前言

　　現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)制造業(yè)信息化建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)是利用企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(Enterprise Resource Plan—ning，即：ERP)實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理信息化。流程工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中極為重要的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)，是制造業(yè)的重要組成部分。從信息集成角度看，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)流程工業(yè)ERP普遍存在兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是流程工業(yè)大多是資產(chǎn)密集型行業(yè)，對(duì)設(shè)備依賴(lài)性大，但當(dāng)前國(guó)內(nèi)ERP產(chǎn)品在設(shè)備管理方面的普遍不足使得很多流程工業(yè)企業(yè)設(shè)備管理仍然采用手工方式，或者是專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)(Enterprise Asset Management，即：EAM)，導(dǎo)致設(shè)備管理系統(tǒng)無(wú)法與ERP系統(tǒng)集成；二是盡管流程工業(yè)大量采用基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通常是獨(dú)立存在而不能共享，而且普遍存在控制層與計(jì)劃層的ERP系統(tǒng)信息無(wú)法集成的問(wèn)題。

　　1　ERP/EAM，MES的基本概念

　　1.1 ERP的概念

　　ERP(Enterprise Resources Planning，“企業(yè)資源計(jì)劃”)，可以從管理思想、軟件產(chǎn)品、管理系統(tǒng)三個(gè)層次給出它的定義：

　　1.1.1是由美國(guó)著名的計(jì)算機(jī)技術(shù)咨詢(xún)和評(píng)估集團(tuán)Garter Group Inc.提出的一整套企業(yè)管理系統(tǒng)體系標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)質(zhì)是在MRPII(Manufacturing Re—sources Planning，“制造資源計(jì)劃”)基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展而成的面向供應(yīng)鏈(Supply Chain)的管理思想；

　　1.1.2是綜合應(yīng)用了客戶(hù)機(jī)，月艮務(wù)器體系、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、圖形用戶(hù)界面、第四代語(yǔ)言(4GL)、網(wǎng)絡(luò)通訊等信息產(chǎn)業(yè)成果，以ERP管理思想為靈魂的軟件產(chǎn)品；

　　1.1.3是整合了企業(yè)管理理念、業(yè)務(wù)流程、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、人力物力、計(jì)算機(jī)硬件和軟件于一體的企業(yè)資源管理系統(tǒng)。

　　ERP作為一種集成化的應(yīng)用，其覆蓋面涵蓋企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的方方面面，企業(yè)使用這種應(yīng)用系統(tǒng)可以用集成的方式替代眾多單一，相互沒(méi)有聯(lián)系的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，將企業(yè)的采購(gòu)、庫(kù)存、制造、銷(xiāo)售、設(shè)備、財(cái)務(wù)等各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)信息進(jìn)行無(wú)縫連接，從而改善企業(yè)的運(yùn)作效率，提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)效果。

　　1.2 EAM的概念

　　流程工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量、品質(zhì)與設(shè)備能否不間斷正常運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系巨大，其生產(chǎn)成本與生產(chǎn)設(shè)備的維修、維護(hù)費(fèi)用的高低、備件庫(kù)存所占用的企業(yè)的流動(dòng)資金量也有很大關(guān)系，設(shè)備管理的水平極大影響這類(lèi)企業(yè)的效益。因此，對(duì)資產(chǎn)的維護(hù)、保養(yǎng)、跟蹤等信息管理就顯得尤為重要。

　　Enterprise Asset Management(EAM)，即企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)，其主要適用對(duì)象是資產(chǎn)密集型企業(yè)，EAM以提高資產(chǎn)可利用率、降低企業(yè)運(yùn)行維護(hù)成本為目標(biāo)，以?xún)?yōu)化企業(yè)維修資源為核心，通過(guò)信息化手段，合理安排維修計(jì)劃及相關(guān)資源與活動(dòng)，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。從ERP的角度看，可以將EAM看成是ERP的一個(gè)子集。

　　1.3 MES的概念

　　MES是20世紀(jì)90年代由美國(guó)先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)(Advanced Manufacturing Research，AMR)提出的一個(gè)三層的企業(yè)集成模型，該模型將MES定義為“位于上層計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間的、面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)”，MES為操作人員、管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶(hù)需求等方面)的當(dāng)前狀態(tài)信息。

