ERP与MES的集成新模式研究

    0 引 言

    随着信息技术和现代管理技术的发展，企业管理已开始从金字塔模式向扁平化模式转换。1990年，美国AMR (advanced manufacturing research)提出的制造行业的ERP/MES/PCS三层结构，已经成功地在许多行业得到了应用，并被越来越多的人所认可。在三层结构模型中，ERP属于企业的计划层，MES是计划的执行层，PCS是对生产现场的控制。三层结构覆盖了企业管理、生产的全过程，对提高企业的管理和生产自动化起到了很大的作用，提升了企业的综合竞争力。但在ERP/MES的实施过程中，ERP、MES的集成成了困扰企业的一个很大的问题，传统的ERP/MES/PCS的集成带来了功能重叠、数据异构、系统复杂和费用增加等系列问题。2005年，Rockwell Software的全球副总裁、MES国际组织的主席Kevin Roach指出，据统计，全球40%的IT预算用于系统集成。本文针对上述问题，提出了将MES集成到ERP中的新解决方案。

    1 ERP，MES，PCS的三层结构

    ERP管理思想与技术经历了30多年的发展变革，从物料需求计划MRP(material requirement planning)到制造资源计划MRP II (manufacturing resource planning II)，再进一步发展到企业资源计划ERP, ERP是信息技术与企业管理技术的集成，可以使企业全面、合理、系统地管理生产和经营过程，最大限度地协调企业内外部资源、技术和人员的作用，大幅度提高企业的经济效益和市场竞争力。ERP是企业的计划层，管理的对象是企业的全部资源。ERP的功能模块涉及销售管理、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、采购管理、库存管理、车间管理、财务管理、固定资产管理、成本管理、设备管理、质量管理、分销资源计划、人力资源管理、供应链管理、客户关系管理等等。

    MES(manufacturing execution system)是对生产过程进行优化管理的信息系统软件，其发展也有30多年的历史。20世纪70年代后半期，出现了单一功能的MES系统，如设备状态监控系统、质量管理系统等。20世纪80年代中期，产生了MES的原型，即传统的MES(traditional MES，T-MES)，其主要内容包括生产进度跟踪信息系统、质量信息系统、绩效信息系统、设备信息系统等。1990年，美国的先进制造研究机构AMR(advanced manufacturing research)提出并使用了MES的概念，将其定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”。MES为操作人员与管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等方面)的当前状态信息。MES是执行层，侧重于企业计划以后的执行，管理的对象是生产过程，是连接企业计划层与生产的桥梁。

    MES的功能模块有资源配置与状态管理、操作/详细调度、派遣生产单元、文档管理、数据采集/获得、劳动力管理、质量管理、过程管理、维护管理、产品跟踪和系谱、性能分析等11个功能模块。

    从图1可 以看出，ERP系统和MES系统之间存在着功能的祸合性，需要在两个系统之间进行频繁地数据交换要求准确、及时。系统集成的好坏将
直接决定三层结构的成功与否。系统集成技术也是目前企业信息化技术研究的热点和难点技术之一。

图1 ERP与MES之间的数据流

    2 目前ERP和MES的系统集成技术

    由于目前ERP,MES软件由不同的软件制造商提供，各个厂商使用不同的架构，数据格式和数据库也不同，这为ERP与MES系统的协同运行带来一系列的技术问题。一般来说，两个系统的数据通信需要由中间件技术来解决，可以把集成模式分为直接集成模式与间接集成模式。

    2.1 直接集成模式

    直接集成模式是指不通过任何的中间数据库、中间文件或中间系统而直接通过一个系统操作另外一个系统，进行数据信息的传递和流程的集成方式。直接集成模式也可以分为多种集成方法，根据实际集成程度的不同，集成方法也会有所区别，一般可以分为接口调用集成和数据库集成。

    (1) 基于直接集成模式的API(application program interface)接口调用集成方法。这种集成模式同一般的接口函数调用基本相同，通过接口调用实现数据的传递和流程的集成(见图2)。如比较流行的ERP软件SAP R/3中的业务应用程序接口( business application program interface，BAPI)和远程调用(remote function call，RFC)接口，就是比较典型的API接口，通过对接口的调用可以获取数据信息和实现程序、流程集成。

图2 基于直接集成模式的API接口调用集成方法

    (2) 基于直接集成模式的数据库集成方法。对于一般的数据库级的集成，可以通过直接调用系统数据库的形式读取数据。同时，数据集成也支持程序级别或流程级别的集成。一般通过JDBC/ODBC的数据访问方式就可以进行数据库的集成，当然数据格式的一致性是必需的。