MES系统中的APS生产计划管理

MES系统中的APS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。

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，文章摘自APS协会。

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。