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流程工業(yè)ERP面臨的問題與解決方案初探

瀏覽次數(shù):3539發(fā)布時間:2007-12-7

 

  前言

  現(xiàn)階段國內(nèi)制造業(yè)信息化建設的一個重點是利用企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(Enterprise Resource Plan—ning,即:ERP)實現(xiàn)企業(yè)管理信息化。流程工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展中極為重要的基礎支柱產(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)階段國內(nèi)流程工業(yè)ERP普遍存在兩個方面的問題:一是流程工業(yè)大多是資產(chǎn)密集型行業(yè),對設備依賴性大,但當前國內(nèi)ERP產(chǎn)品在設備管理方面的普遍不足使得很多流程工業(yè)企業(yè)設備管理仍然采用手工方式,或者是專門開發(fā)的企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)(Enterprise Asset Management,即:EAM),導致設備管理系統(tǒng)無法與ERP系統(tǒng)集成;二是盡管流程工業(yè)大量采用基礎自動化系統(tǒng),但是這些系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)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(tǒng)信息無法集成的問題。

  1 ERP/EAM,MES的基本概念

  1.1 ERP的概念

  ERP(Enterprise Resources Planning,“企業(yè)資源計劃”),可以從管理思想、軟件產(chǎn)品、管理系統(tǒng)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咨詢和評估集團Garter Group Inc.提出的一整套企業(yè)管理系統(tǒng)體系標準,其實質(zhì)是在MRPII(Manufacturing Re—sources Planning,“制造資源計劃”)基礎上進一步發(fā)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、關系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蠹夹g、圖形用戶界面、第四代語言(4GL)、網(wǎng)絡通訊等信息產(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)務流程、基礎數(shù)據(jù)、人力物力、計算機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用,其覆蓋面涵蓋企業(yè)經(jīng)營活動的方方面面,企業(yè)使用這種應用系統(tǒng)可以用集成的方式替代眾多單一,相互沒有聯(lián)系的業(yè)務信息系統(tǒng),將企業(yè)的采購、庫存、制造、銷售、設備、財務等各個業(yè)務環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的業(yè)務信息進行無縫連接,從而改善企業(yè)的運作效率,提高企業(yè)經(jīng)營效果。

  1.2 EAM的概念

  流程工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量、品質(zhì)與設備能否不間斷正常運轉(zhuǎn)關系巨大,其生產(chǎn)成本與生產(chǎn)設備的維修、維護費用的高低、備件庫存所占用的企業(yè)的流動資金量也有很大關系,設備管理的水平極大影響這類企業(yè)的效益。因此,對資產(chǎn)的維護、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)運行維護成本為目標,以優(yōu)化企業(yè)維修資源為核心,通過信息化手段,合理安排維修計劃及相關資源與活動,從而提高企業(yè)的經(jīng)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年代由美國先進制造研究機構(gòu)(Advanced Manufacturing Research,AMR)提出的一個三層的企業(yè)集成模型,該模型將MES定義為“位于上層計劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間的、面向車間層的管理信息系統(tǒng)”,MES為操作人員、管理人員提供計劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等方面)的當前狀態(tài)信息。

  2 現(xiàn)階段流程行業(yè)ERP項目面臨的主要問題

  從信息集成角度看,目前國內(nèi)流程工業(yè)ERP項目面臨2個重要問題:

  2.1由于國產(chǎn)ERP產(chǎn)品在企業(yè)資產(chǎn)管理方面功能普遍較弱,導致很多實施了ERP的流程工業(yè)企業(yè)設備管理仍然采用手工方式,或者是專門開發(fā)的設備管理系統(tǒng),無法與企業(yè)已經(jīng)實施的ERP系統(tǒng)集成;

  2.2流程工業(yè)大量采用自動化生產(chǎn)設備、自動化檢測儀器、自動化物流運輸存儲設備、自動化控制等基礎自動化系統(tǒng),雖然它們能取代不少人工勞動并解決了一些生產(chǎn)瓶頸,但由于缺少相應的信息集成系統(tǒng),這些系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)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(fā)揮。

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

  3 流程行業(yè)ERP項目面臨問題的解決方案初探

  3.1流程工業(yè)ERP項目應采用包含EAM的解決方案

  流程工業(yè)在ERP系統(tǒng)實施過程中,應重點考慮企業(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)中設備管理體系的基本結(jié)構(gòu)應包括如下方面:

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

  工單管理部分:包括工單生成、工單準備、工單計劃與調(diào)度、工單實施、報告與關閉、工單成本分析;

  預知預防性維護部分:包括基于時間的預防性維護、基于事件的預防性維護、基于狀態(tài)的預知性維護、基于檢修線路的預防性維護;

