一、概述

    目前，國內(nèi)很多企業(yè)在進行以上ERP系統(tǒng)為標志的信息化建設(shè)的同時，往往忽視了與過程控制層直接相連的成熟的MES系統(tǒng)的支撐，使得ERP系統(tǒng)不能及時地掌握到工廠發(fā)生的實際情況，成為空中樓閣，這也是許多企業(yè)信息化失敗的重要原因之一。國外一些先進的制造型企業(yè)信息化結(jié)構(gòu)日趨統(tǒng)一在EPR／MES／PCS的架構(gòu)下，MES在企業(yè)信息化中起到了越來越重要的核心關(guān)鍵作用。而國內(nèi)在MES研究方面則有相當差距，這主要是因為MES具有明顯的行業(yè)特征；MES與企業(yè)的管理方式密切相關(guān)，由于沒有一個統(tǒng)一的實施標準，各企業(yè)的MES的功能架構(gòu)各異。

二、MES的特征與核心地位

    MES是美國管理界上世紀九十年代提出的關(guān)于制造業(yè)企業(yè)信息化的新概念，它通過計劃監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度，實時傳遞生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，來對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種復雜問題進行實時處理，在信息化中起到了核心關(guān)鍵作用。如果用一句話來概括MES的核心功能的話，就是：計劃、調(diào)度加實時處理。

    MES處于中間層，其特點是：

    1)MES最具有行業(yè)特征，它與工藝設(shè)備結(jié)合最緊密，至今世界上還沒有一個適合于所有行業(yè)的MES通用產(chǎn)品。

    2)MES是實現(xiàn)生產(chǎn)過程優(yōu)化運行與管理的核心環(huán)節(jié)。

    3)MES是傳遞、轉(zhuǎn)換、加工經(jīng)營信息與具體實現(xiàn)的橋梁。

    不同行業(yè)的MES功能差異很大，但MES的核心功能可以概括為四個方面(如圖1)：

圖1 MES的核心功能

    1)整體優(yōu)化的計劃與設(shè)計

    一體化的合同計劃，材料申請計劃，作業(yè)計劃，發(fā)貨計劃，轉(zhuǎn)庫計劃，對產(chǎn)品進行質(zhì)量設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)計、材料設(shè)計等等。

    2)事件觸發(fā)的實時數(shù)據(jù)處理

    數(shù)據(jù)是MES的基礎(chǔ)與生命，MES的信息不但要具有完整性，也就是該收集的信息都收集到，而且，還要具有時序性、時效性與實時性。按事件進行管理，實時地收集生產(chǎn)實績。所有生產(chǎn)事件的集合就構(gòu)成了一個現(xiàn)實工廠的生產(chǎn)模型。

    3)應(yīng)對突發(fā)事件的實時調(diào)度

    對突發(fā)的故障緊急處理提供手段，對計劃進行動態(tài)調(diào)整，對操作作業(yè)進行指導。

    4)生產(chǎn)狀態(tài)的實時監(jiān)控

    主要監(jiān)控設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況、在制品的質(zhì)量狀況、合同進度的情況等等。

三、鋼鐵企業(yè)MES的技術(shù)架構(gòu)

    鋼鐵企業(yè)MES是從企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略到具體實施之間的一道橋梁，它針對鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行、生產(chǎn)控制與管理信息不及時、不完全、生產(chǎn)與管理脫節(jié)、生產(chǎn)指揮滯后等現(xiàn)狀，實現(xiàn)上下連通現(xiàn)場控制設(shè)備與企業(yè)管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接與信息共享；前后貫通整條產(chǎn)線，實現(xiàn)全生產(chǎn)過程的一體化產(chǎn)品與質(zhì)量設(shè)計、計劃與物流調(diào)度、生產(chǎn)控制與管理、生產(chǎn)成本在線預測和優(yōu)化控制、設(shè)備狀態(tài)的安全監(jiān)視和維護等，從而實現(xiàn)整個企業(yè)信息的綜合集成，從而對生產(chǎn)過程實現(xiàn)全過程高效協(xié)調(diào)的控制與管理。

    鋼鐵企業(yè)MES的軟件功能架構(gòu)見圖2。

圖2 鋼鐵企業(yè)MES的軟件功能架構(gòu)

    鋼鐵企業(yè)MES整體應(yīng)用功能的設(shè)計，要以鋼鐵企業(yè)的行業(yè)特色為背景，要有先進的管理理念貫穿其中，貫徹以財務(wù)為中心、成本控制位核心的理念，貫徹按合同組織生產(chǎn)、全面質(zhì)量管理的理念，實現(xiàn)全過程的一貫質(zhì)量管理，一貫計劃管理，一貫材料管理以及整個合同生命周期的動態(tài)跟蹤管理，以縮短成品出廠周期以及生產(chǎn)周期，加快貸款回收，提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次。

