(tǒng)根據(jù)底層控制系統(tǒng)采集的與生產(chǎn)有關(guān)的實時數(shù)據(jù),對短期生產(chǎn)作業(yè)的計劃調(diào)度街剂、監(jiān)控防徊、資源配置和生產(chǎn)過程進行優(yōu)化。
MES系統(tǒng)的功能模塊包括工序詳細調(diào)度绎弯、資源分配和狀態(tài)管理选芦、生產(chǎn)單元分配、過程管理版逼、人力資源管理赌列、維護管理、質(zhì)量管理钮隙、文檔控制阅嘶、產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品清單管理、性能分析和數(shù)據(jù)采集等模塊载迄。在MES系統(tǒng)下層讯柔,是底層生產(chǎn)控制系統(tǒng),包括DCS护昧、PLC魂迄、NC/CNC和SCADA或這幾種類型的組合粗截。
制造執(zhí)行系統(tǒng)的三層模型
可見,MES系統(tǒng)是業(yè)務(wù)計劃系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)捣炬,什么樣的制造業(yè)企業(yè)有完善的控制系統(tǒng)呢慈格,流程工業(yè)和高度數(shù)控化的離散制造業(yè),只有這類企業(yè)他們才能從底層控制系統(tǒng)中采集生產(chǎn)執(zhí)行情況的數(shù)據(jù)遥金,反饋給MES系統(tǒng)和ERP浴捆。也只有在這種環(huán)境下,MES系統(tǒng)才能顯示出它*的魅力稿械。在這種環(huán)境下可以說:沒有MES系統(tǒng)的ERP在執(zhí)行層就像沒有觸覺和視覺选泻,不能得到及時準確的信息反饋。這類企業(yè)上MES系統(tǒng)是*必要的寿宅。
然而對于一般的離散制造業(yè)洒唇,由于設(shè)備自動化水平低,底層缺乏甚至根本就沒有控制系統(tǒng)卫糙,沒有辦法從底層自動獲取生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)卸腐,一切生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)都需要人工鍵入,這時的MES系統(tǒng)就失去了它的威力欺靠。這種生產(chǎn)環(huán)境下的MES系統(tǒng)與ERP的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)沒有兩樣屿赶,因此也談不上沒有MES系統(tǒng)的ERP是“無本之木”,因此肾寡,并非什么企業(yè)都需要MES系統(tǒng)差机。
同樣的理由,從發(fā)展歷史來看耿愈,MRPⅡ和ERP至今已有近30年的歷史倡超,而MES系統(tǒng)只有10來年,證明沒有MES系統(tǒng)的年代朦暖,MRPⅡ和ERP仍然是可以運行的扎怨。
結(jié)論
按定單設(shè)計,按單件制造儒鹿,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)變化頻繁的企業(yè)化撕,建議先上PDM/PLM,再上ERP挺身。對于一般企業(yè)先上什么后上什么侯谁,一定要視企業(yè)的需求而定。對于流程工業(yè)和高度數(shù)控化的離散制造業(yè)章钾,MES系統(tǒng)可以從底層控制系統(tǒng)中獲取及時墙贱、準確的數(shù)據(jù),這時MES系統(tǒng)具有*的魅力,對于那些自動化程度很低惨撇,甚至根本就沒有底層控制系統(tǒng)的企業(yè)伊脓,ERP中的車間管理和MES系統(tǒng)具有相同的功能。
流程型企業(yè)SCM魁衙、ERP报腔、MES系統(tǒng)、PCS如何集成剖淀?
