流程工業ERP面臨的問題與解決方案初探

　　1　ERP/EAM，MES的基本概念

　　1.1 ERP的概念

　　ERP(Enterprise Resources Planning，“企業資源計劃”)，可以從管理思想、軟件產品、管理系統三個層次給出它的定義：

　　1.1.1是由美國著名的計算機技術咨詢和評估集團Garter Group Inc.提出的一整套企業管理系統體系標準，其實質是在MRPII(Manufacturing Re―sources Planning，“制造資源計劃”)基礎上進一步發展而成的面向供應鏈(Supply Chain)的管理思想；

　　1.1.2是綜合應用了客戶機，月艮務器體系、關系數據庫結構、面向對象技術、圖形用戶界面、第四代語言(4GL)、網絡通訊等信息產業成果，以ERP管理思想為靈魂的軟件產品；

　　1.1.3是整合了企業管理理念、業務流程、基礎數據、人力物力、計算機硬件和軟件于一體的企業資源管理系統。

　　ERP作為一種集成化的應用，其覆蓋面涵蓋企業經營活動的方方面面，企業使用這種應用系統可以用集成的方式替代眾多單一，相互沒有聯系的業務信息系統，將企業的采購、庫存、制造、銷售、設備、財務等各個業務環節中產生的業務信息進行無縫連接，從而改善企業的運作效率，提高企業經營效果。

　　1.2 EAM的概念

　　流程工業企業產品的產量、品質與設備能否不間斷正常運轉關系巨大，其生產成本與生產設備的維修、維護費用的高低、備件庫存所占用的企業的流動資金量也有很大關系，設備管理的水平極大影響這類企業的效益。因此，對資產的維護、保養、跟蹤等信息管理就顯得尤為重要。

　　Enterprise Asset Management(EAM)，即企業資產管理系統，其主要適用對象是資產密集型企業，EAM以提高資產可利用率、降低企業運行維護成本為目標，以優化企業維修資源為核心，通過信息化手段，合理安排維修計劃及相關資源與活動，從而提高企業的經濟效益和市場競爭力。從ERP的角度看，可以將EAM看成是ERP的一個子集。

　　1.3 MES的概念

　　MES是20世紀90年代由美國先進制造研究機構(Advanced Manufacturing Research，AMR)提出的一個三層的企業集成模型，該模型將MES定義為“位于上層計劃管理系統與底層工業控制之間的、面向車間層的管理信息系統”，MES為操作人員、管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等方面)的當前狀態信息。

　　2　現階段流程行業ERP項目面臨的主要問題

　　從信息集成角度看，目前國內流程工業ERP項目面臨2個重要問題：

　　2.1由于國產ERP產品在企業資產管理方面功能普遍較弱，導致很多實施了ERP的流程工業企業設備管理仍然采用手工方式，或者是專門開發的設備管理系統，無法與企業已經實施的ERP系統集成；

　　2.2流程工業大量采用自動化生產設備、自動化檢測儀器、自動化物流運輸存儲設備、自動化控制等基礎自動化系統，雖然它們能取代不少人工勞動并解決了一些生產瓶頸，但由于缺少相應的信息集成系統，這些系統中的數據各自獨立存在而不能共享，形成所謂“自動化孤島”，其功能沒有得到充分發揮。

　　從企業信息集成角度看，作為一個上層計劃系統，ERP與底層控制系統之間存在斷層，使得計劃與制造過程難以集成，影響企業計劃的實時陛與企業管理的敏捷程度。

　　3　流程行業ERP項目面臨問題的解決方案初探

　　3.1流程工業ERP項目應采用包含EAM的解決方案

　　流程工業在ERP系統實施過程中，應重點考慮企業資產管理(Enterprise Asset Management，即：EAM)方面的內容。流程工業ERP系統中設備管理體系的基本結構應包括如下方面：