  設備管理分析:包括設備綜合績效(OEE)分析,成本分析;

  同時需要包括ERP系統(tǒng)與底層設備監(jiān)控系統(tǒng)的接口,以及設備管理部分與庫存、采購、人力資源、財務、制造等模塊的接口。

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

  流程工業(yè)可以采用MES作為橋梁,實現(xiàn)從計劃層,到車間作業(yè)層,乃至底層控制層的集成。流程工業(yè)MES建設需要解決2個主要問題,一個是建立生產(chǎn)過程模型,并將ERP的生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)規(guī)范轉(zhuǎn)化為過程控制設定值;另一個是將車間作業(yè)的數(shù)據(jù)匯總、分析、總結(jié)后反饋至ERP系統(tǒng),MES可以通過向ERP提供車間的實時信息解決這個問題。

  現(xiàn)階段,以設備監(jiān)控為核心的管控一體化是流程工業(yè)MES實現(xiàn)的關鍵與捷徑。目前,作為一個軟件產(chǎn)品,MES相對于ERP以及工業(yè)控制類軟件還處于發(fā)展的初級階段,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,對于流程工業(yè),MES的成功應用從某種程度上說是企業(yè)信息化成功與否的關鍵環(huán)節(jié)之一。

  流程企業(yè)的生產(chǎn)過程千差萬別,工藝過程的設定也非常復雜,建立一個與實際產(chǎn)品工藝過程完整對應的過程模型,并且將其“翻譯”為相關的自控設備設定參數(shù)、并進行參數(shù)設定,其技術復雜程度巨大,并且實現(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)實情況看,實現(xiàn)這個過程是相當困難的。

  然而,以設備監(jiān)控為核心的管控一體化卻是相當現(xiàn)實的、其可操作性也很強。

  首先,進行集中的設備狀態(tài)監(jiān)控在技術上是成熟的,F(xiàn)代的DCS功能日趨強大,過程可視化組態(tài)工具提供了豐富的監(jiān)控手段,能夠按照生產(chǎn)經(jīng)營管理的需要進行設定,使得生產(chǎn)、管理人員了解實時生產(chǎn)情況,對生產(chǎn)進行實時控制成為可能;另外,現(xiàn)代DCS普遍提供標準數(shù)據(jù)接口,方便數(shù)據(jù)導出,在一個集中的平臺上監(jiān)控多種不同廠商的DCS下位機SPLC監(jiān)控點也是可行的。

  其次,建設一個以集中設備狀態(tài)監(jiān)控為核心的MES在經(jīng)濟上是可行的。通用動態(tài)數(shù)據(jù)服務器軟件的出現(xiàn)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。

  以設備監(jiān)控為核心的MES開發(fā)的重點內(nèi)容至少包括功能強大的數(shù)據(jù)采集接口,快速反應的生產(chǎn)調(diào)度,實時化的質(zhì)量控制,動態(tài)的設備運行狀態(tài)監(jiān)控,實時化的生產(chǎn)成本核算等方面。

  4 結(jié)論

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

  企業(yè)設備基礎數(shù)據(jù)與技術檔案管理,降低庫存投資,提高采購效率,防止短缺,更有效地配置人力及其它資源,管理故障歷史,跟蹤設備變化情況,規(guī)范的作業(yè)流程,提高管理效率,促進檢修與安全規(guī)程的執(zhí)行,提高設備的可用性與可靠性,減少設備停機時間,降低設備維修費用,降低生產(chǎn)成本,提供與底層設備通信接口,實現(xiàn)設備狀態(tài)監(jiān)測,提供有效的設備管理績效分析工具,評估企業(yè)資產(chǎn)管理水平。

  但即使增加了設備管理模塊,ERP也只是把設備作為資源來管理,至于與生產(chǎn)計劃的集成,至多也就是做到能力運算方面考慮設備檢修問題。對于流程工業(yè)來說,采用MES的設備管理模塊除了在實際意義上管理設備的的全生命周期,同時把設備管理與監(jiān)控和生產(chǎn)過程、生產(chǎn)工藝、安全、故障診斷、預警乃至成本控制等緊密關聯(lián)在一起,因此更接近設備管理的本質(zhì)與設備管理的目標。從這個意義上說,采用MES與ERP集成的流程工業(yè)設備管理的解決方案是有很強實際意義的解決方案,MES的設備管理模塊與ERP設備管理模塊相接,可以提供實時的基于狀態(tài)監(jiān)控的設備管理,以設備狀態(tài)監(jiān)控為核心,以管控一體化為主要內(nèi)容的MES將能夠在相當程度上解決生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)工藝控制、安全、故障診斷、預警,乃至成本實時控制等問題。