匡曉東

摘要:本文結合煙草行業(yè)信息化管理系統(tǒng)開發(fā)和應用,對計算機系統(tǒng)在企業(yè)中的應用進行探討。重點對MES與ERP的分工和集成進行分析,闡述了各管理模塊的特點和組成。

關鍵詞:煙草企業(yè) ; 信息化 ; 集成 ; 分析研究

0 引言

近幾年來,煙草行業(yè)正在實施行業(yè)地面計算機骨干網(wǎng)絡的建設,實現(xiàn)對行業(yè)卷煙生產(chǎn)經(jīng)營的及時、準確、全面的監(jiān)控管理,進一步提高行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營決策管理的科學性。自2006年頤合公司就先行開發(fā)設計了MES和ERP系統(tǒng)工程。本文從煙草行業(yè)的IT應用分析出發(fā),對MES與ERP的分工和集成進行分析和探討。

1 煙草行業(yè)IT應用特點分析

煙草企業(yè)是連續(xù)的流程型企業(yè),分為制絲和卷接包兩大工藝流程,各流程環(huán)節(jié)有一定的自動化控制系統(tǒng),煙草行業(yè)的特點決定了信息化具有其自身的特點,即不僅要進行業(yè)務層的系統(tǒng)建設,還要考慮底層設備相關的控制和生產(chǎn)的管理。

位于最底層的L1稱為設備控制層,采用集中—分散型工業(yè)總線控制方式,將傳感器、PLC、網(wǎng)絡、無線通訊、條碼、電子標簽、工業(yè)機器人等諸多技術結合在一起,用方便靈活的硬件和軟件模塊加以組合,以適應不同特點的工藝控制要求。

L2是制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES),進行作業(yè)計劃、優(yōu)化排產(chǎn)、執(zhí)行與監(jiān)控以及生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的采集和質量管理。通過監(jiān)控計算機實現(xiàn)對生產(chǎn)線的組合操作、狀態(tài)實時監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、并將采集的數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)管理服務器上報。L1向L2發(fā)送現(xiàn)場生產(chǎn)、工藝數(shù)據(jù)和物流信息等,L2向L1下發(fā)送生產(chǎn)計劃和物流調(diào)度信息、配方數(shù)據(jù)等。。

L3針對煙草企業(yè)業(yè)務層面的管理,以ERP為核心應用,包括CRM、SCM、電子商務等業(yè)務運作管理系統(tǒng),對企業(yè)的內(nèi)、外部供應鏈進行系統(tǒng)、高效的整合和管理。

L4在整個企業(yè)IT層次模型的最高層,對ERP等L3應用系統(tǒng)提供的大量業(yè)務數(shù)據(jù)進行挖掘、分析,得出各維度的分析建議,為企業(yè)管理層的決策提供基礎。

在以上四層模型中,逐層之間存在著相互依賴和數(shù)據(jù)傳遞關系。L1和L2各層次之間有嚴格的依賴關系,形成閉環(huán)控制機制。L3和L4關注信息的關聯(lián)性和可管理性,層次之間的依存關系不像L1和L2那樣嚴格,但是也需要在相鄰層之間傳遞數(shù)據(jù),強調(diào)層次之間的有效集成。

目前我國煙草企業(yè)的L1有了一定的積累,自動化在煙草企業(yè)中得到了廣泛應用,并伴隨自動化技術的發(fā)展而逐步加深。L3的ERP是各企業(yè)信息化建設的重點,同時也始關注L2的有不少企業(yè)開MES。事實上,ERP和MES的有效整合是煙草企業(yè)信息化實現(xiàn)“產(chǎn)銷一體化”和“管控一體化”目標的一個關鍵因素。

2 MES與ERP的分工

MES最初是上世紀九十年代美國管理界提出的,通過信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理。當工廠發(fā)生實時事件時,MES能對此及時做出反應、報告,并用當前的準確數(shù)據(jù)對它們進行指導和處理,減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動,有效地指導工廠的生產(chǎn)運作過程,從而使其既能提高工廠及時交貨能力,改善物料的流通性能。

