颐合公司信息系统集成分析研究

匡晓东

摘要:本文结合烟草行业信息化管理系统开发和应用,对计算机系统在企业中的应用进行探讨。重点对MES与ERP的分工和集成进行分析,阐述了各管理模块的特点和组成。

关键词:烟草企业 ; 信息化 ; 集成 ; 分析研究

0 引言

近几年来,烟草行业正在实施行业地面计算机骨干网络的建设,实现对行业卷烟生产经营的及时、准确、全面的监控管理,进一步提高行业生产经营决策管理的科学性。自2006年颐合公司就先行开发设计了MES和ERP系统工程。本文从烟草行业的IT应用分析出发,对MES与ERP的分工和集成进行分析和探讨。

1 烟草行业IT应用特点分析

烟草企业是连续的流程型企业,分为制丝和卷接包两大工艺流程,各流程环节有一定的自动化控制系统,烟草行业的特点决定了信息化具有其自身的特点,即不仅要进行业务层的系统建设,还要考虑底层设备相关的控制和生产的管理。

位于最底层的L1称为设备控制层,采用集中—分散型工业总线控制方式,将传感器、PLC、网络、无线通讯、条码、电子标签、工业机器人等诸多技术结合在一起,用方便灵活的硬件和软件模块加以组合,以适应不同特点的工艺控制要求。

L2是制造执行系统(MES),进行作业计划、优化排产、执行与监控以及生产实时数据的采集和质量管理。通过监控计算机实现对生产线的组合操作、状态实时监控、生产数据采集、并将采集的数据向数据管理服务器上报。L1向L2发送现场生产、工艺数据和物流信息等,L2向L1下发送生产计划和物流调度信息、配方数据等。。

L3针对烟草企业业务层面的管理,以ERP为核心应用,包括CRM、SCM、电子商务等业务运作管理系统,对企业的内、外部供应链进行系统、高效的整合和管理。

L4在整个企业IT层次模型的最高层,对ERP等L3应用系统提供的大量业务数据进行挖掘、分析,得出各维度的分析建议,为企业管理层的决策提供基础。

在以上四层模型中,逐层之间存在着相互依赖和数据传递关系。L1和L2各层次之间有严格的依赖关系,形成闭环控制机制。L3和L4关注信息的关联性和可管理性,层次之间的依存关系不像L1和L2那样严格,但是也需要在相邻层之间传递数据,强调层次之间的有效集成。

目前我国烟草企业的L1有了一定的积累,自动化在烟草企业中得到了广泛应用,并伴随自动化技术的发展而逐步加深。L3的ERP是各企业信息化建设的重点,同时也始关注L2的有不少企业开MES。事实上,ERP和MES的有效整合是烟草企业信息化实现“产销一体化”和“管控一体化”目标的一个关键因素。

2 MES与ERP的分工

MES最初是上世纪九十年代美国管理界提出的,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能对此及时做出反应、报告,并用当前的准确数据对它们进行指导和处理,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。

主要的MES功能模块包括工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集。实际的MES产品可能是包含其中一个或几个功能模块,简要介绍如下:①工序详细调度:通过基于有限资源能力的作业排序和调度来优化车间性能;②资源分配和状态管理:指导劳动者、机器、工具和物料如何协调地进行生产,并跟踪其现在的工作状态和刚刚完工情况;③生产单元分配:通过生产指令将物料或加工命令送到某一加工单元开始工序或工步的操作;④文档控制:管理和分发与产品、工艺规程、设计或工作令有关的信息,同时也收集与工作和环境有关的标准信息;⑤产品跟踪和产品清单管理:通过监视工件在任意时刻的位置和状态来获取每一个产品的历史纪录,该记录向用户提供产品组及每个最终产品使用情况的可追溯性;⑥性能分析:将实际制造过程测定的结果与过去的历史记录和企业制定的目标以及客户的要求进行比较,其输出的报告或在线显示用以辅助性能的改进和提高;⑦人力资源管理:提供按分钟级更新的员工状态信息数据(工时,出勤等),基于人员资历、工作模式、业务需求的变化来指导人员的工作;⑧维护管理:通过活动监控和指导,保证机器和其它资产设备的正常运转以实现工厂的执行目标;⑨过程管理:基于计划和实际产品制造活动来指导工厂的工作流程(这一功能实际上也可由生产单元分配和质量管理来实现);⑩质量管理:根据工程目标来实时记录、跟踪和分析产品和加工过程的质量,以保证产品的质量控制和确定生产中需要注意的问题;数据采集:监视、收集和组织来自人员、机器和底层控制操作数据以及工序和物料信息,这些数据可由车间手工录入或由各种自动方式获取。

下面我们从管理范围、管理对象、管理内容、管理时效四个方面来比较ERP和MES的分工。①管理范围:ERP是对整个企业或集团业务的管理,而MES的管理是针对车间或生产分厂的。②管理对象:ERP是对企业整个运营资源(人、财、物)的管理,强调“业务财务一体化”;MES的管理则更集中于生产现场资源,即设备、工艺、物料等。③管理内容:ERP管理整个企业的内部价值链和供应链,即销售、采购、生产、库存、质量、财务、人力资源等;MES主要管理生产的执行,包括生产质量、生产作业调度、生产实绩反馈等。④管理时效:ERP对计划和业务管理的时间区段比较宽,以年、季、月、旬或周、日为单位;由于对生产现场管控的需要,MES的管理更加细致,管到日、班、小时。

计划在ERP和MES中都是非常重要的功能和内容,我们再来看一下ERP的生产计划和MES的生产计划的不同:

ERP的生产计划是以生产订单为对象的前后排列,考虑时间因素,以日为排列单位,先后日期依据销售订单和销售预测的时间、制造提前期和原材料采购提前期、库存等因素用MRP的逻辑来计算是基于订单的无限产能计划。MES的生产计划以生产物料和生产设备为对象,按生产单元进行排程,以执行为导向,考虑约束条件,把ERP的生产订单打散,重新计划生产排程,是基于时间的有限产能计划。

3 MES与ERP的集成研究

MES与ERP的有效集成是对生产相关的业务流程进行疏理和优化,通过流程来把MES和ERP整合到一起。ERP与MES一起构成计划、控制、反馈、调整的完整闭环系统,通过接口进行计划、命令的传递和实绩的接收,使生产计划、控制指令、实绩信息在整个ERP、MES、低层设备控制中透明、及时、顺畅地交互传递。MES介于ERP与底层设备控制系统之间,起承上启下的作用,是ERP系统数据的基础和保证。

烟草行业MES通常包括以下功能块:

对上接受ERP的生产计划等信息,并反馈相关的信息给ERP;对下采集制丝中央控制系统、卷接机数采系统、包装机数采系统、烟叶、包装材料、产成品自动化高架仓系统的数据,并下达相应的指令;同时具有计划及工单管理功能、生产及设备监控功能、物料跟踪、质量控制、实时数据分析和生产统计功能等。

实现MES与ERP的整合,关键在于业务流程的优化和整合以及对所涉及MES和ERP系统的具体分析以充分发挥各系统的优势。信息系统都是为业务服务的,MES和ERP各自解决一部分业务问题,分别反映一部分业务流程,流程是MES与ERP整合的“粘合剂”,通过流程的整体优化划分出哪些流程在MES中处理、哪些流程在ERP中处理。对于在两个系统中都可以实现的功能,应优决定取舍。