基于MES的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

周虹

摘要：科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，適應(yīng)現(xiàn)代制造企業(yè)要求，為企業(yè)量身打造一款生產(chǎn)管理系統(tǒng)是非常必要的。該文在分析了MES系統(tǒng)的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)機(jī)械制造業(yè)的特點(diǎn)和企業(yè)的生產(chǎn)管理現(xiàn)狀，運(yùn)用系統(tǒng)分析與建模方法對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析、建立了系統(tǒng)整體功能模型，進(jìn)行了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：MES;生產(chǎn)管理系統(tǒng);生產(chǎn)計(jì)劃管理

中圖分類號(hào)：TP311? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）27-0043-02

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)的信息化建設(shè)發(fā)展到一個(gè)前所未有的階段和高度。企業(yè)的管理團(tuán)隊(duì)可以借助信息化獲得的信息來(lái)協(xié)助進(jìn)行管理決策。如何通過(guò)信息化將企業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來(lái)形成設(shè)計(jì)、制造、管理一體化的流程，形成企業(yè)整體的解決方案，從而改變和降低企業(yè)存在的這些問(wèn)題，已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要的任務(wù)。開(kāi)發(fā)使用符合本企業(yè)特色的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高企業(yè)效能，已經(jīng)是一種必然趨勢(shì)。

MES系統(tǒng)很重要的作用是起到連接企業(yè)上層設(shè)計(jì)和下層的控制系統(tǒng)，MES技術(shù)的研究可以對(duì)企業(yè)的信息集成和發(fā)展起到非常重要的作用。但目前針對(duì)我國(guó)企業(yè)目前具體實(shí)際需要解決的問(wèn)題的研究卻非常少，因而導(dǎo)致了我國(guó)目前的MES系統(tǒng)缺乏實(shí)際的應(yīng)用性。本文針對(duì)某機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)、銷售及管理過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題，在現(xiàn)有MES理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，在解決目前存在問(wèn)題的前提下，進(jìn)行了深入的研究，使基于MES的信息管理系統(tǒng)更加智能和敏捷，具有一定的應(yīng)用推廣價(jià)值。

2 方案設(shè)計(jì)

該企業(yè)是多品種、小批量的訂單式生產(chǎn)模式，生產(chǎn)周期（即從訂單下達(dá)到產(chǎn)品出廠，包括：設(shè)計(jì)周期15天左右，采購(gòu)周期15天左右，加工和裝配周期10天左右）較長(zhǎng)。通過(guò)項(xiàng)目前期業(yè)務(wù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，企業(yè)產(chǎn)品研制過(guò)程部分環(huán)節(jié)及工作方式阻礙了生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高，目前對(duì)生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程的管控在精細(xì)程度和時(shí)效性方面均存在瓶頸。因此，對(duì)MES系統(tǒng)建設(shè)提出迫切需求。本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品生產(chǎn)完工全過(guò)程的透明化管理，規(guī)范生產(chǎn)過(guò)程，優(yōu)化各項(xiàng)制造資源，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的有效提升。以面向精益管理的MES為打造智能化工廠的核心功能支撐，推動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)物流裝備的研發(fā)和創(chuàng)新，提升其制造過(guò)程的數(shù)字化和智能化水平，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性，降低生產(chǎn)成本和資源消耗，形成面向倉(cāng)儲(chǔ)物流裝備行業(yè)的智能制造新模式。圍繞生產(chǎn)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員、設(shè)備、物料等一系列的精細(xì)化控制管理，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)慢速響應(yīng)向主動(dòng)快速響應(yīng)轉(zhuǎn)變。

2.1 生產(chǎn)管理流程

企業(yè)在生產(chǎn)管理過(guò)程中，要考慮到產(chǎn)品的生產(chǎn)成本等相關(guān)因素，需要對(duì)產(chǎn)品的工藝進(jìn)行管理，制定相應(yīng)的銷售計(jì)劃;要依據(jù)產(chǎn)品的庫(kù)存數(shù)量與銷售量，制定相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃;由已制定的產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃確定物料的需求計(jì)劃，即制定物料的采購(gòu)計(jì)劃，從而保證產(chǎn)品的及時(shí)生產(chǎn)，并降低產(chǎn)品的庫(kù)存數(shù)量，甚至可以保證出現(xiàn)零庫(kù)存的良好狀態(tài)。為了保證產(chǎn)品或物料的質(zhì)量，入庫(kù)的產(chǎn)品必須按照企業(yè)的質(zhì)量控制體系，對(duì)產(chǎn)品或零部件進(jìn)行檢驗(yàn)。生產(chǎn)管理流程如下圖所示：

