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MES系统中的生产计划管理

一、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。[1]

  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:

  ? 接收上层管理系统ERP传递下来的生产计划。

  ? 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。

  ? 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。

  二、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:

  ? ERP传递的生产计划数据;

  ? 传递给ERP的生产实绩数据;

  ? 传递给设备以及生产者的生产信息;

  ? 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。

  计划文件格式举例如下:

  #####Begin#####

  计划内容

  ######END###### 112

  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。

  ? 生产计划跟踪:针对每辆车,跟踪其生产状态;

  ? 物料倒冲、成品入库;

  ? 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

  *发动机下线

 


     *发动机上线、发动机单体下线

   


  *变速器下线

   


      *发动机和变速器结合

   


  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。此种方式适合自动化程度较高的车间,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。

  三、故障处理

  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。

一、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。[1]

  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:

  ? 接收上层管理系统ERP传递下来的生产计划。

  ? 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。

  ? 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。

  二、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:

  ? ERP传递的生产计划数据;

  ? 传递给ERP的生产实绩数据;

  ? 传递给设备以及生产者的生产信息;

  ? 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。

  计划文件格式举例如下:

  #####Begin#####

  计划内容

  ######END###### 112

  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。

  ? 生产计划跟踪:针对每辆车,跟踪其生产状态;

  ? 物料倒冲、成品入库;

  ? 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

  *发动机下线

 


     *发动机上线、发动机单体下线

   


  *变速器下线

   


      *发动机和变速器结合

   


  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。此种方式适合自动化程度较高的车间,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。

  三、故障处理

  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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