　　基礎數據維護部分：用于定義邏輯位置與物理設備等設備基礎數據，設備結構建立的基本數據，以及設備維修所應包含的基礎數據；

　　工單管理部分：包括工單生成、工單準備、工單計劃與調度、工單實施、報告與關閉、工單成本分析；

　　預知預防性維護部分：包括基于時間的預防性維護、基于事件的預防性維護、基于狀態的預知性維護、基于檢修線路的預防性維護；

　　設備管理分析：包括設備綜合績效(OEE)分析，成本分析；

　　同時需要包括ERP系統與底層設備監控系統的接口，以及設備管理部分與庫存、采購、人力資源、財務、制造等模塊的接口。

　　3.2采用以設備監控為核心的管控一體化是現階段流程工業MES建設的關鍵與捷徑

　　流程工業可以采用MES作為橋梁，實現從計劃層，到車間作業層，乃至底層控制層的集成。流程工業MES建設需要解決2個主要問題，一個是建立生產過程模型，并將ERP的生產計劃、生產規范轉化為過程控制設定值；另一個是將車間作業的數據匯總、分析、總結后反饋至ERP系統，MES可以通過向ERP提供車間的實時信息解決這個問題。

　　現階段，以設備監控為核心的管控一體化是流程工業MES實現的關鍵與捷徑。目前，作為一個軟件產品，MES相對于ERP以及工業控制類軟件還處于發展的初級階段，少有通用且成熟的產品，但是作為一種需求，MES卻是迫切的，并且，對于流程工業，MES的成功應用從某種程度上說是企業信息化成功與否的關鍵環節之一。

　　流程企業的生產過程千差萬別，工藝過程的設定也非常復雜，建立一個與實際產品工藝過程完整對應的過程模型，并且將其“翻譯”為相關的自控設備設定參數、并進行參數設定，其技術復雜程度巨大，并且實現成本也是十分高昂的，加上諸如信息安全等方面的其他因素，從現實情況看，實現這個過程是相當困難的。

　　然而，以設備監控為核心的管控一體化卻是相當現實的、其可操作性也很強。

　　首先，進行集中的設備狀態監控在技術上是成熟的。現代的DCS功能日趨強大，過程可視化組態工具提供了豐富的監控手段，能夠按照生產經營管理的需要進行設定，使得生產、管理人員了解實時生產情況，對生產進行實時控制成為可能；另外，現代DCS普遍提供標準數據接口，方便數據導出，在一個集中的平臺上監控多種不同廠商的DCS下位機SPLC監控點也是可行的。

　　其次，建設一個以集中設備狀態監控為核心的MES在經濟上是可行的。通用動態數據服務器軟件的出現意味著成本的降低，當這個核心技術不再成為瓶頸，成本必然大幅降低。

　　以設備監控為核心的MES開發的重點內容至少包括功能強大的數據采集接口，快速反應的生產調度，實時化的質量控制，動態的設備運行狀態監控，實時化的生產成本核算等方面。

　　4　結論

　　流程工業的ERP解決方案應當將EAM作為該解決方案的一個重要部分，這種做法較采用獨立的EAM有較大優勢。這樣一個EAM系統能夠規范

　　企業設備基礎數據與技術檔案管理，降低庫存投資，提高采購效率，防止短缺，更有效地配置人力及其它資源，管理故障歷史，跟蹤設備變化情況，規范的作業流程，提高管理效率，促進檢修與安全規程的執行，提高設備的可用性與可靠性，減少設備停機時間，降低設備維修費用，降低生產成本，提供與底層設備通信接口，實現設備狀態監測，提供有效的設備管理績效分析工具，評估企業資產管理水平。

　　但即使增加了設備管理模塊，ERP也只是把設備作為資源來管理，至于與生產計劃的集成，至多也就是做到能力運算方面考慮設備檢修問題。對于流程工業來說，采用MES的設備管理模塊除了在實際意義上管理設備的的全生命周期，同時把設備管理與監控和生產過程、生產工藝、安全、故障診斷、預警乃至成本控制等緊密關聯在一起，因此更接近設備管理的本質與設備管理的目標。從這個意義上說，采用MES與ERP集成的流程工業設備管理的解決方案是有很強實際意義的解決方案，MES的設備管理模塊與ERP設備管理模塊相接，可以提供實時的基于狀態監控的設備管理，以設備狀態監控為核心，以管控一體化為主要內容的MES將能夠在相當程度上解決生產過程控制、生產工藝控制、安全、故障診斷、預警，乃至成本實時控制等問題。

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