ERP與MES集成模式與方法

1、ERP與MES集成模式與方法摘要：文章分別論述了智能制造的兩大關(guān)鍵軟件ERP和MES，論述了 ERP和 MES的功能、特點(diǎn)和作用，為其成功集成打好了基礎(chǔ)，并分析了 ERP與MES集 成的原理、論述了 ERP與MES的集成模式和集成方法。關(guān)鍵詞：ERP； MES；集成模式；集成方法在智能工廠建設(shè)過(guò)程中，有兩大關(guān)鍵軟件，ERP系統(tǒng)與MES系統(tǒng)，這兩大軟 件是實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的關(guān)鍵軟件，建設(shè)智能工廠，這兩大軟件 不可缺少且相互集成，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化與信息化融合的重要抓手，是衡量一個(gè) 企業(yè)是否是智能工廠的一個(gè)重要指標(biāo)。一、企業(yè)資源計(jì)劃企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）是MRP （企業(yè)制造資源計(jì)劃）下

2、一代的制造業(yè)系統(tǒng)和 資源計(jì)劃軟件。除了 MRP已有的生產(chǎn)資源計(jì)劃、制造、財(cái)務(wù)、銷售、采購(gòu)等功能 外，還有質(zhì)量管理、人力資源管理、實(shí)驗(yàn)室管理、業(yè)務(wù)流程管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、 存貨管理、分銷與運(yùn)輸管理和定期報(bào)告系統(tǒng)。目前，我國(guó)的ERP已經(jīng)跳出了傳統(tǒng) 企業(yè)邊界，從供應(yīng)鏈范圍去優(yōu)化企業(yè)的資源，是基于網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的新一代信息 系統(tǒng)。它主要用于改變企業(yè)業(yè)務(wù)流程，以提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。ERP匯合了離散型生產(chǎn)和流程型生產(chǎn)的特點(diǎn)，面向全球市場(chǎng)，包羅了供應(yīng)鏈 上所有的主導(dǎo)和支持能力，協(xié)調(diào)企業(yè)各管理部門(mén)圍繞市場(chǎng)導(dǎo)向，更加靈活或柔性 地開(kāi)展業(yè)務(wù)活動(dòng)，實(shí)時(shí)地響應(yīng)市場(chǎng)需求。為此，我們需要重新定義供應(yīng)商、分銷 商和制造商之

3、間的業(yè)務(wù)關(guān)系，重新構(gòu)建企業(yè)的業(yè)務(wù)、信息流程及組織結(jié)構(gòu)，使企 業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中有更大的能動(dòng)性。ERP是一個(gè)以管理會(huì)計(jì)為核心，可以提供跨地 區(qū)，跨部門(mén)甚至跨公司整合實(shí)時(shí)信息的企業(yè)管理軟件，也是針對(duì)物流、財(cái)流、人 流、信息流集成一體化的企業(yè)管理軟件。ERP把客戶需求和企業(yè)內(nèi)部的制造活動(dòng)以及供應(yīng)商的制造資源整合在一起， 形成一個(gè)完整的供應(yīng)鏈，其核心管理思想主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：對(duì)整個(gè)供應(yīng) 鏈資源進(jìn)行管理，精益生產(chǎn)、敏捷制造和同步工程，事先計(jì)劃與事前控制。圖1，ERP內(nèi)容二、生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是通過(guò)信息傳遞對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè) 生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理，當(dāng)工廠發(fā)生實(shí)時(shí)事件時(shí)，

4、MES能對(duì)此及時(shí)作出反應(yīng)、報(bào) 告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理。這種對(duì)狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使 MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部都沒(méi)有附加值的活動(dòng)，有效指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作，從而既 能提高工廠的及時(shí)交付能力，改善物料的流通性，又能提高物料的流通性，還能 提高生產(chǎn)的回報(bào)率。MES還通過(guò)雙向的直接通信在企業(yè)內(nèi)部和整個(gè)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈 中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。MES的關(guān)鍵作用是優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，它需要收集生產(chǎn)過(guò)程中大量的實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)，并對(duì)實(shí)時(shí)事件進(jìn)行即時(shí)處理，同時(shí)雙與計(jì)劃層與控制層保持雙向通信能力， 從上下兩層接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)并反饋處理結(jié)果和生產(chǎn)指令。圖2, MES在企業(yè)中的數(shù)據(jù)流圖三、ERP與MES集

5、成優(yōu)點(diǎn)與模式在大多數(shù)同時(shí)實(shí)施ERP與MES的制造企業(yè)中，其最上層為管理決策層（ERP 層），中間層為計(jì)劃調(diào)度層（MES層），底層為控制層。這種典型的三層結(jié)構(gòu)在 實(shí)際生產(chǎn)中也會(huì)存在一些不可忽視的問(wèn)題，主要原因是ERP本身并不能對(duì)工廠生 產(chǎn)瓶頸進(jìn)行分析，無(wú)法改進(jìn)和控制產(chǎn)品的質(zhì)量，無(wú)法對(duì)具體的產(chǎn)品進(jìn)行排產(chǎn)。此 外，MES解決方案為企業(yè)提供的是一個(gè)相對(duì)狹窄的視野，從企業(yè)角度看，管理層 在廣度和深度上缺乏為進(jìn)行決策支持所需要的生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)。因此，對(duì)ERP與 MES系統(tǒng)進(jìn)行集成，可以不斷完善ERP與MES的自身功能，同時(shí)為制造業(yè)信息 化提供有效手段。ERP與MES集成的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）生產(chǎn)計(jì)劃以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

