MES与SAP集成技术研究

张秋琳

（北京北方车辆集团有限公司，北京 100072）

1 引言

21世纪是信息时代，信息化技术的不断发展，企业信息化应用也经历了从单机电子文档管理到目前的各种复杂信息化管理系统，信息化系统在军工类单位普及化程度较高。然而企业信息化在建设和应用层面总体看仍处于初步阶段，各系统间由于主要管控功能的独立应用状态，信息难以集成和共享，从而导致出现大量的重复数据、重叠业务工作，大大增加了现场工作量；不仅影响了系统的应用效果，而且影响到企业的整体生产效率。如何准确、高效地将企业内各系统的主数据和业务统一对接起来，减少重复工作，提高整体工作效率，已经成为制约企业信息化建设的重要因素。

2 企业信息化建设面临的问题

目前，企业在信息化建设上通常具有以下主要问题：

1）信息孤岛现场普遍：企业由于信息系统集成性较差，许多数据无法通过信息化系统进行实时传递，而是通过人工方式录入。

2）独立或外包开发：集成性较差，由于在企业信息化建设中，难以有一体化信息化软件，且各系统软件由不同开发服务商提供，系统平台不统一，不易实现集成。

3）重软件，轻管理：软件系统是信息化应用的载体，但核心是管理，在信息化应用过程中，企业管理流程的优化容易被忽视，软件功能则被关注度高；信息系统本身并不仅仅是一个系统，其管理理念需要被企业管理者借鉴和吸收。

4）较少长期规划：随着信息化技术发展，信息化建设需求越来越多，企业需要针对自身发展制定长期规划，且需要根据企业发展进行及时修订和调整，才能使信息化建设更全面有序。

3 ERP与MES集成解决方案概述

企业日常应用中，顶层SAP一般根据市场需求和销售计划制定工作计划，并下达至相应车间MES系统，工作计划中包含物料种类、生产数量、完工日期和标准物料BOM，同时利用产品生命周期系统PLM系统将标准生产工艺、设计文档、加工设备及参数等信息同步下发到MES系统；根据这些信息MES产生更为详细的资源分配、控制参数、工序和生产调度并形成工作指令下达车间操作工，MES在反馈的生产加工信息基础上，对信息进行处理并反馈给SAP，如工作订单状态、完成情况、起止时间、实际的物料BOM、实际的生产工艺和实际库存状态等。

通过MES与SAP深度的集成应用，可以实现系统间自动数据交互，库房资源的及时生产准备，对生产工艺参数的实时采集统计，提高产品质量，保障安全生产, 实现零件加工的全过程跟踪、监控、记录与信息管理。

系统集成后，可以提供多种数据统计查询方式，用户可根据生产订单、图号、工序号，操作工、生产车间，工区、班组等方式，方便、快速、准确的查询到所需要的数据，可查询订单现场工序加工进度情况、生产现场零件加工的质量情况、原始加工记录与报表。并按要求输出查询结果和单据打印，取代原来靠人工填表格书写不规范、人工查询工艺速度慢一系列操作过程中出现的问题。

4 MES与SAP集成技术

MES和SAP在业务环节涉及数据接口和信息对接，主要包括如下几个方面：

在MES与SAP的集成接口中，SAP和MES交互数据包括生产订单、生产批次、领料信息、设备、工装工具刀具准备、集件、不合格品审理、零部件库存、入库信息和外委信息等，如图1所示。

图1 MES与SAP集成信息模型

SAP向MES发送的信息：

1）生产订单：SAP将有效的生产订单信息（包括生产数量、完成时间）等传递给MES进行批次创建。

2）批次领料：SAP将零件批次的原材料领用情况传递给MES进行到料确认。

3）设备：SAP将各车间的设备信息传递给MES进行设备派工。

4）集件管理：SAP将生产订单装配所用零部件发料信息传递给MES进行集件管理。

5）工装、工具、刀具信息反馈：SAP将生产批次的工具出库、配送情况传递给MES进行生产准备结果显示。

6）不合格品审理结果反馈：SAP将不合格品审理流程处理结果传递给MES进行审理结果的处理。

7）工装工具刀具库存：SAP将工装工具刀具的库存情况传递给MES进行车间生产派工参考依据。

8）零部件库存：SAP将零部件库存情况传递给MES进行批次创建的参考依据。

9）外委台账：SAP将生产外委信息（外厂协作）传递给MES进行生产调度和报表统计。

MES系统向SAP系统传输的信息内容：

1）批次信息：MES将基于生产订单创建的生产批次信息传递给SAP进行批次关联。

2）生产报工：MES将工序完工信息传递给SAP进行报工管理。

3）工装、工具、刀具请求：MES将生产准备所需的工装、工具、刀具信息传递给SAP进行工具出库和配送。

4）不合格品审理请求：MES将检验产生的不合格品审理信息传递给SAP进行不合格品审理流程。

5）入库反馈：MES将生产批次完工入库信息传递给SAP进行入库管理。

4.1 MES与SAP集成信息流向

（1）自顶而下信息流传递

SAP将生产订单下达到相应车间MES，生产订单中包含了物料、生产数量和完工日期等信息，除了工作订单，还有设备、零部件出库、零部件库存、不合格品审理和工装工具刀具配送等也可提供给MES系统，根据这些信息MES产生更为详细的资源分配、工序和生产调度和控制生产。

