MES系统数据集成(ERP+SCADA)完整版解析(附汽车行业案例)

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1、MES的生产计划管理综述

生产计划的管理在MES系统中是非常重要的。我们知道，一般的情况下，企业的生产计划是由上层管理系统ERP来完成，那么MES中的生产计划和ERP的生产计划的不同点在于：

ERP的生产计划是以订单为对象的前后排列，考虑到时间因素，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，按照生产单元进行排程;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。

我们可以看出，MES的生产计划管理和ERP的生产计划管理共同构成了企业整个生产过程的生产计划管理。为了更好的实现生产，必须将MES生产计划管理和ERP生产计划管理有效的结合在一起，使MES与ERP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、过程控制系统/基础自动化的体系中透明、及时、顺畅的交互传递。

MES的生产计划是ERP的生产计划不落地的基础和保证。

通过我们对MES生产计划的理解，我们在设计MES的生产计划管理时，必须保证此系统能够实现以下功能：

1、接收上层管理系统ERP传递下来的生产计划。

2、能够保证即时的将车间生产的实绩信息传递给ERP，以使ERP可以了解计划执行情况，进行倒冲，排产。

3、将ERP制定的生产计划以生产物料和生产设备为对象，进行打散，重新排产。

2、生产计划管理数据组成和传递方式

根据上面我们提出的生产计划管理的设计功能可知，生产计划管理的数据主要包括以下四个方面：

1、ERP传递的生产计划数据;

2、传递给ERP的生产实绩数据;

3、传递给设备以及生产者的生产信息;

4、从设备或者生产者得到的生产信息。

下面将针对这四种数据分别进行描述：

2.1 ERP传递给MES的生产计划数据

为了保证车间生产的需要，ERP需要每天传递给MES一周以后的生产计划数据，也就是顺位计划文件。在传递的顺位计划文件中应该包含有全部生产车间所涉及到的生产信息。

由于MES系统和ERP系统分别属于信息系统的两个层次，而且通常情况下，ERP系统应用平台为UNIX，MES系统应用平台为Windows，为了保证生产计划文件在两种平台间良好完整的传递，我们设计采用FTP方式，即在MES服务器上建立FTP服务器，ERP系统每日定时的上传唯一计划文件，计划文件采用通用的文本文件格式。为了避免在上传过程中可能出现的数据完整性问题，在计划文件中需要加入标识行，当MES接收到计划文件后，对文件进行分解，并可以从标识行获取计划文件的完整性信息。

其中第一行作为计划文件的起始标识行，最后一行为计划文件的结束标识行，并在结束标识行末端标识计划文件下达计划的记录数。供MES系统比对文件的完整性。

2.2 MES传递给ERP的生产计划执行数据

为了使MES生产计划和ERP生产计划形成闭环，MES生产管理系统需要将计划执行的实绩信息传递给ERP。以保证ERP可以实现如下功能。

1、生产计划跟踪：针对每辆车，跟踪其生产状态;

2、物料倒冲、成品入库;

3、生产查询、统计以多个纬度、角度进行统计。

对于不同的车间，传递的信息内容以及数量有着很大的差异，因此，针对焊装、涂装、总装和发动机装配车间生产工艺的不同，应该分别设计MES生产计划管理传递给ERP的数据内容。

2.2.1 焊装车间MES传递给ERP的生产信息

2.2.2 涂装车间MES传递给ERP的生产信息

2.2.3 总装车间MES传递给ERP的生产信息

2.2.4 发动机装配车间MES传递给ERP的生产信息

2.2.5 MES传递给ERP实际生产信息的方式

MES系统采集到的生产实绩信息储存在MES系统的数据库中，ERP系统直接从MES系统数据库中获取，ERP系统需要随时关注MES系统数据库指定表格中数据的变化，并及时的将生产信息传递给ERP系统，以实现ERP生产计划管理功能。

