MES與SAP集成技術研究

張秋琳

（北京北方車輛集團有限公司，北京 100072）

1 引言

21世紀是信息時代，信息化技術的不斷發展，企業信息化應用也經歷了從單機電子文檔管理到目前的各種復雜信息化管理系統，信息化系統在軍工類單位普及化程度較高。然而企業信息化在建設和應用層面總體看仍處于初步階段，各系統間由于主要管控功能的獨立應用狀態，信息難以集成和共享，從而導致出現大量的重復數據、重疊業務工作，大大增加了現場工作量；不僅影響了系統的應用效果，而且影響到企業的整體生產效率。如何準確、高效地將企業內各系統的主數據和業務統一對接起來，減少重復工作，提高整體工作效率，已經成為制約企業信息化建設的重要因素。

2 企業信息化建設面臨的問題

目前，企業在信息化建設上通常具有以下主要問題：

1）信息孤島現場普遍：企業由于信息系統集成性較差，許多數據無法通過信息化系統進行實時傳遞，而是通過人工方式錄入。

2）獨立或外包開發：集成性較差，由于在企業信息化建設中，難以有一體化信息化軟件，且各系統軟件由不同開發服務商提供，系統平臺不統一，不易實現集成。

3）重軟件，輕管理：軟件系統是信息化應用的載體，但核心是管理，在信息化應用過程中，企業管理流程的優化容易被忽視，軟件功能則被關注度高；信息系統本身并不僅僅是一個系統，其管理理念需要被企業管理者借鑒和吸收。

4）較少長期規劃：隨著信息化技術發展，信息化建設需求越來越多，企業需要針對自身發展制定長期規劃，且需要根據企業發展進行及時修訂和調整，才能使信息化建設更全面有序。

3 ERP與MES集成解決方案概述

企業日常應用中，頂層SAP一般根據市場需求和銷售計劃制定工作計劃，并下達至相應車間MES系統，工作計劃中包含物料種類、生產數量、完工日期和標準物料BOM，同時利用產品生命周期系統PLM系統將標準生產工藝、設計文檔、加工設備及參數等信息同步下發到MES系統；根據這些信息MES產生更為詳細的資源分配、控制參數、工序和生產調度并形成工作指令下達車間操作工，MES在反饋的生產加工信息基礎上，對信息進行處理并反饋給SAP，如工作訂單狀態、完成情況、起止時間、實際的物料BOM、實際的生產工藝和實際庫存狀態等。

通過MES與SAP深度的集成應用，可以實現系統間自動數據交互，庫房資源的及時生產準備，對生產工藝參數的實時采集統計，提高產品質量，保障安全生產, 實現零件加工的全過程跟蹤、監控、記錄與信息管理。

系統集成后，可以提供多種數據統計查詢方式，用戶可根據生產訂單、圖號、工序號，操作工、生產車間，工區、班組等方式，方便、快速、準確的查詢到所需要的數據，可查詢訂單現場工序加工進度情況、生產現場零件加工的質量情況、原始加工記錄與報表。并按要求輸出查詢結果和單據打印，取代原來靠人工填表格書寫不規范、人工查詢工藝速度慢一系列操作過程中出現的問題。

4 MES與SAP集成技術

MES和SAP在業務環節涉及數據接口和信息對接，主要包括如下幾個方面：

在MES與SAP的集成接口中，SAP和MES交互數據包括生產訂單、生產批次、領料信息、設備、工裝工具刀具準備、集件、不合格品審理、零部件庫存、入庫信息和外委信息等，如圖1所示。

圖1 MES與SAP集成信息模型

SAP向MES發送的信息：

1）生產訂單：SAP將有效的生產訂單信息（包括生產數量、完成時間）等傳遞給MES進行批次創建。

2）批次領料：SAP將零件批次的原材料領用情況傳遞給MES進行到料確認。

3）設備：SAP將各車間的設備信息傳遞給MES進行設備派工。

4）集件管理：SAP將生產訂單裝配所用零部件發料信息傳遞給MES進行集件管理。

5）工裝、工具、刀具信息反饋：SAP將生產批次的工具出庫、配送情況傳遞給MES進行生產準備結果顯示。

6）不合格品審理結果反饋：SAP將不合格品審理流程處理結果傳遞給MES進行審理結果的處理。

7）工裝工具刀具庫存：SAP將工裝工具刀具的庫存情況傳遞給MES進行車間生產派工參考依據。

8）零部件庫存：SAP將零部件庫存情況傳遞給MES進行批次創建的參考依據。

9）外委臺賬：SAP將生產外委信息（外廠協作）傳遞給MES進行生產調度和報表統計。

MES系統向SAP系統傳輸的信息內容：

1）批次信息：MES將基于生產訂單創建的生產批次信息傳遞給SAP進行批次關聯。

2）生產報工：MES將工序完工信息傳遞給SAP進行報工管理。

3）工裝、工具、刀具請求：MES將生產準備所需的工裝、工具、刀具信息傳遞給SAP進行工具出庫和配送。

4）不合格品審理請求：MES將檢驗產生的不合格品審理信息傳遞給SAP進行不合格品審理流程。

5）入庫反饋：MES將生產批次完工入庫信息傳遞給SAP進行入庫管理。

4.1 MES與SAP集成信息流向

（1）自頂而下信息流傳遞

SAP將生產訂單下達到相應車間MES，生產訂單中包含了物料、生產數量和完工日期等信息，除了工作訂單，還有設備、零部件出庫、零部件庫存、不合格品審理和工裝工具刀具配送等也可提供給MES系統，根據這些信息MES產生更為詳細的資源分配、工序和生產調度和控制生產。

