MES與SAP集成技術(shù)研究

張秋琳

（北京北方車輛集團(tuán)有限公司，北京 100072）

1 引言

21世紀(jì)是信息時(shí)代，信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)信息化應(yīng)用也經(jīng)歷了從單機(jī)電子文檔管理到目前的各種復(fù)雜信息化管理系統(tǒng)，信息化系統(tǒng)在軍工類單位普及化程度較高。然而企業(yè)信息化在建設(shè)和應(yīng)用層面總體看仍處于初步階段，各系統(tǒng)間由于主要管控功能的獨(dú)立應(yīng)用狀態(tài)，信息難以集成和共享，從而導(dǎo)致出現(xiàn)大量的重復(fù)數(shù)據(jù)、重疊業(yè)務(wù)工作，大大增加了現(xiàn)場(chǎng)工作量；不僅影響了系統(tǒng)的應(yīng)用效果，而且影響到企業(yè)的整體生產(chǎn)效率。如何準(zhǔn)確、高效地將企業(yè)內(nèi)各系統(tǒng)的主數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)統(tǒng)一對(duì)接起來，減少重復(fù)工作，提高整體工作效率，已經(jīng)成為制約企業(yè)信息化建設(shè)的重要因素。

2 企業(yè)信息化建設(shè)面臨的問題

目前，企業(yè)在信息化建設(shè)上通常具有以下主要問題：

1）信息孤島現(xiàn)場(chǎng)普遍：企業(yè)由于信息系統(tǒng)集成性較差，許多數(shù)據(jù)無法通過信息化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳遞，而是通過人工方式錄入。

2）獨(dú)立或外包開發(fā)：集成性較差，由于在企業(yè)信息化建設(shè)中，難以有一體化信息化軟件，且各系統(tǒng)軟件由不同開發(fā)服務(wù)商提供，系統(tǒng)平臺(tái)不統(tǒng)一，不易實(shí)現(xiàn)集成。

3）重軟件，輕管理：軟件系統(tǒng)是信息化應(yīng)用的載體，但核心是管理，在信息化應(yīng)用過程中，企業(yè)管理流程的優(yōu)化容易被忽視，軟件功能則被關(guān)注度高；信息系統(tǒng)本身并不僅僅是一個(gè)系統(tǒng)，其管理理念需要被企業(yè)管理者借鑒和吸收。

4）較少長(zhǎng)期規(guī)劃：隨著信息化技術(shù)發(fā)展，信息化建設(shè)需求越來越多，企業(yè)需要針對(duì)自身發(fā)展制定長(zhǎng)期規(guī)劃，且需要根據(jù)企業(yè)發(fā)展進(jìn)行及時(shí)修訂和調(diào)整，才能使信息化建設(shè)更全面有序。

3 ERP與MES集成解決方案概述

企業(yè)日常應(yīng)用中，頂層SAP一般根據(jù)市場(chǎng)需求和銷售計(jì)劃制定工作計(jì)劃，并下達(dá)至相應(yīng)車間MES系統(tǒng)，工作計(jì)劃中包含物料種類、生產(chǎn)數(shù)量、完工日期和標(biāo)準(zhǔn)物料BOM，同時(shí)利用產(chǎn)品生命周期系統(tǒng)PLM系統(tǒng)將標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)文檔、加工設(shè)備及參數(shù)等信息同步下發(fā)到MES系統(tǒng)；根據(jù)這些信息MES產(chǎn)生更為詳細(xì)的資源分配、控制參數(shù)、工序和生產(chǎn)調(diào)度并形成工作指令下達(dá)車間操作工，MES在反饋的生產(chǎn)加工信息基礎(chǔ)上，對(duì)信息進(jìn)行處理并反饋給SAP，如工作訂單狀態(tài)、完成情況、起止時(shí)間、實(shí)際的物料BOM、實(shí)際的生產(chǎn)工藝和實(shí)際庫存狀態(tài)等。

通過MES與SAP深度的集成應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間自動(dòng)數(shù)據(jù)交互，庫房資源的及時(shí)生產(chǎn)準(zhǔn)備，對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)采集統(tǒng)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，保障安全生產(chǎn), 實(shí)現(xiàn)零件加工的全過程跟蹤、監(jiān)控、記錄與信息管理。