流程型生產(chǎn)企業(yè)是指被加工對象不間斷地通過生產(chǎn)設(shè)備纯蛾,石化、冶金足渔、電力留旱、輕工、制藥丹碑、環(huán)保等在國民經(jīng)濟中占主導(dǎo)地位的行業(yè)格你,基本的生產(chǎn)特征是通過一系列的加工裝置使原材料進行規(guī)定的化學(xué)反應(yīng)或物理變化,終得到滿意的產(chǎn)品候隘。流程工業(yè)在500強行業(yè)中大約70余家述逾,占15%,其營業(yè)收入占總收入的16.5%(據(jù)財富雜志1999年數(shù)據(jù))裆乘。我國流程企業(yè)年產(chǎn)值占全國企業(yè)年總產(chǎn)值的66%(據(jù)中國經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒1999年數(shù)據(jù))殴客,流程工業(yè)的發(fā)展狀況直接影響國家的經(jīng)濟基礎(chǔ)。
流程型企業(yè)大多是重要的能源和原材料工業(yè)舟鲁,產(chǎn)品品種穩(wěn)定励螺,生產(chǎn)量大,工藝大多固定坡沿,一般是按庫存生產(chǎn)模式。連續(xù)工業(yè)的生產(chǎn)一般都伴隨著化學(xué)變化钾埂,通常是在高溫高壓等惡劣條件下進行的河闰,其生產(chǎn)長年不間斷,停產(chǎn)常常會帶來巨大的經(jīng)濟損失褥紫,企業(yè)的自動化目標是如何有效地監(jiān)測和控制生產(chǎn)過程姜性,使生產(chǎn)過程處于佳狀態(tài),節(jié)省原材料髓考,降低能耗與其它消耗部念,提高產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)品率,提高設(shè)備的壽命等氨菇。流程型企業(yè)普遍采用DCS儡炼、PLC等控制系統(tǒng),自動化程度較高。
1.流程型企業(yè)ERP/MES系統(tǒng)/PCS的三層結(jié)構(gòu)
1.1 ERP/MES系統(tǒng)/PCS的三層結(jié)構(gòu)
20世紀80年代后期乌询,市場競爭日趨激烈榜贴,流程型企業(yè)通過實施MRPⅡ/ERP來提高管理水平提升企業(yè)的競爭力。然而妹田,企業(yè)上層的生產(chǎn)計劃管理(ERP)受市場影響越來越大沈猜,計劃的適應(yīng)性問題日漸顯露出來,與底層的過程控制系統(tǒng)(PCS)之間脫節(jié)的矛盾也日益突出拳镊。如何有效利用上層的ERP與下層的PCS之間的數(shù)據(jù)奈炕,提高計劃、調(diào)度的實時性和靈活性寓吼,已成為企業(yè)關(guān)心的問題悲碰。
以MRPⅡ/ERP為代表的管理信息系統(tǒng),以及以PLC本洁、DCS為代表的自動化技術(shù)泻磅,在流程型行業(yè)已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用。盡管這兩類系統(tǒng)的推廣取得了一定效果搔片,但卻忽略了兩者之間的有效配合煞松,導(dǎo)致企業(yè)上層計劃缺乏有效的實時信息支持、下層控制環(huán)節(jié)缺乏優(yōu)化的調(diào)度與協(xié)調(diào)脸缆。計劃層與車間執(zhí)行層無法進行良好的雙向信息流交互芳争,企業(yè)就難以實時反應(yīng)。為解決這個問題别粮,美國*制造研究機構(gòu)(AMR)提出了“制造執(zhí)行系統(tǒng)MES系統(tǒng)”的概念懈词,MES系統(tǒng)是位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的過程控制系統(tǒng)之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)。
下層的控制系統(tǒng)聚焦于生產(chǎn)過程的設(shè)備辩诞,以秒(s)為單位監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況坎弯。控制整個生產(chǎn)過程译暂。中間層的制造執(zhí)行系統(tǒng)著眼于整個生產(chǎn)過程管理抠忘,考慮生產(chǎn)過程的整體平衡,注重生產(chǎn)過程的運行管理外永,注重產(chǎn)品和批次崎脉,以分(min)小時(h)為單位跟蹤產(chǎn)品的制造過程。上層的經(jīng)營計劃系統(tǒng)以產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售為處理對象伯顶,聚焦于定貨囚灼、交貨期、成本和顧客的關(guān)系等祭衩,以月灶体、周、日為單位。