    MES由訂單管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、作業(yè)計劃管理、物料跟蹤與實績管理、工器具與軋輥管理、倉庫管理、發(fā)貨管理、歷史數(shù)據(jù)管理等功能模塊組成（見圖3）

圖3 MES功能模塊組成

四、鋼鐵企業(yè)MES的技術(shù)特點

    1. 較強的一體化計劃編制功能和實時動態(tài)化功能。

    2. 具有較強的與ERP系統(tǒng)及PCS系統(tǒng)的集成性。

    3. 能廣泛適用于鋼鐵企業(yè)各種產(chǎn)線，包括板材，線材、型鋼、鋼管等不同的產(chǎn)線和單制程、多制程、直接熱裝熱送、短流程軋制等各種流程。

    4. 滿足敏捷制造的實時性，大量采用實時處理技術(shù)，從計劃調(diào)度、質(zhì)量判定到生產(chǎn)實績收集、成本核算都由生產(chǎn)中發(fā)生的事件觸發(fā)，進行實時拋帳和即時處理。

    在具體實現(xiàn)上，具有以下技術(shù)特點：

    1) 建立產(chǎn)品規(guī)范體系和冶金規(guī)范體系，真正實現(xiàn)按用戶需求進行產(chǎn)品設(shè)計：

    為貫徹一貫的質(zhì)量管理理念，需要建立產(chǎn)品規(guī)范管理體系及冶金規(guī)范管理體系；產(chǎn)品規(guī)范支持銷售系統(tǒng)訂貨處理，并規(guī)范產(chǎn)品的品名，標準、牌號、表面特性等，確保從合同到標簽、質(zhì)保書的統(tǒng)一引用。建立企業(yè)產(chǎn)品規(guī)范管理體系和冶金規(guī)范管理體系，是實現(xiàn)一貫質(zhì)量管理的關(guān)鍵技術(shù)。

    2) 自動的合同處理與設(shè)計技術(shù)：

    合同處理在產(chǎn)品規(guī)范系統(tǒng)和冶金規(guī)范系統(tǒng)的支持下，自動對銷售下生產(chǎn)的用戶合同進行產(chǎn)品的質(zhì)量設(shè)計和生產(chǎn)設(shè)計，設(shè)計合同的加工工藝途徑及合同產(chǎn)品從材料準備、生產(chǎn)、檢驗、發(fā)貨、出廠等全過程的工序工藝控制參數(shù)、檢化驗要求等作業(yè)指令，以及各工序的物料重量和合同的工序欠量，實現(xiàn)全自動的合同處理技術(shù)。

    3) 產(chǎn)品質(zhì)量判定的自動處理技術(shù)：

    冶金規(guī)范對于產(chǎn)品的最終放行條件作了規(guī)定，對于同一種產(chǎn)品，可以針對不同的用戶、不同的用途分別制定不同的放行條件，真正體現(xiàn)了按用戶進行質(zhì)量管理模式。

    根據(jù)質(zhì)量設(shè)計結(jié)果的放行標準和對產(chǎn)品的檢驗實績，實現(xiàn)對產(chǎn)品實物的自動質(zhì)量判定。

    4)實時動態(tài)的合同執(zhí)行進程跟蹤管理技術(shù)：

    根據(jù)合同處理結(jié)果及生產(chǎn)實績的實時合同拋賬作業(yè)，對合同各工序生產(chǎn)欠量進行動態(tài)平衡，實時監(jiān)控合同進度，動態(tài)反映合同的欠量、通過量，合同跟蹤從銷售、質(zhì)量、生產(chǎn)、出廠直到財務(wù)結(jié)算為止，真正實現(xiàn)實時動態(tài)的合同跟蹤。

五、結(jié)論

    流程型企業(yè)生產(chǎn)過程是一個離散和連續(xù)混合的生產(chǎn)過程，產(chǎn)線長、工序多、設(shè)備復雜，完全靠人工的方式進行管理和控制幾乎是不可能的，因此，流程型企業(yè)姬S的實施就顯得尤其重要。開發(fā)出適應(yīng)于我國流程型企業(yè)的MES軟件產(chǎn)品，實現(xiàn)PCS-MES-ERP的緊密集成，進而提出我國流程行業(yè)MES的技術(shù)規(guī)范與實施標準來，對提升我國流程行業(yè)信息化的水平，增強與國際先進企業(yè)的競爭力，都具有著重要的意義。

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本文標題：MES的整體架構(gòu)及在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用

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