2.2 功能性需求分析

通過(guò)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)管理流程分析與用例分析，可以得到企業(yè)具體的生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能性需求。

1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。系統(tǒng)需要對(duì)生產(chǎn)管理所需要的基本數(shù)據(jù)信息進(jìn)行維護(hù)，包括對(duì)倉(cāng)庫(kù)、物料、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等信息的管理。

2）生產(chǎn)計(jì)劃管理。為了保證企業(yè)產(chǎn)品的零庫(kù)存，需要制訂生產(chǎn)計(jì)劃，生產(chǎn)計(jì)劃管理是是其他業(yè)務(wù)流程開(kāi)展工作的基礎(chǔ)。企業(yè)需要根據(jù)一定的算法計(jì)算出物料的需求量與需求時(shí)間，并制定出主生產(chǎn)計(jì)劃。

3）車間管理。系統(tǒng)需要對(duì)企業(yè)車間作業(yè)的流程進(jìn)行管理，包括對(duì)產(chǎn)品所需要物料的領(lǐng)料、產(chǎn)品的生產(chǎn)以及成品的入庫(kù)等操作進(jìn)行維護(hù)。

4）采購(gòu)業(yè)務(wù)管理。系統(tǒng)需要對(duì)原材料的采購(gòu)進(jìn)行管理，包括采購(gòu)單的生成，采購(gòu)?fù)素洏I(yè)務(wù)的管理等。

5）銷售業(yè)務(wù)管理。系統(tǒng)需要對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品業(yè)務(wù)進(jìn)行管理，包括對(duì)客戶訂單的管理，銷售單以及銷售退貨單的等。

6）庫(kù)存管理。對(duì)企業(yè)原材料和產(chǎn)品的庫(kù)存信息進(jìn)行管理，通過(guò)對(duì)企業(yè)庫(kù)存的及時(shí)盤點(diǎn)、庫(kù)存量的報(bào)警等功能保證庫(kù)存量的合理性。

7）質(zhì)量管理。系統(tǒng)要對(duì)成品或半成品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)物料進(jìn)行質(zhì)量測(cè)試。

8）賬務(wù)管理。應(yīng)收款管理與應(yīng)付款管理是生產(chǎn)管理系統(tǒng)的賬務(wù)管理內(nèi)容。包括對(duì)預(yù)收款、預(yù)付款、收、付款等信息的管理。

3 總體設(shè)計(jì)

3.1 生產(chǎn)管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)所做的需求分析，確定出該系統(tǒng)的功能模塊。主要由基本數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、車間流程管理、采購(gòu)業(yè)務(wù)管理、銷售業(yè)務(wù)管理、庫(kù)存業(yè)務(wù)管理、產(chǎn)品質(zhì)量管理、公司財(cái)務(wù)管理、數(shù)據(jù)查詢和系統(tǒng)管理模塊組成。其總體結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。

在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，每個(gè)功能模塊又分別由若干個(gè)子功能模塊組成，這些功能模塊共同實(shí)現(xiàn)公司的生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)。具體的功能模塊組成描述如下：

1）基本數(shù)據(jù)管理

該模塊主要用于對(duì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置。在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中基本數(shù)據(jù)管理的質(zhì)量直接體現(xiàn)了公司管理水平的高低，同時(shí)也是本系統(tǒng)應(yīng)用效果的重要衡量指標(biāo)。

2）生產(chǎn)計(jì)劃管理

對(duì)公司與生產(chǎn)計(jì)劃相關(guān)的信息進(jìn)行管理。包括：生產(chǎn)計(jì)劃定義、產(chǎn)品需求與預(yù)測(cè)、生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)管理物料計(jì)算、資源信息管理等子模塊。