系統(tǒng)集成后，可以提供多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢方式，用戶可根據(jù)生產(chǎn)訂單、圖號(hào)、工序號(hào)，操作工、生產(chǎn)車間，工區(qū)、班組等方式，方便、快速、準(zhǔn)確的查詢到所需要的數(shù)據(jù)，可查詢訂單現(xiàn)場(chǎng)工序加工進(jìn)度情況、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)零件加工的質(zhì)量情況、原始加工記錄與報(bào)表。并按要求輸出查詢結(jié)果和單據(jù)打印，取代原來靠人工填表格書寫不規(guī)范、人工查詢工藝速度慢一系列操作過程中出現(xiàn)的問題。

4 MES與SAP集成技術(shù)

MES和SAP在業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)涉及數(shù)據(jù)接口和信息對(duì)接，主要包括如下幾個(gè)方面：

在MES與SAP的集成接口中，SAP和MES交互數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)訂單、生產(chǎn)批次、領(lǐng)料信息、設(shè)備、工裝工具刀具準(zhǔn)備、集件、不合格品審理、零部件庫存、入庫信息和外委信息等，如圖1所示。

圖1 MES與SAP集成信息模型

SAP向MES發(fā)送的信息：

1）生產(chǎn)訂單：SAP將有效的生產(chǎn)訂單信息（包括生產(chǎn)數(shù)量、完成時(shí)間）等傳遞給MES進(jìn)行批次創(chuàng)建。

2）批次領(lǐng)料：SAP將零件批次的原材料領(lǐng)用情況傳遞給MES進(jìn)行到料確認(rèn)。

3）設(shè)備：SAP將各車間的設(shè)備信息傳遞給MES進(jìn)行設(shè)備派工。

4）集件管理：SAP將生產(chǎn)訂單裝配所用零部件發(fā)料信息傳遞給MES進(jìn)行集件管理。

5）工裝、工具、刀具信息反饋：SAP將生產(chǎn)批次的工具出庫、配送情況傳遞給MES進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備結(jié)果顯示。

6）不合格品審理結(jié)果反饋：SAP將不合格品審理流程處理結(jié)果傳遞給MES進(jìn)行審理結(jié)果的處理。

7）工裝工具刀具庫存：SAP將工裝工具刀具的庫存情況傳遞給MES進(jìn)行車間生產(chǎn)派工參考依據(jù)。

8）零部件庫存：SAP將零部件庫存情況傳遞給MES進(jìn)行批次創(chuàng)建的參考依據(jù)。

9）外委臺(tái)賬：SAP將生產(chǎn)外委信息（外廠協(xié)作）傳遞給MES進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度和報(bào)表統(tǒng)計(jì)。

MES系統(tǒng)向SAP系統(tǒng)傳輸?shù)男畔?nèi)容：

1）批次信息：MES將基于生產(chǎn)訂單創(chuàng)建的生產(chǎn)批次信息傳遞給SAP進(jìn)行批次關(guān)聯(lián)。

2）生產(chǎn)報(bào)工：MES將工序完工信息傳遞給SAP進(jìn)行報(bào)工管理。

3）工裝、工具、刀具請(qǐng)求：MES將生產(chǎn)準(zhǔn)備所需的工裝、工具、刀具信息傳遞給SAP進(jìn)行工具出庫和配送。

4）不合格品審理請(qǐng)求：MES將檢驗(yàn)產(chǎn)生的不合格品審理信息傳遞給SAP進(jìn)行不合格品審理流程。

5）入庫反饋：MES將生產(chǎn)批次完工入庫信息傳遞給SAP進(jìn)行入庫管理。

4.1 MES與SAP集成信息流向

（1）自頂而下信息流傳遞

SAP將生產(chǎn)訂單下達(dá)到相應(yīng)車間MES，生產(chǎn)訂單中包含了物料、生產(chǎn)數(shù)量和完工日期等信息，除了工作訂單，還有設(shè)備、零部件出庫、零部件庫存、不合格品審理和工裝工具刀具配送等也可提供給MES系統(tǒng)，根據(jù)這些信息MES產(chǎn)生更為詳細(xì)的資源分配、工序和生產(chǎn)調(diào)度和控制生產(chǎn)。