主要的MES功能模塊包括工序詳細調(diào)度、資源分配和狀態(tài)管理、生產(chǎn)單元分配、過程管理、人力資源管理、維護管理、質量管理、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。實際的MES產(chǎn)品可能是包含其中一個或幾個功能模塊,簡要介紹如下:①工序詳細調(diào)度:通過基于有限資源能力的作業(yè)排序和調(diào)度來優(yōu)化車間性能;②資源分配和狀態(tài)管理:指導勞動者、機器、工具和物料如何協(xié)調(diào)地進行生產(chǎn),并跟蹤其現(xiàn)在的工作狀態(tài)和剛剛完工情況;③生產(chǎn)單元分配:通過生產(chǎn)指令將物料或加工命令送到某一加工單元開始工序或工步的操作;④文檔控制:管理和分發(fā)與產(chǎn)品、工藝規(guī)程、設計或工作令有關的信息,同時也收集與工作和環(huán)境有關的標準信息;⑤產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品清單管理:通過監(jiān)視工件在任意時刻的位置和狀態(tài)來獲取每一個產(chǎn)品的歷史紀錄,該記錄向用戶提供產(chǎn)品組及每個最終產(chǎn)品使用情況的可追溯性;⑥性能分析:將實際制造過程測定的結果與過去的歷史記錄和企業(yè)制定的目標以及客戶的要求進行比較,其輸出的報告或在線顯示用以輔助性能的改進和提高;⑦人力資源管理:提供按分鐘級更新的員工狀態(tài)信息數(shù)據(jù)(工時,出勤等),基于人員資歷、工作模式、業(yè)務需求的變化來指導人員的工作;⑧維護管理:通過活動監(jiān)控和指導,保證機器和其它資產(chǎn)設備的正常運轉以實現(xiàn)工廠的執(zhí)行目標;⑨過程管理:基于計劃和實際產(chǎn)品制造活動來指導工廠的工作流程(這一功能實際上也可由生產(chǎn)單元分配和質量管理來實現(xiàn));⑩質量管理:根據(jù)工程目標來實時記錄、跟蹤和分析產(chǎn)品和加工過程的質量,以保證產(chǎn)品的質量控制和確定生產(chǎn)中需要注意的問題;數(shù)據(jù)采集:監(jiān)視、收集和組織來自人員、機器和底層控制操作數(shù)據(jù)以及工序和物料信息,這些數(shù)據(jù)可由車間手工錄入或由各種自動方式獲取。

下面我們從管理范圍、管理對象、管理內(nèi)容、管理時效四個方面來比較ERP和MES的分工。①管理范圍:ERP是對整個企業(yè)或集團業(yè)務的管理,而MES的管理是針對車間或生產(chǎn)分廠的。②管理對象:ERP是對企業(yè)整個運營資源(人、財、物)的管理,強調(diào)“業(yè)務財務一體化”;MES的管理則更集中于生產(chǎn)現(xiàn)場資源,即設備、工藝、物料等。③管理內(nèi)容:ERP管理整個企業(yè)的內(nèi)部價值鏈和供應鏈,即銷售、采購、生產(chǎn)、庫存、質量、財務、人力資源等;MES主要管理生產(chǎn)的執(zhí)行,包括生產(chǎn)質量、生產(chǎn)作業(yè)調(diào)度、生產(chǎn)實績反饋等。④管理時效:ERP對計劃和業(yè)務管理的時間區(qū)段比較寬,以年、季、月、旬或周、日為單位;由于對生產(chǎn)現(xiàn)場管控的需要,MES的管理更加細致,管到日、班、小時。

計劃在ERP和MES中都是非常重要的功能和內(nèi)容,我們再來看一下ERP的生產(chǎn)計劃和MES的生產(chǎn)計劃的不同:

ERP的生產(chǎn)計劃是以生產(chǎn)訂單為對象的前后排列,考慮時間因素,以日為排列單位,先后日期依據(jù)銷售訂單和銷售預測的時間、制造提前期和原材料采購提前期、庫存等因素用MRP的邏輯來計算是基于訂單的無限產(chǎn)能計劃。MES的生產(chǎn)計劃以生產(chǎn)物料和生產(chǎn)設備為對象,按生產(chǎn)單元進行排程,以執(zhí)行為導向,考慮約束條件,把ERP的生產(chǎn)訂單打散,重新計劃生產(chǎn)排程,是基于時間的有限產(chǎn)能計劃。

3 MES與ERP的集成研究

MES與ERP的有效集成是對生產(chǎn)相關的業(yè)務流程進行疏理和優(yōu)化,通過流程來把MES和ERP整合到一起。ERP與MES一起構成計劃、控制、反饋、調(diào)整的完整閉環(huán)系統(tǒng),通過接口進行計劃、命令的傳遞和實績的接收,使生產(chǎn)計劃、控制指令、實績信息在整個ERP、MES、低層設備控制中透明、及時、順暢地交互傳遞。MES介于ERP與底層設備控制系統(tǒng)之間,起承上啟下的作用,是ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎和保證。

煙草行業(yè)MES通常包括以下功能塊:

對上接受ERP的生產(chǎn)計劃等信息,并反饋相關的信息給ERP;對下采集制絲中央控制系統(tǒng)、卷接機數(shù)采系統(tǒng)、包裝機數(shù)采系統(tǒng)、煙葉、包裝材料、產(chǎn)成品自動化高架倉系統(tǒng)的數(shù)據(jù),并下達相應的指令;同時具有計劃及工單管理功能、生產(chǎn)及設備監(jiān)控功能、物料跟蹤、質量控制、實時數(shù)據(jù)分析和生產(chǎn)統(tǒng)計功能等。

實現(xiàn)MES與ERP的整合,關鍵在于業(yè)務流程的優(yōu)化和整合以及對所涉及MES和ERP系統(tǒng)的具體分析以充分發(fā)揮各系統(tǒng)的優(yōu)勢。信息系統(tǒng)都是為業(yè)務服務的,MES和ERP各自解決一部分業(yè)務問題,分別反映一部分業(yè)務流程,流程是MES與ERP整合的“粘合劑”,通過流程的整體優(yōu)化劃分出哪些流程在MES中處理、哪些流程在ERP中處理。對于在兩個系統(tǒng)中都可以實現(xiàn)的功能,應優(yōu)決定取舍。