在流程工業(yè)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)中例是,MES系統(tǒng)起著將從生產(chǎn)過程控制中產(chǎn)生的信息卡宛、從生產(chǎn)過程管理中產(chǎn)生的信息和從經(jīng)營管理活動中產(chǎn)生的信息進行轉(zhuǎn)換、加工狐怯、傳遞的作用胚闲,是生產(chǎn)過程控制與管理信息集成的重要橋梁和紐帶。
1.2 ERP/MES系統(tǒng)/PCS間的數(shù)據(jù)傳遞
MES系統(tǒng)的主要功能包括:生產(chǎn)調(diào)度颜肥、資源分配缭柄、工時管理、文檔控制退厕、數(shù)據(jù)采集软架、WIP跟蹤、質(zhì)量管理寸颇、設(shè)備管理等弄讥,是連接ERP與PCS的橋梁。一方面础健,MES系統(tǒng)為ERP系統(tǒng)提供及時谋啃、準備的數(shù)據(jù)和信息,另一方面蹂喻,通過PCS的底層數(shù)據(jù)采集與分析葱椭,為優(yōu)化、控制生產(chǎn)線的運行提供依據(jù)和保證口四,以適應(yīng)企業(yè)對實時化的要求孵运。
從ERP→MES系統(tǒng)→PCS的信息傳遞:ERP經(jīng)過MRP運算后,需要將產(chǎn)品的生產(chǎn)需求蔓彩、BOM治笨、企業(yè)生產(chǎn)資源、工作日歷粪小、加工指令大磺、庫存狀態(tài)等信息加工處理后,將工序和生產(chǎn)調(diào)度探膊、零件清單、生產(chǎn)分析報告待榔、物料短缺信息逞壁、生產(chǎn)優(yōu)化運行參數(shù)等傳遞給PCS層,PCS層根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的操作锐锣。
從ERP→MES系統(tǒng)→PCS的信息傳遞:PCS接受到MES系統(tǒng)下達的工作指令完成相應(yīng)工作债轰,在PCS層工作的同時將底層信息實時反饋給MES系統(tǒng),這些信息包括:工序進展信息、設(shè)備運行參數(shù)丐闲、物料使用狀態(tài)械琴、工件裝夾時間、實際工作時間索官、產(chǎn)品完成數(shù)量狰了、廢品數(shù)量、作業(yè)狀態(tài)势瘤、任務(wù)狀態(tài)以及設(shè)備狀態(tài)等乐标,MES系統(tǒng)層對信息作進一步處理后,將工作訂單狀態(tài)勃否、資源狀態(tài)姚损、工時信息、物料消耗情況避掩、實際的生產(chǎn)工藝紊徊、WIP信息、廢品信息鬼雀、實際的庫存狀態(tài)顷窒、人員分配信息等反饋給ERP系統(tǒng)。
信息流在三層系統(tǒng)中的傳遞取刃、反饋保證了信息的實時性蹋肮,使企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)實時計劃與調(diào)度、動態(tài)成本管理成為可能璧疗。
1.3 ERP/MES系統(tǒng)/PCS的信息集成
ERP/MES系統(tǒng)/PCS中坯辩,系統(tǒng)開發(fā)平臺、數(shù)據(jù)庫可能是異構(gòu)的崩侠,在三層中要實現(xiàn)信息共享與集成漆魔,必須實現(xiàn)跨平臺。采用W3C制定的XML可以實現(xiàn)跨平臺却音,XML文件是文本文件改抡,使異構(gòu)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一進行定義、組織和表示成為可能系瓢,目前主要的關(guān)系數(shù)據(jù)庫都具備讀取和生成XML數(shù)據(jù)的能力阿纤,在各行業(yè)XML得到了普遍的支持。