6、為依據(jù)，能夠及 時(shí)準(zhǔn)確地反應(yīng)整個(gè)生產(chǎn)情況；（2）可以有效地改善信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，幫助企 業(yè)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部信息和數(shù)據(jù)的集中管理，從而從根本上減少信息和數(shù)據(jù)在內(nèi)部流通的 時(shí)間；（3）可以實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)當(dāng)日更新和管理報(bào)表能夠及時(shí)統(tǒng)計(jì)的功能；（4） 可以配合供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，從而減少供應(yīng)鏈成本，對(duì)顧客需求具有快速反應(yīng)能力； （5）可以改進(jìn)現(xiàn)有的操作流程，對(duì)企業(yè)管理層和車間管理層進(jìn)行一體化標(biāo)準(zhǔn)化 運(yùn)作，有效地縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，大幅度提高勞動(dòng)效率。ERP與MES集成有三種模式：封裝調(diào)用集成模式，間接集成模式和直接集成 模式。四、ERP與MES的集成分析作為管理決策層與控制層之間的一個(gè)中間層，MES起到為ERP層和控

7、制層傳 遞相關(guān)計(jì)劃與控制信息的作用。1）ERP系統(tǒng)自上而下的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于客戶訂單和銷售預(yù)測(cè)兩個(gè)方面， 在ERP進(jìn)行處理后將生成采購(gòu)訂單和自制的工作訂單。生成的采購(gòu)訂單可以直接 下達(dá)給相關(guān)采購(gòu)部門(mén)，或者可以與SCM系統(tǒng)進(jìn)行集成，從而可以及時(shí)跟蹤、監(jiān)控 相關(guān)物流狀態(tài)。生成的自制件的工作訂單一般會(huì)下達(dá)到相關(guān)車間的MES中，工作 訂單中包含物料、生產(chǎn)數(shù)量、完工時(shí)間等相關(guān)信息。與自制件的工作訂單同時(shí)下達(dá)到MES中的還會(huì)有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)物流BOM、標(biāo)準(zhǔn) 生產(chǎn)工藝、相關(guān)設(shè)計(jì)文檔等，MES根據(jù)這些相關(guān)信息，對(duì)相關(guān)資源進(jìn)行分配，對(duì) 相關(guān)工序進(jìn)行梳理，對(duì)生產(chǎn)調(diào)度進(jìn)行安排，并將產(chǎn)生的工作指令下達(dá)給底層控制 的工人

8、、設(shè)備或控制系統(tǒng)，同時(shí)將控制系統(tǒng)需要的控制系統(tǒng)參數(shù)發(fā)送給控制層。2）自下而上的信息流將底層控制系統(tǒng)的相關(guān)信息實(shí)時(shí)傳送到MES層，再經(jīng) MES處理后傳送到ERP層，控制層會(huì)在工作的同時(shí)或者工作完成后將底層的相關(guān) 信息實(shí)時(shí)傳輸給MES。MES在得到底層信息后，將對(duì)某些信息進(jìn)行處理，并將處 理結(jié)果反饋給ERP系統(tǒng)，這些反饋信息對(duì)ERP系統(tǒng)至關(guān)重要。由此可見(jiàn)，MES、ERP以及底層控制系統(tǒng)的信息流是整個(gè)制造業(yè)信息化的基礎(chǔ)。五、ERP與MES集成方法封裝調(diào)用集成模式，ERP與MES封裝以后通過(guò)接口調(diào)用就可以有效地實(shí)現(xiàn) ERP與MES系統(tǒng)的集成，比較典型的方法有：基于API的函數(shù)調(diào)用方法，JDBC- OD

9、BC方法等?；贏PI的函數(shù)調(diào)用方法，在這個(gè)集成系統(tǒng)中，ERP中的BAPI函數(shù)可以將 MES想要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)從ERP系統(tǒng)中提取出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)文件，再將數(shù)據(jù)文件 轉(zhuǎn)換成符合MES API函數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)傳遞到MES中。一般的ERP產(chǎn)品并不提供 API的封裝調(diào)用集成模式。間接集成模式主要是通過(guò)中間文件，中間數(shù)據(jù)庫(kù)以及XML數(shù)據(jù)流等實(shí)現(xiàn)ERP 與MES之間的集成。這種集成方法主要是通過(guò)將ERP及MES的數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一為 相同的文件格式來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)輸出程序?qū)ES中的相關(guān)數(shù)據(jù)讀入文件庫(kù) 中，再由數(shù)據(jù)讀入程序?qū)⑽募?kù)中想要的相關(guān)數(shù)據(jù)讀入ERP中，從而實(shí)現(xiàn)ERP與 MES的集成。反之亦然，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向輸入輸出，以及系統(tǒng)的完成集成。 這種系統(tǒng)集成比較適合于完整的ERP與MES的自行開(kāi)發(fā)與實(shí)施。其關(guān)鍵是多數(shù)據(jù) 庫(kù)集成技術(shù)的應(yīng)用。圖3,間接集成模式實(shí)現(xiàn)直接集成模式的最好方法是將MES的數(shù)據(jù)存放在ERP數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而實(shí) 現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的真正共享。由于這種集成方法緊密度較高，故將ERP與MES 作為整體系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是比較好的，但大多數(shù)公司一般均采用不同公司的軟件，因此， 這種集成方法有局限性。六、結(jié)語(yǔ)ERP與MES是智能工廠建設(shè)