（2）自底而上信息流反饋

通過報(bào)工使生產(chǎn)加工信息實(shí)時(shí)地反饋給MES，這些信息包括實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息，如加工批次、加工工序、實(shí)際工作時(shí)間、完成數(shù)量和廢品數(shù)量，將這些信息反饋給SAP。在加工完成時(shí)將完工信息（包括入庫類型、生產(chǎn)訂單號(hào)、零件號(hào)、零件名稱、機(jī)型、提交數(shù)量、合格數(shù)量、報(bào)廢數(shù)量、一次交檢合格數(shù)、批次、質(zhì)保單數(shù)量、代料單號(hào)、不合格品審理單號(hào)、委托單位和生產(chǎn)分廠）反饋給SAP進(jìn)行入庫處理。

4.2 MES與SAP集成業(yè)務(wù)場(chǎng)景

（1）MES獲取生產(chǎn)訂單

MES獲取SAP生產(chǎn)訂單信息的相關(guān)流程如圖2所示。

圖2 MES獲取生產(chǎn)訂單信息

1）分廠計(jì)劃員在SAP創(chuàng)建生產(chǎn)訂單，訂單創(chuàng)建后調(diào)用MES生產(chǎn)訂單信息接口并傳送生產(chǎn)訂單信息到MES。

2）MES對(duì)生產(chǎn)訂單信息進(jìn)行接收并存儲(chǔ)。

（2）SAP獲取零件批次數(shù)據(jù)

SAP獲取MES零件批次數(shù)據(jù)的相關(guān)流程如圖3所示。

圖3 SAP獲取MES零件批次數(shù)據(jù)

1）計(jì)劃員在MES中創(chuàng)建零件批次流水卡，并確認(rèn)零件號(hào)、批次號(hào)等信息。

2）計(jì)劃員選擇零件批次需要領(lǐng)料后，系統(tǒng)發(fā)送零件批次信息給SAP。

3）SAP接收到零件批次信息后，在SAP中進(jìn)行領(lǐng)料流程。

（3）MES獲取領(lǐng)料信息

MES獲取SAP發(fā)料信息，領(lǐng)料信息自動(dòng)填報(bào)，如圖4所示。

圖4 SAP獲取MES零件領(lǐng)料信息

1）SAP系統(tǒng)根據(jù)MES傳來的批次信息進(jìn)行發(fā)料，并把物料信息傳遞給MES。

2）MES接收物料信息后在系統(tǒng)中進(jìn)行流水卡打?。◣锪闲畔ⅲ?/p>

（4）SAP獲取報(bào)工信息

SAP獲取MES零件批次數(shù)據(jù)的相關(guān)流程，如圖5所示。

圖5 SAP獲取MES報(bào)工信息

1）工人加工完成一道工序后在MES進(jìn)行報(bào)工。

2）檢驗(yàn)員對(duì)報(bào)工工序進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，在MES填寫合格數(shù)、報(bào)廢數(shù)和報(bào)廢原因等。

3）檢驗(yàn)完成后MES將檢驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)傳到中間表，SAP根據(jù)需要去中間表獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

（5）MES獲取獲取工裝工具刀具信息

SAP獲取MES零件批次數(shù)據(jù)的相關(guān)流程，如圖6所示。

圖6 SAP獲取MES工裝工具刀具

1）在MES生產(chǎn)派工時(shí)，需要進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備。

2）班組長(zhǎng)或工區(qū)長(zhǎng)在生產(chǎn)準(zhǔn)備界面向SAP發(fā)送工裝、工具、刀具生產(chǎn)準(zhǔn)備請(qǐng)求。

