流程工業ERP面臨的問題與解決方案初探(轉)

流程工業ERP面臨的問題與解決方案初探
　前言　　現階段國內製造業資訊化建設的一個重點是利用企業資源計劃系統(Enterprise Resource Plan—ning，即：ERP)實現企業管理資訊化。流程工業是國民經濟發展中極為重要的基礎支柱產業，是製造業的重要組成部分。從資訊整合角度看，現階段國內流程工業ERP普遍存在兩個方面的問題：一是流程工業大多是資產密集型行業，對裝置依賴性大，但當前國內ERP產品在裝置管理方面的普遍不足使得很多流程工業企業裝置管理仍然採用手工方式，或者是專門開發的企業資產管理系統(Enterprise Asset Management，即：EAM)，導致裝置管理系統無法與ERP系統整合；二是儘管流程工業大量採用基礎自動化系統，但是這些系統中的資料通常是獨立存在而不能共享，而且普遍存在控制層與計劃層的ERP系統信
息無法整合的問題。
　　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、軟體產品、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諮詢和評估集團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，“製造資源計劃”)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、關聯式資料庫結構、物件導向技術、圖形使用者介面、第四代語言(4GL)、網路通訊等資訊產業成果，以ERP管理思想為靈魂的軟體產品；
　　1．1．3是整合了企業管理理念、業務流程、基礎資料、人力物力、計算機硬體和軟體於一體的企業資源管理系統。
　　ERP作為一種整合化的應用，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整合的方式替代眾多單一，相互沒有聯
系的業務資訊系統，將企業的採購、庫存、製造、銷售、裝置、財務等各個業務環節中產生的業務資訊進行無縫連線，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、品質與裝置能否不間斷正常運轉關係巨大，其生產成本與生產裝置的維修、維護費用的高低、備件庫存所佔用的企業的流動資金量也有很大關係，裝置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、跟蹤等資訊管理就顯得尤為重要。
　　Enterprise Asset Management(EAM)，即企業資產管理系統，其主要適用物件是資產密集型企業，EAM以提高資產可利用率、降低企業執行維護成本為目標，以優化企業維修資源為核心，通過資訊化手段，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年代由美國先進製造研究機構(Advanced Manufacturing Research，AMR)提出的一個三層的企業整合模型，該模型將MES定義為“位於上層計劃管理系統與底層工業控制之間的、面向車間層的管理資訊系統”，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、裝置、物料、客戶需求等方面)的當前狀態資訊。
　　2　現階段流程行業ERP專案面臨的主要問題
　　從資訊整合角度看，目前國內流程工業ERP專案面臨2個重要問題：
　　2．1由於國產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的流程工業企業裝置管理仍然採用手工方式，或者是專門開發的裝置管理系統，無法與企業已經實施的ERP系統整合；
　　2．2流程工業大量採用自動化生產裝置、自動化檢測儀器、自動化物流運輸儲存裝置、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並解決了一些生產瓶頸，但由於缺少相應的資訊整合系統，這些系統中的資料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。
　　從企業資訊整合角度看，作為一個上層計劃系統，ERP與底層控制系統之間存在斷層，使得計劃與製造過程難以整合，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專案面臨問題的解決方案初探
　　3．1流程工業ERP專案應採用包含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系統中裝置管理體系的基本結構應包括如下方面：
　　基礎資料維護部分：用於定義邏輯位置與物理裝置等裝置基礎資料，裝置結構建立的基本資料，以及裝置維修所應包含的基礎資料；
　　工單管理部分：包括工單生成、工單準備、工單計劃與排程、工單實施、報告與關閉、工單成本分析；
　　預知預防性維護部分：包括基於時間的預防性維護、基於事件的預防性維護、基於狀態的預知性維護、基於檢修線路的預防性維護；
　　裝置管理分析：包括裝置綜合績效(OEE)分析，成本分析；
　　同時需要包括ERP系統與底層裝置監控系統的介面，以及裝置管理部分與庫存、採購、人力資源、財務、製造等模組的介面。
　　3．2採用以裝置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採用MES作為橋樑，實現從計劃層，到車間作業層，乃至底層控制層的整合。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，並將ERP的生產計劃、生產規範轉化為過程控制設定值；另一個是將車間作業的資料彙總、分析、總結後反饋至ERP系統，MES可以通過向ERP提供車間的實時資訊解決這個問題。
　　現階段，以裝置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，作為一個軟體產品，MES相對於ERP以及工業控制類軟體
還處於發展的初級階段，少有通用且成熟的產品，但是作為一種需求，MES卻是迫切的，並且，對於流程工業，MES的成功應用從某種程度上說是企業資訊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複雜，建立一個與實際產品工藝過程完整對應的過程模型，並且將其“翻譯”為相關的自控裝置設定引數、並進行引數設定，其技術複雜程度巨大，並且實現成本也是十分高昂的，加上諸如資訊保安等方面的其他因素，從現實情況看，實現這個過程是相當困難的。
　　然而，以裝置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，進行集中的裝置狀態監控在技術上是成熟的。現代的DCS功能日趨強大，過程視覺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、管理人員瞭解實時生產情況，對生產進行實時控制成為可能；另外，現代DCS普遍提供標準資料介面，方便資料匯出，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，建設一個以集中裝置狀態監控為核心的MES在經濟上是可行的。通用動態資料伺服器軟體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。
　　以裝置監控為核心的MES開發的重點內容至少包括功能強大的資料採集介面，快速反應的生產排程，實時化的質量控制，動態的裝置執行狀態監控，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，這種做法較採用獨立的EAM有較大優勢。這樣一個EAM系統能夠規範
企業裝置基礎資料與技術檔案管理，降低庫存投資，提高採購效率，防止短缺，更有效地配置人力及其它資源，管理故障歷史，跟蹤裝置變化情況，規範的作業流程，提高管理效率，促進檢修與安全規程的執行，提高裝置的可用性與可靠性，減少裝置停機時間，降低裝置維修費用，降低生產成本，提供與底層裝置通訊介面，實現裝置狀態監測，提供有效的裝置管理績效分析工具，評估企業資產管理水平。
　　但即使增加了裝置管理模組，ERP也只是把裝置作為資源來管理，至於與生產計劃的整合，至多也就是做到能力運算方面考慮裝置檢修問題。對於流程工業來說，採用MES的裝置管理模組除了在實際意義上管理裝置的的全生命週期，同時把裝置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，因此更接近裝置管理的本質與裝置管理的目標。從這個意義上說，採用MES與ERP整合的流程工業裝置管理的解決方案是有很強實際意義的解決方案，MES的裝置管理模組與ERP裝置管理模組相接，可以提供實時的基於狀態監控的裝置管理，以裝置狀態監控為核心，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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