在ERP/MES系統(tǒng)/PCS三層結(jié)構(gòu)中撼由,ERP與MES系統(tǒng)的信息的交互荡将、共享均通過XML實現(xiàn)。底層控制系統(tǒng)與MES系統(tǒng)的通訊采用OPC(OLEforProcessControl)標準狭鳖。OPC采用Client/Server的通信模式您账,OPC定義了一套應(yīng)用于支持過程數(shù)據(jù)訪問盲拐、報警、事件爽附、過程歷史數(shù)據(jù)訪問等功能的COM接口号均,OPC服務(wù)器一方面負責(zé)與現(xiàn)場設(shè)備的通信,另一方面將獲取的數(shù)據(jù)通過標準的OPC接口(OPCServer對外接口的*性)供調(diào)用方調(diào)用蝗淡。制造執(zhí)行系統(tǒng)與底層控制系統(tǒng)的通信模式見圖所示易震。
2.流程型企業(yè)SCM/ERP/MES系統(tǒng)/PCS集成框架
對于不斷變化的市場需求和不斷變化的競爭環(huán)境,過去那種以生產(chǎn)為核心的企業(yè)經(jīng)營管理模式不再適應(yīng)當前形勢泰牵,必須從整體上考慮企業(yè)運作锭测,把原料供應(yīng)、運輸芥吟、倉儲侦铜、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品運輸钟鸵、銷售钉稍,客戶及客戶需求作為一個整體來對待,通過供應(yīng)鏈的管理和優(yōu)化棺耍,實現(xiàn)降低成本贡未,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)柔性蒙袍、改善客戶服務(wù)等競爭優(yōu)勢俊卤。
在整個供應(yīng)鏈上,企業(yè)的收益不僅取決于企業(yè)內(nèi)部流程的加速運轉(zhuǎn)和自動化害幅,還取決于企業(yè)將這種效率傳遞給由它的供應(yīng)商和客戶組成的整個供應(yīng)鏈系統(tǒng)的能力消恍。供應(yīng)鏈上的各節(jié)點企業(yè)通過協(xié)作經(jīng)營和協(xié)調(diào)運作,將各節(jié)點企業(yè)的分散計劃納入整個供應(yīng)鏈的計劃中以现,大大增強該供應(yīng)鏈在大市場環(huán)境中的整體優(yōu)勢狠怨,同時也使各企業(yè)之間均實現(xiàn)以小的個別成本和轉(zhuǎn)換成本來獲得成本優(yōu)勢。有效的供應(yīng)鏈管理能夠使上下游企業(yè)可大限度地減少庫存邑遏,使所有上游企業(yè)的產(chǎn)品能夠準確秫玉。及時地到達下游企業(yè),這樣既加快了供應(yīng)鏈上的物流速度路旬,又減少了各企業(yè)的庫存量和資金占用耀到。通過這種整體供應(yīng)鏈管理的優(yōu)化作用,實現(xiàn)了整個價值鏈的增值哑回。
通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)课枉,利用電子商務(wù)將上、下游企業(yè)組成整個產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的供應(yīng)鏈荧肴,實現(xiàn)了供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)間的無縫聯(lián)結(jié)杆赃,組成一個動態(tài)的、網(wǎng)絡(luò)化的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)恃定,通過這種整體供應(yīng)鏈管理的優(yōu)化作用宣忧,實現(xiàn)了整個價值鏈的增值,真正提升企業(yè)的核心競爭力寞殿。通過電子商務(wù)系統(tǒng)可以使企業(yè)與供應(yīng)商锤扣、經(jīng)銷商、顧客緊密管理起來骡尽,將經(jīng)銷商每天的經(jīng)營情況遣妥,包括訂單、計劃攀细、匯票等及時箫踩,準確地匯總到企業(yè)的數(shù)據(jù)庫中,同時通過電子商務(wù)系統(tǒng)供應(yīng)商谭贪、代理商可以了解訂貨境钟、發(fā)貨情況,通過企業(yè)的相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫可以查詢企業(yè)的產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售和庫存等情況俭识。
在供應(yīng)鏈中實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部獨立的信息系統(tǒng)之間的信息交換慨削,需要解決以下問題:異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的相互訪問、不同體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件之間的數(shù)據(jù)交換套媚、不同的企業(yè)采用不同的通訊協(xié)議等缚态。