（2）自底而上信息流反饋

通過報工使生產加工信息實時地反饋給MES，這些信息包括實時生產信息，如加工批次、加工工序、實際工作時間、完成數量和廢品數量，將這些信息反饋給SAP。在加工完成時將完工信息（包括入庫類型、生產訂單號、零件號、零件名稱、機型、提交數量、合格數量、報廢數量、一次交檢合格數、批次、質保單數量、代料單號、不合格品審理單號、委托單位和生產分廠）反饋給SAP進行入庫處理。

4.2 MES與SAP集成業務場景

（1）MES獲取生產訂單

MES獲取SAP生產訂單信息的相關流程如圖2所示。

圖2 MES獲取生產訂單信息

1）分廠計劃員在SAP創建生產訂單，訂單創建后調用MES生產訂單信息接口并傳送生產訂單信息到MES。

2）MES對生產訂單信息進行接收并存儲。

（2）SAP獲取零件批次數據

SAP獲取MES零件批次數據的相關流程如圖3所示。

圖3 SAP獲取MES零件批次數據

1）計劃員在MES中創建零件批次流水卡，并確認零件號、批次號等信息。

2）計劃員選擇零件批次需要領料后，系統發送零件批次信息給SAP。

3）SAP接收到零件批次信息后，在SAP中進行領料流程。

（3）MES獲取領料信息

MES獲取SAP發料信息，領料信息自動填報，如圖4所示。

圖4 SAP獲取MES零件領料信息

1）SAP系統根據MES傳來的批次信息進行發料，并把物料信息傳遞給MES。

2）MES接收物料信息后在系統中進行流水卡打印（帶物料信息）。

（4）SAP獲取報工信息

SAP獲取MES零件批次數據的相關流程，如圖5所示。

圖5 SAP獲取MES報工信息

1）工人加工完成一道工序后在MES進行報工。

2）檢驗員對報工工序進行質量檢驗，在MES填寫合格數、報廢數和報廢原因等。

3）檢驗完成后MES將檢驗結果數據傳到中間表，SAP根據需要去中間表獲取相關數據。

（5）MES獲取獲取工裝工具刀具信息

SAP獲取MES零件批次數據的相關流程，如圖6所示。

圖6 SAP獲取MES工裝工具刀具

1）在MES生產派工時，需要進行生產準備。

2）班組長或工區長在生產準備界面向SAP發送工裝、工具、刀具生產準備請求。

3）MES通過調用總線Web Service（SAP的RFC），向SAP發送請求信息。

4）SAP接收工裝、工具、刀具請求進行出庫和配送。

5）MES將中間表信息反饋在生產準備報表中展示。

6）工人可通過報表系統查看準備情況。

（6）MES獲取設備信息

SAP獲取MES零件批次數據的相關流程，如圖7所示。

圖7 SAP獲取MES設備管理

1）在SAP里維護設備數據，包括設備新增、設備調入、設備調出、設備封存、設備啟封、設備報廢和設備功能位置變更等。

2）SAP將設備變改信息傳遞給MES。

3）MES收到設備變更信息，完成MES內的設備信息更新。

（7）MES獲取集件信息

SAP獲取MES零件批次數據的相關流程，如圖8所示。

圖8 SAP獲取MES集件信息

1）SAP下發組合件生產訂單時進行集件，并把零部件出庫信息傳到MES。

2）MES接收出庫信息按訂單進行集件處理生成組合件配套表。

3）SAP針對同一訂單可多次進行出庫，相應的MES也會進行多次集件。

（8）MES獲取不合格品審理信息

SAP獲取MES零件批次數據的相關流程，如圖9所示。

圖9 SAP獲取MES不合格品審理

1）檢驗員在檢驗中如果發現有超差零件需要進行審理，將超差的批次設置為待審理狀態。

2）MES將待審理的批次、數量等信息傳給SAP。

3）SAP接收MES的不合格品審理信息進行不合格品審理流程。

4）SAP審理完成后將不合格品審理結果傳送給MES。

5）MES接收SAP的不合格品審理結果后，根據審理結果進行后續的返修、報廢和超差使用等處理。

（9）SAP獲取入庫信息

SAP獲取MES零件批次數據的相關流程，如圖10所示。

圖10 SAP獲取MES入庫信息

1）檢驗完成成品檢驗后提入庫申請。

2）MES調用SAP入庫申請頁面。

3）MES將入庫信息傳送給SAP。

4）SAP接收MES的入庫信息后進行入庫處理。

（10）MES獲取零部件庫存信息

SAP獲取MES零件批次數據的相關流程，如圖11所示。

圖11 SAP獲取MES零部件庫存信息

1）SAP發送零部件的庫存信息到中間表。

2）MES系統將中間表信息展示在“批次缺件查看”界面。

3）現場可以通過“批次缺件查看”界面進行查詢，了解零部件在SAP的庫存情況。

5 結束語

我國制造企業要實現突破式發展，必須要對企業核心信息化系統，如ERP、PLM和MES等進行有機結合，實現制造企業的“設計制造一體化”。通過將各系統有機整合，可以對企業的經營計劃、采購、庫存、財務和物料需求計劃等進行動態的監控，實現對物流、信息流、控制流和資金流的四流合一。企業的生產運行和管理，需要依靠一系列應用系統來支撐，利用集成化系統提高我國企業信息化水平，提高企業競爭力。

MES與SAP深度集成的實現，可以積累系統集成方面的寶貴經驗，包括解決方案設計、系統實現和測試上線等環節的注意事項。并為與其他管理系統的集成在技術方面打通了思路，在實施方法層面也具有很好的參考價值。