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MES:形成实时化系统

2003/9/22    来源:中国计算机报        
关键字:mes  
    目前,国内相当多的钢铁企业正在进行信息化方面的规划或者建设,有的企业花巨资引进国外的ERP软件产品,或者由一些软件商定制开发ERP系统,但许多企业并没有达到原来预期的效果,甚至是以失败告终,咎其原因可能千差万别。其中开发商没有冶金行业背景,尤其是没有一个与过程控制层直接相连的成熟的MES(制造执行系统)的支撑,不能不说是失败的重要原因之一。
  国外许多组织和研究机构一直在致力于三层架构ERP/MES/PCS的研究,特别是MES软件化产品平台的开发与研究,然而,国内对MES概念和应用的研究却不太多,更不要说有成熟的软件产品。所以,研究和开发MES产品化软件的工作就成为具有战略意义的一项工作。

  MES地位和作用

  MES是美国管理界上世纪90年代提出的新概念,MESA(MES国际联合会)对MES的定义是:MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时,MES能对此及时作出反应、报告,并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动,有效地指导工厂的生产运作过程,从而使其既能提高工厂及时交货能力,改善物料的流通性能,又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通信在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。同时MESA还定义了MES应具备的11个功能模块:

  1)资源分配和状态管理

  2)操作/详细排产

  3)分配生产单元

  4)文件控制

  5)数据收集

  6)劳动力管理

  7)质量管理

  8)过程管理

  9)维护管理

  10)产品跟踪和产品清单管理

  11)性能分析

 


  图1 MES在钢铁企业信息化系统中的地位与作用


  由于行业、企业环境的不同,MES所包含的功能也会有所差异。钢铁企业MES作为企业信息化建设的重要组成部分,起到承上启下、前后贯穿的作用,它通过收集生产过程中大量的实时数据,并对实时事件进行及时的反应和处理,来进行生产过程的优化管理,既接收生产实绩数据并反馈生产结果给上一层管理系统(ERP),又把上一层管理系统的生产指令下达到过程控制层(PCS)。如图1所示,上下连通现场控制设备与企业管理平台,实现数据的无缝连接与共享;前后贯通所有产线,实现全过程的一体化产品与质量设计、一体化计划与物流调度、一体化生产控制与管理,从而形成以MES为核心的企业信息系统。

  在钢铁企业整体信息化系统实施中,MES是整个系统架构的中心环节,其功能架构的设计主要以控制、调度和生产计划为主线,与资源计划ERP、车间层控制系统PCS更紧密地结合,形成实时化的ERP/MES/PCS系统。

  根据钢铁企业的特点以及宝信公司长期以来从事MES定制化开发的经验,宝信NES产品化软件的系统架构如图2所示。

  BS-MESware

  基本设想

  根据钢铁企业的特点以及宝信公司长期以来从事MES定制化开发的经验,宝信推出了以BS-MESware产品化软件为核心的钢铁企业整体解决方案。

  通过MES产品化软件的开发,更加紧密地与ERP、PCS有机地集成在一起,形成钢铁企业信息化系统整体解决方案。

  MES根据ERP系统(或手工输入)下达的合同订单,通过质量设计、生产设计、合同归并、合同计划、材料申请、合同跟踪、质量控制直至成品发货等一系列处理过程,对生产进行合理有效的计划、组织、控制和调整,从而使生产经营活动协调有序地进行。系统主要功能模块包括如下内容:

  订单管理 主要接受上位机ERP系统下达的合同订单数据,作为整个MES系统管理的源头。在无ERP系统的情况下,也可通过系统的输入画面,直接输入合同订单信息。

  生产管理(PMS) 它包括合同归并、合同计划、材料申请、材料充当、合同跟踪。

  质量管理(QMS) 主要包括质量设计管理、质量控制管理、质量判定管理、检化验管理、产品规范管理、冶金规范管理、制造标准管理、质保书管理。

  作业计划管理(PSS) 它主要包括轧钢作业计划管理、炼钢作业计划管理。

  物料跟踪与实绩管理( MMS) 主要包括实绩收集、生产跟踪。

  工器具与轧辊管理(TMS) 主要有工器具管理、轧辊管理、设备运转状况管理。

  仓库管理( SMS) 主要包括:钢卷库管理,其主要是对钢卷存放的仓库进行管理,包括对热轧轧后库、热轧精整库、冷轧原料库、中间库及成品库等的钢卷入库、出库、库内移动、盘库、收发库存等进行管理;板坯库管理,主要是对板坯存放的仓库进行管理,包括对板坯入库、出库、库内移动、盘库、收发库存等进行管理;管、线、小方坯库管理,主要是对管、线、小方坯存放的仓库进行管理,包括入库、出库、库内移动、盘库、收发库存等管理;废钢料场管理,主要是对废钢存放的仓库进行管理,包括入库、出库、配料、收发库存等管理

  发货管理(SMS) 发货资源管理,主要是成品材料产出并具备准发条件后,这些成品材料就作为准发资源进行管理。对于有合同的准发资源,编制准发计划,对于无合同的准发资源,编制现货申报计划,以便进行现货销售。


  图2 结构化MES软件产品的系统架构


  同时还有发货计划管理,其主要功能就是根据可发货资源情况、合同情况,结合车辆的预计到位情况合理按排资源出厂的具体时间。并且在与提货方充分确认后开提单下发发货计划到各出库口执行。

  而发货跟踪管理,主要功能就是接收出库的发货实绩(出厂码单),按计划、提单、合同跟踪各计划的执行情况,依据计划进度对影响出厂的内外因数进行合理调配,确保成品出厂按计划有序进行;发货票据管理,主要是对成品出厂所必要的产品标签、出厂码单、运单、出厂单等的票证的打印进行管理。

  历史数据管理(HDM) 主要包括:数据归档,对已经发货出厂的历史数据中包含了加工过程中所有的质量数据、生产数据、发货数据、合同数据、工艺控制数据等,对这些数据进行分类归档,按主题进行存储,对今后分析产品的质量、成本以及质量异议处理、索赔等等都具有重要的意义;数据查询,对于已经发货出厂的历史数据由于特殊的原因(比如质量异议等)需要查询某些质量、生产、发货、合同、工艺控制等数据,本功能就是基于此项要求而设计的;数据清除,当成品发货出厂一段时间后,就需要对这些历史数据进行转储、清除,一般是转储到磁带介质中,当前的在线数据予以清除。

  钢铁企业冶金过程是一个离散和连续混合的生产过程,产线长、工序多、设备复杂,完全靠人工的方式进行管理和控制几乎是不可能的,因此,钢铁企业MES 的实施就显得尤其重要。而目前国内在MES产品化软件研究与设计方面还远远落后于国际先进水平,所以,研究MES重大关键技术、开发符合技术发展潮流、低成本、适用于我国钢铁企业应用需求的MES产品化软件具有非常现实的意义。

责任编辑:罗伊
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