（2）自底而上信息流反馈

通过报工使生产加工信息实时地反馈给MES，这些信息包括实时生产信息，如加工批次、加工工序、实际工作时间、完成数量和废品数量，将这些信息反馈给SAP。在加工完成时将完工信息（包括入库类型、生产订单号、零件号、零件名称、机型、提交数量、合格数量、报废数量、一次交检合格数、批次、质保单数量、代料单号、不合格品审理单号、委托单位和生产分厂）反馈给SAP进行入库处理。

4.2 MES与SAP集成业务场景

（1）MES获取生产订单

MES获取SAP生产订单信息的相关流程如图2所示。

图2 MES获取生产订单信息

1）分厂计划员在SAP创建生产订单，订单创建后调用MES生产订单信息接口并传送生产订单信息到MES。

2）MES对生产订单信息进行接收并存储。

（2）SAP获取零件批次数据

SAP获取MES零件批次数据的相关流程如图3所示。

图3 SAP获取MES零件批次数据

1）计划员在MES中创建零件批次流水卡，并确认零件号、批次号等信息。

2）计划员选择零件批次需要领料后，系统发送零件批次信息给SAP。

3）SAP接收到零件批次信息后，在SAP中进行领料流程。

（3）MES获取领料信息

MES获取SAP发料信息，领料信息自动填报，如图4所示。

图4 SAP获取MES零件领料信息

1）SAP系统根据MES传来的批次信息进行发料，并把物料信息传递给MES。

2）MES接收物料信息后在系统中进行流水卡打印（带物料信息）。

（4）SAP获取报工信息

SAP获取MES零件批次数据的相关流程，如图5所示。

图5 SAP获取MES报工信息

1）工人加工完成一道工序后在MES进行报工。

2）检验员对报工工序进行质量检验，在MES填写合格数、报废数和报废原因等。

3）检验完成后MES将检验结果数据传到中间表，SAP根据需要去中间表获取相关数据。

（5）MES获取获取工装工具刀具信息

SAP获取MES零件批次数据的相关流程，如图6所示。

图6 SAP获取MES工装工具刀具

1）在MES生产派工时，需要进行生产准备。

2）班组长或工区长在生产准备界面向SAP发送工装、工具、刀具生产准备请求。

3）MES通过调用总线Web Service（SAP的RFC），向SAP发送请求信息。

4）SAP接收工装、工具、刀具请求进行出库和配送。

5）MES将中间表信息反馈在生产准备报表中展示。

6）工人可通过报表系统查看准备情况。

（6）MES获取设备信息

SAP获取MES零件批次数据的相关流程，如图7所示。

图7 SAP获取MES设备管理

1）在SAP里维护设备数据，包括设备新增、设备调入、设备调出、设备封存、设备启封、设备报废和设备功能位置变更等。

2）SAP将设备变改信息传递给MES。

3）MES收到设备变更信息，完成MES内的设备信息更新。

（7）MES获取集件信息

SAP获取MES零件批次数据的相关流程，如图8所示。

图8 SAP获取MES集件信息

1）SAP下发组合件生产订单时进行集件，并把零部件出库信息传到MES。

2）MES接收出库信息按订单进行集件处理生成组合件配套表。

3）SAP针对同一订单可多次进行出库，相应的MES也会进行多次集件。

（8）MES获取不合格品审理信息

SAP获取MES零件批次数据的相关流程，如图9所示。

图9 SAP获取MES不合格品审理

1）检验员在检验中如果发现有超差零件需要进行审理，将超差的批次设置为待审理状态。

2）MES将待审理的批次、数量等信息传给SAP。

3）SAP接收MES的不合格品审理信息进行不合格品审理流程。

4）SAP审理完成后将不合格品审理结果传送给MES。

5）MES接收SAP的不合格品审理结果后，根据审理结果进行后续的返修、报废和超差使用等处理。

（9）SAP获取入库信息

SAP获取MES零件批次数据的相关流程，如图10所示。

图10 SAP获取MES入库信息

1）检验完成成品检验后提入库申请。

2）MES调用SAP入库申请页面。

3）MES将入库信息传送给SAP。

4）SAP接收MES的入库信息后进行入库处理。

（10）MES获取零部件库存信息

SAP获取MES零件批次数据的相关流程，如图11所示。

图11 SAP获取MES零部件库存信息

1）SAP发送零部件的库存信息到中间表。

2）MES系统将中间表信息展示在“批次缺件查看”界面。

3）现场可以通过“批次缺件查看”界面进行查询，了解零部件在SAP的库存情况。

5 结束语

我国制造企业要实现突破式发展，必须要对企业核心信息化系统，如ERP、PLM和MES等进行有机结合，实现制造企业的“设计制造一体化”。通过将各系统有机整合，可以对企业的经营计划、采购、库存、财务和物料需求计划等进行动态的监控，实现对物流、信息流、控制流和资金流的四流合一。企业的生产运行和管理，需要依靠一系列应用系统来支撑，利用集成化系统提高我国企业信息化水平，提高企业竞争力。

MES与SAP深度集成的实现，可以积累系统集成方面的宝贵经验，包括解决方案设计、系统实现和测试上线等环节的注意事项。并为与其他管理系统的集成在技术方面打通了思路，在实施方法层面也具有很好的参考价值。