生產工單派報工系統的設計與實現

孫赫勇

（南車青島四方機車車輛股份有限公司 信息技術部，山東 青島 266111）

ERP系統（Enterprise Resource Planning）在制造企業生產現場的管理的顆粒度粗，無法滿足精益生產的要求；MES系統 （Manufacturing Execution System）作 為 面向車間層的生產管理技術與實時信息系統，可以提供快速反應、精細化的制造業環境，但系統龐大，實施難度大、周期長、費用高昂，后期維護成本高，可控性差。

我公司在ERP系統（SAP ECC6.0）的設計與實施過程中，充分考慮到公司作為離散制造型企業的生產特點（分工細、專業化強、注重制造執行層級的管理與精益化生產），對MES系統在實施、維護過程中將會面臨的問題及其實效性進行了分析，并結合公司現階段的業務需要，自行設計并開發了與ERP系統對接的生產工單派報工系統（以下簡稱派報工系統）。該系統實現了制造執行系統的部分功能，全面解決了公司的業務需求，系統的規模小、費用低、實施周期短、易控制、操作性好、維護方便，實現了對生產執行計劃的管控，細化了對生產管理的顆粒度[1]。

1 業務需求

公司ERP系統上線初期，在生產現場管理層級信息系統需要實現如下主要功能，以滿足公司生產的業務需要：

（1）工步派工：細化制造執行層級管理，對 ERP系統中的工序進一步分解，細化到工步。生產組長以工步為單位進行派工，指定工作人員、工作內容、定額工時、質檢方式，工作人員根據打印的派工單進行生產。

（3）開口項管理：影響生產過程的因素具有多樣性與突發性的特點，這些因素會造成某道工序暫時欠件、欠工的現象。在不影響產品質量的前提下，為了保障生產進度，公司采取開口項管理的方式，把欠件或欠工的工序記錄為開口項后轉入下道工序按計劃生產。在產品交付前，在ERP系統中通過事物CO07創建返工工單對開口項工序補件、補工，生產報工后關閉開口項。派報工系統須具備開口項的記錄、修改與查詢功能。

（4）快速報工：工序數量多，常規的數據查詢方式效率低，不適應公司的生產需要。派報工系統要快速定位到預報工工序、快速報工。

（5）通知質檢：公司執行“自檢、互檢、專檢”三檢管理，關鍵產品經生產組長互檢合格后，派報工系統須即時通知質檢員 “專檢”。分別記錄生產與質檢的報工時間，從而明確部門間責任。

（6）綜合查詢：完備的信息查詢功能是系統不可或缺的。派報工系統要求具備對工單、派工、開口項、報工、質檢及失敗信息的查詢能力，實現對生產過程的全程監控。

（7）易于操作：生產一線職工對信息化系統的操作水平層次多樣，派報工系統須提供友好、簡潔的界面，易于操作，從而保障系統可以快速普及、高效投用。

2 系統總體設計

基于需求分析，在ERP系統外開發派報工系統，兩系統間采用函數相關聯，ERP系統是數據的源頭與最終的報工實現，派報工系統用來實現在ERP系統中無法或難于實現的一些制造執行層級管理功能，進行生產或質檢的預報工。派報工系統設計為 “字典維護”、“業務處理”、“查詢分析”三個模塊。系統拓撲圖以及各模塊的功能結構如圖1所示。

圖1 派報工系統拓撲圖

“字典維護”、“業務處理”與“查詢分析”三個模塊的主要功能如圖2所示。

在西斯內羅斯的后期代表作品《卡拉米洛披肩》（Caramelo,2002）中，主人公賽利亞面臨的同樣是這三重危機：賽利亞一家處于美國社會的底層階級，沒有固定的房子，難以真正融入美國主流社會，少數族裔的身份更讓她面臨著了來自同齡人的疏離和欺凌；對于祖母身上體現的墨西哥女性傳統價值觀念，她有著本能的排斥；在有著六個兄弟的大家庭里，她渴望擁有屬于自己的房間。

圖2 派報工系統模塊功能結構圖

派報工系統作為ERP的外接系統在公司內網環境使用，其功能處理邏輯復雜、業務數據量大，因此結合職工以往信息化系統的使用習慣，確定系統基于Client/Server結構，采用C#語言、Oracle 11G數據庫，以Microsoft Visual Studio 2010作為平臺進行系統設計與開發。

3 主要功能實現

3.1 ERP系統二次開發

生產工單在ERP系統中是工序與組件物料的載體，用來作為ERP與派報工系統間是數據傳輸的對象。

在ERP系統中，對系統預留的PPCO0001的用戶出口進行增強開發，從而當用戶通過事物Co01創建或Co02修改生產工單時，通過增強程序把需要的與工單相關的信息實時保存到自建的數據庫表ZPPWO中。不采用從系統標準數據庫表中關聯取數，從而避免了數據量大、數據間關聯邏輯復雜、運算時間長的問題，提高了系統執行效率[2-4]。

