1 前言

MES在工廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中起著中間層的作用——在MRPII、ERP系統(tǒng)產(chǎn)生的長(zhǎng)期計(jì)劃指導(dǎo)下，MES根據(jù)底層控制系統(tǒng)采集的與生產(chǎn)有關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)短期生產(chǎn)作業(yè)的計(jì)劃調(diào)度、監(jiān)控、資源配置和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化。那么MES依靠哪些技術(shù)、模塊實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？尤其是與ERP、控制系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)協(xié)作呢？

2 MES起到承上啟下優(yōu)化數(shù)據(jù)流

作為一種計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)，MES的重要使命就是實(shí)現(xiàn)企業(yè)的連續(xù)信息流。它包含了許多功能模塊。通過(guò)實(shí)踐，MESA(MES國(guó)際聯(lián)合會(huì))歸納了十一個(gè)主要的MES能模塊，包括工序詳細(xì)調(diào)度、資源分配和狀態(tài)管理、生產(chǎn)單元分配、過(guò)程管理、人力資源管理、維護(hù)管理、質(zhì)量管理、文檔控制、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。通過(guò)上述這些模塊有效協(xié)作，MES在工廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中起著中間層的作用。在MES下層，是底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)，包括 DCS、PLC、NC／CNC和SCADA或這幾種類型的組合；在MES上層，則是高層管理計(jì)劃系統(tǒng)，包括ERP、MRPII。

從層次角度分析，制造企業(yè)的控制結(jié)構(gòu)可劃分為工廠層(或公司層)、車間層、單元層和設(shè)備層。其中單元層相當(dāng)于一般企業(yè)的工段或班組。通常，ERP系統(tǒng)處于工廠層和車間層，有時(shí)會(huì)擴(kuò)展到單元層；設(shè)備控制系統(tǒng)處于設(shè)備層，有時(shí)會(huì)擴(kuò)展到單元層；而MES則總是處于車間層與單元層。因此，MES與ERP在車間層 (有時(shí)包括單元層)的功能上會(huì)有部分重復(fù)，MES與設(shè)備控制系統(tǒng)在單元層有時(shí)也會(huì)有部分功能重疊。

在MRPII、ERP系統(tǒng)產(chǎn)生的長(zhǎng)期計(jì)劃的指導(dǎo)下，MES根據(jù)底層控制系統(tǒng)采集的與生產(chǎn)有關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行短期生產(chǎn)作業(yè)的計(jì)劃調(diào)度、監(jiān)控、資源配置和生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化等工作�？刂婆c信息反饋流程以及MES與ERP、設(shè)備控制系統(tǒng)之間的關(guān)系。計(jì)劃與控制指令自上而下越來(lái)越詳細(xì)和具體，而由分布在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自下而上經(jīng)過(guò)層層匯總，數(shù)據(jù)的綜合性越來(lái)越強(qiáng)。在信息交互的具體內(nèi)容方面，MES向上層提交周期盤點(diǎn)次數(shù)、生產(chǎn)能力、材料消耗、勞動(dòng)力和生產(chǎn)線運(yùn)行性能、在制品(WIP)存放位置和狀態(tài)、實(shí)際定單執(zhí)行等涉及生產(chǎn)運(yùn)行的數(shù)據(jù)；向底層控制系統(tǒng)發(fā)布生產(chǎn)指令控制及有關(guān)的生產(chǎn)線運(yùn)行的各種參數(shù)等。

3 MES與ERP優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

(1)ERP的不足

雖然ERP能夠很好地解決生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題，但是在車間這一層次的控制卻往往不夠完善。例如，ERP里面的車間控制模塊計(jì)劃功能一般很弱，主要是執(zhí)行MRP計(jì)劃。它把MRP計(jì)劃變換為車間加工單和調(diào)度單，并按車間加工單和調(diào)度單執(zhí)行，同時(shí)對(duì)計(jì)劃執(zhí)行情況進(jìn)行反饋，并進(jìn)行投入與產(chǎn)出控制。

ERP系統(tǒng)車間加工單和調(diào)度單的時(shí)間跨度(或計(jì)劃期)常常比較長(zhǎng)，通常為周。車間加工單和調(diào)度單中的設(shè)備資源，則是以工作中心為單位的，但對(duì)工作中心的定義往往沒有嚴(yán)格規(guī)定，完全根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)施要求和控制細(xì)度來(lái)確定的。通常，工作中心在ERP中被定義為一組設(shè)備資源，所有信息的反饋與成本的核算等都是以工作中心為單位進(jìn)行的。ERP通常采集主要工序現(xiàn)場(chǎng)信息的時(shí)候，基本靠手工錄入，不僅效率低、易出錯(cuò)，而且輸入的數(shù)據(jù)基本上是前一個(gè)班或前一天的數(shù)據(jù)，信息滯后。

(2)MES的優(yōu)勢(shì)

MES的計(jì)劃調(diào)度功能與ERP車間層的功能有些類似，但MES的計(jì)劃調(diào)度的功能比較強(qiáng)，制定的計(jì)劃也比較詳細(xì)。

MES一般按車間層和單元層分級(jí)制定作業(yè)計(jì)劃，并對(duì)車間的每一臺(tái)設(shè)備或操作人員分派任務(wù)。MES中的車間加工單與ERP的類似，MES中的調(diào)度單是對(duì)車間加工單在時(shí)間和空間范圍內(nèi)的進(jìn)一步分解，通常會(huì)細(xì)化到計(jì)劃期內(nèi)每個(gè)單元每臺(tái)設(shè)備每天(或每班)的生產(chǎn)任務(wù)。同時(shí)，以分派工單的形式把第二天或下一班的生產(chǎn)任務(wù)分派到每一個(gè)操作人員(或設(shè)備)上。

MES系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)不僅包括每臺(tái)設(shè)備、每個(gè)工序和每個(gè)操作人員的數(shù)據(jù)，還包括加工過(guò)程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，而且由于采用自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集技術(shù)，使?fàn)顟B(tài)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)采集。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)層層匯總，最后可得到整個(gè)工廠的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

把MES與ERP集成起來(lái)，不僅能充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，可使MES系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃更合理，使ERP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更及時(shí)有效，工作效率更高。MES 與ERP間的集成數(shù)據(jù)與MES、ERP間的界面劃分有關(guān)。一般而言，既可以由MES來(lái)承擔(dān)所有車間層和單元層的功能，也可以由ERP承擔(dān)車間層的功能，由 MES來(lái)承擔(dān)單元層的功能。但從系統(tǒng)的集成角度看，由MES來(lái)承擔(dān)所有車間層和單元層的功能實(shí)施比較容易。

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