一 引言
目前,在我國有色冶金行業中的各鋼鐵企業的自動化水平和信息化管理水平與上世紀90年代相比均有較大提高,絕大多數企業的主要生產工序均配備有較完備的基礎自動化系統(簡稱1級機),部分主要生產工序已有過程控制系統(簡稱2級機),還有個別企業的主要生產工序不僅配備有較完備的基礎自動化系統和過程控制系統,而且配備有面向生產管理的制造執行系統(簡稱3級機)。同時,各大中型企業均已開始建立或已建立其企業的ERP系統(簡稱4級機)。
二 MES系統的任務和目標
從目前國際國內普遍認同的系統分級原則來看,在一個典型的企業內,具有較完備的自動化系統的結構和功能劃分如圖1所示。

從圖中我們可以發現L3系統是整個企業的自動化系統的樞紐,對內將要控制整個工廠的有效運行;對外將要與企業首腦機構的L4系統進行及時和高效的數據傳遞。
目前,在工廠內各主要工序(機組)已具有較完備的L1和L2系統的條件下,如何上L3系統將成為一件至關重要的大事。筆者認為對這個問題的答案應該是在其L3系統的設計方面將先進的有色冶金企業管理理念和信息化技術相結合,在L3系統的部署方面應該整體規劃、因地制宜和分步實施,目的是花錢少、見效快。
1 MES系統的任務
MES的全稱為制造執行系統,MES國際聯合會對MES的定義是: MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理。當工廠發生實時事件時,MES能對此及時作出反應、報告,并用當前的準確數據對它們進行指導和處理。這種對狀態變化的迅速響應使MES能夠減少企業內部沒有附加值的活動,有效地指導企業的生產運作過程,從而使其既能提高工廠及時交貨能力,改善物料的流通性能,又能提高生產回報率。我公司MES系統的主要任務是:
1)從公司ERP系統接受生產訂單;
2)將庫存的自由庫存分配給生產訂單;
3)由生產訂單產生作業計劃;
4)根據作業計劃建立生產指令并分發給相應的過程計算機系統;
5)進行作業調度并控制和監視工廠生產全貌;
6)收集過程數據、質量數據、事件數據;
7)控制和評估產品的質量;
8)將生產和質量結果發送給公司ERP系統;
9)工廠生產報表。
當然,可以根據企業ERP系統實施的實際情況和其它客觀條件對其MES系統的上述任務進行適當的擴充和剪裁。
2 MES系統的目標
我公司的MES系統目標是通過在廠內建設先進、完整、有效的三級計算機系統,支持全公司實行一體化的生產管理和質量控制,實現生產的自動化、有效的生產管理和全線物料跟蹤。在保障產品的高質量和銷售合同的完成率,贏得客戶信賴的同時,合理地減少原材料和中間品的庫存,加快資金周轉,降低生產成本,提高效益,使企業在擁有先進的設備裝配水平的基礎上,生產管理水平和質量控制水平躍上一個新的臺階,保持企業先進、可靠、高效的生產水平,有利于提高企業的整體市場競爭能力,從而確保企業在經濟日益全球化的今天和明天,在激烈的市場競爭環境中立于不敗之地。
MES系統的設計原則:1)先進可靠原則;2)可擴充性原則;3)經濟的原則;4)易用的原則;5)安全的原則。
三 MES系統的體系結構設計
我公司MES系統采用客戶機/服務器和瀏覽器/服務器相結合的體系結構,客戶端在數據操作等信息管理工作時采用客戶機/服務器方式。 而在信息瀏覽時采用瀏覽器/服務器方式。總的系統架構采用現今比較流行的三層結構。總的系統架構如圖2所示。總體應用系統結構應如圖3所示。
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四 MES系統的應用功能設計
我公司MES系統的應用功能具有很大的伸縮性,根據各公司及各工廠不同的工藝流程和管理要求等客觀條件,可進行不同的應用功能框架設計。主要生產車間板帶車間的工藝流程如圖4所示。
在具有ERP系統的條件下,MES系統的主要應用功能如下:
1)生產訂單與作業管理
2)生產調度與監控
3)物料管理
4)質量管理
5)倉庫管理
6)生產數據收集和儲存(上述生產結果數據將傳送到公司ERP系統)
7)生產報表可根據需要形成任何形式的生產報表、質量報表、事件報表及各類專業報表, 可以在任何指定操作臺查詢、打印(報表有自動和手動兩種形式)
8)代碼管理:該功能主要包括代碼體系的建立和隨著工廠的生產的進行對代碼的不斷維護等項工作。
五 MES系統的實現方法
關于MES系統的實現,目前在技術上大致分二種方法:其一是采用國際上流行的MES套件進行配置的方法而形成一個MES系統,二是采用定制開發的方法而形成一個MES系統。
采用MES套件配置MES系統的優點是建設周期較短、系統性能較穩定等,缺點是費用高(一般按模塊*用戶數來收費的, 一個較完整MES系統的總費用一般都超過1000萬元人民幣),有些功能不太適合我國有色冶金工廠的實際情況,而有些我國有色冶金工廠所要求的功能不能滿足等。
采用定制開發MES系統的優點是量身定制、系統功能較好地滿足我國有色冶金工廠的實際情況,較省錢,開發周期一般12-24個月。
筆者認為,根據公司目前正在進行工廠建設等方面的客觀情況,中鋁大冶銅板帶有限公司MES系統應采用定制開發的方法來實現。
六 結束語
MES系統在我國有色冶金工廠的應用已開始實現了。為什么有色冶金企業現在愿意花錢搞MES系統?這是因為大家已經看到了它實實在在的應用效果和經濟效益。筆者在此方面有多年的設計和實踐的經歷,更愿意拋磚引玉,為解決我國有色冶金工廠MES系統在設計和實施方面的問題竭盡微力。