　　2　現(xiàn)階段流程行業(yè)ERP項(xiàng)目面臨的主要問(wèn)題

　　從信息集成角度看，目前國(guó)內(nèi)流程工業(yè)ERP項(xiàng)目面臨2個(gè)重要問(wèn)題：

　　2.1由于國(guó)產(chǎn)ERP產(chǎn)品在企業(yè)資產(chǎn)管理方面功能普遍較弱，導(dǎo)致很多實(shí)施了ERP的流程工業(yè)企業(yè)設(shè)備管理仍然采用手工方式，或者是專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的設(shè)備管理系統(tǒng)，無(wú)法與企業(yè)已經(jīng)實(shí)施的ERP系統(tǒng)集成；

　　2.2流程工業(yè)大量采用自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備、自動(dòng)化檢測(cè)儀器、自動(dòng)化物流運(yùn)輸存儲(chǔ)設(shè)備、自動(dòng)化控制等基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)，雖然它們能取代不少人工勞動(dòng)并解決了一些生產(chǎn)瓶頸，但由于缺少相應(yīng)的信息集成系統(tǒng)，這些系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)各自獨(dú)立存在而不能共享，形成所謂“自動(dòng)化孤島”，其功能沒(méi)有得到充分發(fā)揮。

　　從企業(yè)信息集成角度看，作為一個(gè)上層計(jì)劃系統(tǒng)，ERP與底層控制系統(tǒng)之間存在斷層，使得計(jì)劃與制造過(guò)程難以集成，影響企業(yè)計(jì)劃的實(shí)時(shí)陛與企業(yè)管理的敏捷程度。

　　3　流程行業(yè)ERP項(xiàng)目面臨問(wèn)題的解決方案初探

　　3.1流程工業(yè)ERP項(xiàng)目應(yīng)采用包含EAM的解決方案

　　流程工業(yè)在ERP系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)考慮企業(yè)資產(chǎn)管理(Enterprise Asset Management，即：EAM)方面的內(nèi)容。流程工業(yè)ERP系統(tǒng)中設(shè)備管理體系的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)包括如下方面：

　　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)部分：用于定義邏輯位置與物理設(shè)備等設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)備結(jié)構(gòu)建立的基本數(shù)據(jù)，以及設(shè)備維修所應(yīng)包含的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

　　工單管理部分：包括工單生成、工單準(zhǔn)備、工單計(jì)劃與調(diào)度、工單實(shí)施、報(bào)告與關(guān)閉、工單成本分析；

　　預(yù)知預(yù)防性維護(hù)部分：包括基于時(shí)間的預(yù)防性維護(hù)、基于事件的預(yù)防性維護(hù)、基于狀態(tài)的預(yù)知性維護(hù)、基于檢修線(xiàn)路的預(yù)防性維護(hù)；

　　設(shè)備管理分析：包括設(shè)備綜合績(jī)效(OEE)分析，成本分析；

　　同時(shí)需要包括ERP系統(tǒng)與底層設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的接口，以及設(shè)備管理部分與庫(kù)存、采購(gòu)、人力資源、財(cái)務(wù)、制造等模塊的接口。

　　3.2采用以設(shè)備監(jiān)控為核心的管控一體化是現(xiàn)階段流程工業(yè)MES建設(shè)的關(guān)鍵與捷徑

　　流程工業(yè)可以采用MES作為橋梁，實(shí)現(xiàn)從計(jì)劃層，到車(chē)間作業(yè)層，乃至底層控制層的集成。流程工業(yè)MES建設(shè)需要解決2個(gè)主要問(wèn)題，一個(gè)是建立生產(chǎn)過(guò)程模型，并將ERP的生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)規(guī)范轉(zhuǎn)化為過(guò)程控制設(shè)定值；另一個(gè)是將車(chē)間作業(yè)的數(shù)據(jù)匯總、分析、總結(jié)后反饋至ERP系統(tǒng)，MES可以通過(guò)向ERP提供車(chē)間的實(shí)時(shí)信息解決這個(gè)問(wèn)題。

　　現(xiàn)階段，以設(shè)備監(jiān)控為核心的管控一體化是流程工業(yè)MES實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵與捷徑。目前，作為一個(gè)軟件產(chǎn)品，MES相對(duì)于ERP以及工業(yè)控制類(lèi)軟件還處于發(fā)展的初級(jí)階段，少有通用且成熟的產(chǎn)品，但是作為一種需求，MES卻是迫切的，并且，對(duì)于流程工業(yè)，MES的成功應(yīng)用從某種程度上說(shuō)是企業(yè)信息化成功與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