2.3 MES传递给设备和生产者计划信息

为了执行生产计划，对生产设备和生产者指导生产，MES需要传递如下信息。焊装车间：生产车辆系列代码、车型代码、车辆VIN代码;涂装车间：生产车辆车型代码、颜色代码、车辆VIN代码;总装车间：车辆VIN代码、车型代码、车身颜色、车身编号、内饰颜色、车身变形、发动机型式、变速器型式、空调系统、座椅、内饰等级、音响系统、制动系统、轮胎;发动机装配车间：发动机型式、变速器型式、发动机和变速器结合信息。依据不同车间传递信息的种类和内容的不同，我们设计的数据传递方式也不相同。主要有以下几种方式：

2.3.1 车型显示板：

主要用于焊装车间，使用车型显示板设备，将车间每个工位代产车辆车型信息或者零件信息进行显示，以此来指导生产者按照生产计划进行生产。车型显示板采用两位八段码，显示内容为数字

2.3.2 触摸屏

在触摸屏上显示计划生产车辆信息可以显示的内容比较多，但是，由于触摸屏使用面积较小，不适合在生产者距离触摸屏较远的情况下使用，因此适合使用在焊装和发动机车间。MES的生产计划管理将生产计划信息传递给触摸屏，并且按照一定的格式进行显示，以此告知生产者，使完成相对应的生产活动。

2.3.3 LED

LED可显示内容相对较多，并且可视明显，因此使用最为广泛，可以应用在所有的生产车间，并且可以动态提示生产者执行正确的生产活动。

2.3.4 配置单

配置单是采用计算机打印的方式，将生产信息打印出来，此种方式可以将打印好的配置单粘贴在待产车辆上，方便生产者了解待产车辆更多的信息，但是此种方式不适合工作条件相对恶劣的环境，因此在焊装和涂装车间无法

2.3.5 PLC数据传递

PLC数据传递方式是应用MES系统中PMC系统与生产设备PLC之间的网络连接，将生产计划信息传递给生产设备，指导或者校正生产设备完成生产。

此种方式适合自动程度较高的车间，当操作人员比较少的情况下，生产过程的实现通常是由生产设备自动进行判断，因此这种数据传递方式可以很好的实现生产计划的传递，通常情况下，涂装车间需要采用此种方式进行数据传递。

2.3.6 智能料架

智能料架采用控制带灯按钮显示的方式知道生产者相应的生产活动，在存放生产者用来安装的零件的物料架上，根据不同种类的零件划分，在不同的区格内安装指示灯，在生产过程中，根据生产计划的需要，点亮相应零件区格的指示灯，知道生产者。智能料架适合应用在同一个工位零件种类较多，并且零件体积不大，人工操作的情况下。智能料架设计图如下：

2.4 MES采集设备和生产者计划信息

为了向ERP传递生产实绩信息，MES系统需要从生产设备和生产者工作过程种采集实绩信息。采集的数据内容即MES传递给ERP的信息数据。MES采集生产设备和生产者的生产实绩信息主要有两种方式：

2.4.1 PLC数据采集

PLC数据采集是通过MES系统与生产设备控制器PLC的数据传递，实时的将生产设备的生产工件基础信息以及生产状态信息进行采集，并通过储存，经过整理后，即可以用专有格式向ERP传递。

2.4.2 生产者输入

此种方式采用扫码枪和计算机或者触摸屏等设备，提供给生产者固定格式的生产实绩信息输入界面，生产者通过识别设备输入或者手工输入生产工件的基础信息，并将生产状态信息输入到计算机或者触摸屏上，从而完成MES系统对生产实绩信息的采集。

3、MES:上层ERP与下层生产设备的桥梁

MES生产计划管理作为沟通上下层生产过程的桥梁，由于其不仅包含和下层生产设备的通讯，而且还包括了与上层管理系统ERP的通讯。正常工作状态下，MES从ERP获取生产计划并作相应调整后向下传递，指导生产。但是为了保证在ERP系统出现故障的情况下不影响车间生产活动的正常进行，需要设计一定的故障处理程序，在ERP无法传递生产顺位计划的时候继续指导生产设备和生产者进行生产。

我们在生产计划管理中设计了人工下达生产计划功能，应用此种功能，生产管理者可以自行手工下达生产计划。此种功能在ERP系统尚未使用的情况下以及ERP系统出现故障的情况下能起到和ERP产生的生产顺位计划相同的作用。

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