3）車間流程管理

本模塊主要是對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)車間進(jìn)行管理，包括車間作業(yè)所需要的資源信息、生產(chǎn)的產(chǎn)品信息以及流程信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理。包括：物料生產(chǎn)工序管理、車間產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)料、車間產(chǎn)品生產(chǎn)還料、車間成品產(chǎn)品入庫(kù)、車間產(chǎn)品生產(chǎn)流程、產(chǎn)品生產(chǎn)人力信息、車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等子模塊。

4）采購(gòu)業(yè)務(wù)管理

本模塊主要是對(duì)公司產(chǎn)品生產(chǎn)所需要的原材料進(jìn)行采購(gòu)管理。通過(guò)該模塊可以由公司采購(gòu)人員實(shí)現(xiàn)公司物料進(jìn)貨訂單的錄入操作、庫(kù)管人員可對(duì)采購(gòu)的原材料信息進(jìn)行錄入操作、可以對(duì)退貨單進(jìn)行錄入操作、對(duì)采購(gòu)的原材料價(jià)格進(jìn)行管理，還可對(duì)以往的采購(gòu)單或原材料的進(jìn)貨信息進(jìn)行查詢操作。

5）銷售業(yè)務(wù)管理

對(duì)公司所銷售的產(chǎn)品業(yè)務(wù)進(jìn)行管理。包括：、銷售訂單管理、銷售單管理、銷售退貨管理、銷售信息查詢等模塊。

6）庫(kù)存業(yè)務(wù)管理

本模塊中的子模塊主要可對(duì)公司產(chǎn)品、物料的庫(kù)存信息進(jìn)行查詢、庫(kù)存轉(zhuǎn)庫(kù)、庫(kù)存盤點(diǎn)、庫(kù)存損溢、庫(kù)存報(bào)警設(shè)置等操作。

7）產(chǎn)品質(zhì)量管理

本模塊主要是根據(jù)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求，對(duì)產(chǎn)品的成品或半成品、采購(gòu)的原材料進(jìn)行質(zhì)量管理。

8）系統(tǒng)管理。

本模塊主要是對(duì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)方面的管理。包括對(duì)用戶的管理、數(shù)據(jù)庫(kù)的備份等操作。

3.2 生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊設(shè)計(jì)

生產(chǎn)計(jì)劃管理是生產(chǎn)管理系統(tǒng)的主要模塊，生產(chǎn)計(jì)劃的制定對(duì)公司的生產(chǎn)與銷售起著至關(guān)重要的作用，決定了公司的效益。產(chǎn)品的需求與預(yù)測(cè)方法是公司制定主生產(chǎn)計(jì)劃的主要依據(jù)，本系統(tǒng)在進(jìn)行產(chǎn)品的需求與預(yù)測(cè)方法方面主要采用定量預(yù)測(cè)法。建立相應(yīng)的時(shí)間模型，根據(jù)一定的時(shí)間間隔，把產(chǎn)品的銷售數(shù)量、收入等數(shù)據(jù)根據(jù)發(fā)生的先后順序排列起來(lái)，組成一個(gè)序列。先后順序主要根據(jù)產(chǎn)品的銷售趨勢(shì)、季節(jié)趨勢(shì)進(jìn)行數(shù)據(jù)排列，按簡(jiǎn)單移動(dòng)平均來(lái)建立相應(yīng)的時(shí)間序列平滑模型，其公式為：

其中：SMAt+1表示為t 周期末時(shí)的簡(jiǎn)單移動(dòng)平均數(shù)據(jù)，該平均值可以作為t+1周期時(shí)的預(yù)測(cè);Ai表示為i周期時(shí)的產(chǎn)品實(shí)際需求數(shù)據(jù);n表示為移動(dòng)平均法所采用的周期數(shù)。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)在分析研究現(xiàn)有MES的基礎(chǔ)上，依據(jù)企業(yè)生產(chǎn)管理的實(shí)際情況設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)出符合企業(yè)特點(diǎn)的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，可優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高企業(yè)效能。隨著今后生產(chǎn)和管理情況的不斷發(fā)展變化，在應(yīng)用過(guò)程中，我們還需不斷完善，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。

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【通聯(lián)編輯：梁書】