Web服務(wù)是近年發(fā)展起來的新一代Web技術(shù),V服務(wù)是一種過程和一組協(xié)議集堤瘤,通過SOAP玫芦、WSDL、UDDI3個組件宙橱,Web服務(wù)按照服務(wù)提供者么缴、服務(wù)注冊者、服務(wù)使用者的三角關(guān)系開始運作版掘。服務(wù)提供者把能提供的服務(wù)向第三方代理機構(gòu)登記注冊犁式,服務(wù)中介者把供給者的服務(wù)項目制成名錄(Directory),服務(wù)使用者需要服務(wù)時昔疆,先搜尋注冊目錄蚌汁,找到合適的供應(yīng)者,然后通過SOAP標準直接與供給者關(guān)聯(lián)谤郑,信息以WSDL的XML格式傳輸鲸嫁。
Web服務(wù)能夠很好地解決企業(yè)間信息集成問題,與傳統(tǒng)的Web應(yīng)用方式比較直呈,Web服務(wù)是松耦合兜诞,可靈活實現(xiàn)跨廠商翰鬓、跨平臺、跨語言惋涌》卮洌基于Web服務(wù)的SCM/ERP/MES系統(tǒng)/PCS信息集成框架。
在供應(yīng)鏈中腰素,制造商聘裁、供應(yīng)商、經(jīng)銷商弓千、顧客之間可以為經(jīng)過*的合作伙伴提供實時的信息衡便,如庫存、價格信息洋访、訂單執(zhí)行情況等镣陕。如果經(jīng)銷商要查詢訂單的執(zhí)行情況,經(jīng)銷商需要通過UDDI注冊服務(wù)器查詢所有服務(wù)的WSDL描述捌显,并將得到的WSDL描述生成SOAP請求消息茁彭,綁定服務(wù)提供者,SOAP請求被作為一條HTTPPOST請求發(fā)出扶歪,交由Web服務(wù)器處理理肺。Web服務(wù)器分析HTTP信息并找到SOAP路由器的名稱,然后將請求消息傳遞到的SOAP路由器善镰。SOAP路由器分析HTTP頭找出某個Web服務(wù)適配器的位置妹萨,通過Web服務(wù)適配器依次將該請求傳送到ERP/MES系統(tǒng)/PCS系統(tǒng),底層控制系統(tǒng)將產(chǎn)品完成情況實時反饋給上層的ERP系統(tǒng)措瑞,ERP系統(tǒng)將結(jié)果返回給Web服務(wù)適配器剃杯。適配器將得到的結(jié)果通過SOAP消息,返回給SOAP路由器虹喉。終服務(wù)請求者(經(jīng)銷商)收到包含執(zhí)行結(jié)果的SOAP數(shù)據(jù)包沽糕,利用XML解析器對XML數(shù)據(jù)進行解析,取出所需的數(shù)據(jù)啤糙。
3.結(jié)束語
流程型行業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱性產(chǎn)業(yè)启血,流程企業(yè)如何將*的工藝制造技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)以及*的過程控制技術(shù)相結(jié)合锉累,如何將企業(yè)的經(jīng)營管理户载、生產(chǎn)過程控制、運行與管理作為一個有機整體進行管理與控制猩蓝,以實現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)化控制锻宵、優(yōu)化運行與優(yōu)化管理,是流程型企業(yè)迫切需要解決的問題筐子。
流程企業(yè)SCM/ERP/MES系統(tǒng)/PCS集成系統(tǒng)的實施扰藕,不僅可實現(xiàn)企業(yè)的綜合自動化缓苛,而且促使企業(yè)管理從以職能為中心向以過程為中心轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)扁平化的管理模式实胸,使企業(yè)能適應(yīng)多變的市場他嫡,實現(xiàn)敏捷制造和一體化過程控制的要求;使流程企業(yè)的生產(chǎn)過程處于佳狀態(tài),節(jié)省原材料庐完,降低能耗與其它消耗,提高產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)品率徘熔,提高設(shè)備的壽命與利用率门躯。
原文來源于杭州匠興科技