基于 RFC（Remote Function Call）方式創建用于與派報工系統間實現生產工單數據交互的輸出與輸入接口函數[2-4]。

基于BDC （Batch Data Conversion）方式調用事物Co11創建批量報工函數[2-4]。

3.2 派報工系統開發

派報工系統定時調用ERP系統的RFC函數，從數據庫表ZPPWO中獲取未報工工單數據、從視圖CRHD_V1中獲取工作中心數據。

生產組長對未報工工單中的工序進行維護分解，細化到工步并打印派工單向組內員工派工。派報工系統工序維護界面如圖3所示，工單處理界面如圖4所示。

圖3 派報工系統工序維護界面圖

圖4 派報工系統工單處理界面圖

員工根據派工單分配的工步內容完成生產任務后匯報組長，如果工序中有欠件或欠工情況，組長需要在系統中維護開口項信息。組長通過掃描槍掃描派工單中的工序條形碼，系統依據掃入的工序控制碼值的不同，分別觸發生產直接預報工、生產預報工并移交質檢或直接提報質檢的三種預報工方式。對于后兩種預報工方式， 系統會自動觸發 PDA （Personal Digital Assistant）短信功能，通知質檢員，質檢員“專檢”合格后提交預報工。系統會分別記錄生產與質檢的報工時間，用于反映部門間的業務響應速度，進而明確部門間的責任。

派報工系統定時調用ERP系統的RFC接口函數，將預報工數據傳給ERP系統，并把回傳的報工結果信息更新到派報工系統中。ERP系統與派報工系統間的業務操作與數據流程關系如圖5所示。

圖5 ERP系統與派報工系統間業務操作與數據流程關系圖

4 輔助功能實現

派報工系統中采用如下一系列開發技術，滿足了附加的業務需求：

（1）通過刷員工卡登錄系統的方式，滿足了快速登錄系統的需要。用戶刷員工卡，讀卡器通過鍵盤輸入端口將磁卡芯片的物理ID號輸入到派報工系統登錄界面的文本框內，系統根據ID號關聯員工編號與密碼，完成自動登錄。

（2）以備忘錄形式實現了開口項管理，形成閉環管理功能。創建開口項時須指定截止工序，在截止工序預報工時如果開口項仍未關閉，系統提示“關閉開口項本工序后才能報工”信息，不允許預報工。

（3）條碼掃描，快速報工。用戶使用掃描槍掃描派工單中已完工工序的條形碼，條形碼信息通過鍵盤輸入端口傳入派報工系統、觸發“KeyPress”事件，系統通過事件參數“KeyPressEventArgs”獲取條形碼信息，并從信息中拆分出“工單號”、“序列”及“工序”信息，從而快速定位到目標工序[5]。

（4）PDA短信通知質檢。質檢員用PDA登錄派報工系統后，系統自動在PDA中實例化一個Socket，調用Socket.Bind方法設置該臺PDA的IP及監聽端口號2008，再調用Socket.Listen方法開始監聽2008端口號。生產移交或提報質檢工單時，系統觸發PDA的信息發送方法，通過質檢員PDA信息表查詢到當前工單工序對應的質檢人員PDA設備IP地址，將PDA設備IP地址與預留的2008端口號轉化為 Socket傳 輸 協 議 的IPEndPoint參數，由C#實例化的Socket接入 IPEndPoint參數，將報工的工序信息序列化后通過 Socket.Send方法發送到PDA，PDA設備監聽到傳輸到2008端口號的信息后，系統將序列化字符轉換成字符串顯示到 PDA屏幕[5]。

（5）系統界面友好、易操作。派報工系統界面使用公司既有業務用語，所見即所知；根據用戶既往以EXCEL維護數據的使用習慣，采用C#的GRID控件開發了數據處理功能，使系統的維護與查詢操作仍保持表格處理方式。采用幀頁方式并行顯示多類型業務，保持界面簡潔、可快速切換業務；另外，開發了數據導出功能，便于系統外的數據分析。

派報工系統，實現了制造執行系統（MES）的部分功能，為操作人員和管理人員提供計劃的執行與跟蹤，加強了對生產執行計劃的管控，細化了對生產管理的顆粒度，實現了企業計劃層、生產執行層間的有效銜接，實現了ERP系統對生產現場的管理延伸，彌補了信息化平臺在生產執行層面的空缺，把計劃同車間生產現場控制關聯起來，提升了公司制造資源的利用效率和生產運作的管理水平，提升了公司的核心競爭力。

[1]王新亭，張懷京.企業生產執行系統的構建與實施[J].軟件導刊，2012（1）：1011-1019.

[2]馬一然，佟紅巖，吳衛亮.唐鋼 ERP系統二次開發語言ABAP 探究[J].數字技術與應用，2012（1）：158.

[3]關宇平.SAP R/3系統客戶化接口程序的開發方法及實現[J].計算機系統應用，2007（2）：49-50.

[4]劉建武.淺談基于SAP系統的遠程功能調用[J].長煉科技，2008，34：51-54.

[5]NAGEL C，EVJEN B，GLYNN J.C#高級編程 （第6版）[M].李銘，譯.北京：清華大學出版社，2008.