3）MES通過調(diào)用總線Web Service（SAP的RFC），向SAP發(fā)送請(qǐng)求信息。

4）SAP接收工裝、工具、刀具請(qǐng)求進(jìn)行出庫和配送。

5）MES將中間表信息反饋在生產(chǎn)準(zhǔn)備報(bào)表中展示。

6）工人可通過報(bào)表系統(tǒng)查看準(zhǔn)備情況。

（6）MES獲取設(shè)備信息

SAP獲取MES零件批次數(shù)據(jù)的相關(guān)流程，如圖7所示。

圖7 SAP獲取MES設(shè)備管理

1）在SAP里維護(hù)設(shè)備數(shù)據(jù)，包括設(shè)備新增、設(shè)備調(diào)入、設(shè)備調(diào)出、設(shè)備封存、設(shè)備啟封、設(shè)備報(bào)廢和設(shè)備功能位置變更等。

2）SAP將設(shè)備變改信息傳遞給MES。

3）MES收到設(shè)備變更信息，完成MES內(nèi)的設(shè)備信息更新。

（7）MES獲取集件信息

SAP獲取MES零件批次數(shù)據(jù)的相關(guān)流程，如圖8所示。

圖8 SAP獲取MES集件信息

1）SAP下發(fā)組合件生產(chǎn)訂單時(shí)進(jìn)行集件，并把零部件出庫信息傳到MES。

2）MES接收出庫信息按訂單進(jìn)行集件處理生成組合件配套表。

3）SAP針對(duì)同一訂單可多次進(jìn)行出庫，相應(yīng)的MES也會(huì)進(jìn)行多次集件。

（8）MES獲取不合格品審理信息

SAP獲取MES零件批次數(shù)據(jù)的相關(guān)流程，如圖9所示。

圖9 SAP獲取MES不合格品審理

1）檢驗(yàn)員在檢驗(yàn)中如果發(fā)現(xiàn)有超差零件需要進(jìn)行審理，將超差的批次設(shè)置為待審理狀態(tài)。

2）MES將待審理的批次、數(shù)量等信息傳給SAP。

3）SAP接收MES的不合格品審理信息進(jìn)行不合格品審理流程。

4）SAP審理完成后將不合格品審理結(jié)果傳送給MES。

5）MES接收SAP的不合格品審理結(jié)果后，根據(jù)審理結(jié)果進(jìn)行后續(xù)的返修、報(bào)廢和超差使用等處理。

（9）SAP獲取入庫信息

SAP獲取MES零件批次數(shù)據(jù)的相關(guān)流程，如圖10所示。

圖10 SAP獲取MES入庫信息

1）檢驗(yàn)完成成品檢驗(yàn)后提入庫申請(qǐng)。

2）MES調(diào)用SAP入庫申請(qǐng)頁面。

3）MES將入庫信息傳送給SAP。

4）SAP接收MES的入庫信息后進(jìn)行入庫處理。

（10）MES獲取零部件庫存信息

SAP獲取MES零件批次數(shù)據(jù)的相關(guān)流程，如圖11所示。

圖11 SAP獲取MES零部件庫存信息

1）SAP發(fā)送零部件的庫存信息到中間表。

2）MES系統(tǒng)將中間表信息展示在“批次缺件查看”界面。

3）現(xiàn)場(chǎng)可以通過“批次缺件查看”界面進(jìn)行查詢，了解零部件在SAP的庫存情況。

5 結(jié)束語

我國制造企業(yè)要實(shí)現(xiàn)突破式發(fā)展，必須要對(duì)企業(yè)核心信息化系統(tǒng)，如ERP、PLM和MES等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)的“設(shè)計(jì)制造一體化”。通過將各系統(tǒng)有機(jī)整合，可以對(duì)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)計(jì)劃、采購、庫存、財(cái)務(wù)和物料需求計(jì)劃等進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)物流、信息流、控制流和資金流的四流合一。企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行和管理，需要依靠一系列應(yīng)用系統(tǒng)來支撐，利用集成化系統(tǒng)提高我國企業(yè)信息化水平，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

MES與SAP深度集成的實(shí)現(xiàn)，可以積累系統(tǒng)集成方面的寶貴經(jīng)驗(yàn)，包括解決方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和測(cè)試上線等環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)。并為與其他管理系統(tǒng)的集成在技術(shù)方面打通了思路，在實(shí)施方法層面也具有很好的參考價(jià)值。