　　流程企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程千差萬(wàn)別，工藝過(guò)程的設(shè)定也非常復(fù)雜，建立一個(gè)與實(shí)際產(chǎn)品工藝過(guò)程完整對(duì)應(yīng)的過(guò)程模型，并且將其“翻譯”為相關(guān)的自控設(shè)備設(shè)定參數(shù)、并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，其技術(shù)復(fù)雜程度巨大，并且實(shí)現(xiàn)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(xiàn)實(shí)情況看，實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程是相當(dāng)困難的。

　　然而，以設(shè)備監(jiān)控為核心的管控一體化卻是相當(dāng)現(xiàn)實(shí)的、其可操作性也很強(qiáng)。

　　首先，進(jìn)行集中的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控在技術(shù)上是成熟的�，F(xiàn)代的DCS功能日趨強(qiáng)大，過(guò)程可視化組態(tài)工具提供了豐富的監(jiān)控手段，能夠按照生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的需要進(jìn)行設(shè)定，使得生產(chǎn)、管理人員了解實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制成為可能；另外，現(xiàn)代DCS普遍提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，方便數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在一個(gè)集中的平臺(tái)上監(jiān)控多種不同廠(chǎng)商的DCS下位機(jī)SPLC監(jiān)控點(diǎn)也是可行的。

　　其次，建設(shè)一個(gè)以集中設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控為核心的MES在經(jīng)濟(jì)上是可行的。通用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器軟件的出現(xiàn)意味著成本的降低，當(dāng)這個(gè)核心技術(shù)不再成為瓶頸，成本必然大幅降低。

　　以設(shè)備監(jiān)控為核心的MES開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)內(nèi)容至少包括功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集接口，快速反應(yīng)的生產(chǎn)調(diào)度，實(shí)時(shí)化的質(zhì)量控制，動(dòng)態(tài)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，實(shí)時(shí)化的生產(chǎn)成本核算等方面。

　　4　結(jié)論

　　流程工業(yè)的ERP解決方案應(yīng)當(dāng)將EAM作為該解決方案的一個(gè)重要部分，這種做法較采用獨(dú)立的EAM有較大優(yōu)勢(shì)。這樣一個(gè)EAM系統(tǒng)能夠規(guī)范

　　企業(yè)設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與技術(shù)檔案管理，降低庫(kù)存投資，提高采購(gòu)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(shè)備變化情況，規(guī)范的作業(yè)流程，提高管理效率，促進(jìn)檢修與安全規(guī)程的執(zhí)行，提高設(shè)備的可用性與可靠性，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，降低設(shè)備維修費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本，提供與底層設(shè)備通信接口，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，提供有效的設(shè)備管理績(jī)效分析工具，評(píng)估企業(yè)資產(chǎn)管理水平。

　　但即使增加了設(shè)備管理模塊，ERP也只是把設(shè)備作為資源來(lái)管理，至于與生產(chǎn)計(jì)劃的集成，至多也就是做到能力運(yùn)算方面考慮設(shè)備檢修問(wèn)題。對(duì)于流程工業(yè)來(lái)說(shuō)，采用MES的設(shè)備管理模塊除了在實(shí)際意義上管理設(shè)備的的全生命周期，同時(shí)把設(shè)備管理與監(jiān)控和生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)工藝、安全、故障診斷、預(yù)警乃至成本控制等緊密關(guān)聯(lián)在一起，因此更接近設(shè)備管理的本質(zhì)與設(shè)備管理的目標(biāo)。從這個(gè)意義上說(shuō)，采用MES與ERP集成的流程工業(yè)設(shè)備管理的解決方案是有很強(qiáng)實(shí)際意義的解決方案，MES的設(shè)備管理模塊與ERP設(shè)備管理模塊相接，可以提供實(shí)時(shí)的基于狀態(tài)監(jiān)控的設(shè)備管理，以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控為核心，以管控一體化為主要內(nèi)容的MES將能夠在相當(dāng)程度上解決生產(chǎn)過(guò)程控制、生產(chǎn)工藝控制、安全、故障診斷、預(yù)警，乃至成本實(shí)時(shí)控制等問(wèn)題。