排产调度在MES系统中的实现

排产调度在MES系统中的实现张怀京;王新亭【摘要】排产调度是企业MES系统的关键部分和核心内容，本文以QZMES系统的排产调度设计设计为例，详细介绍了以国际先进S95标准的生产建模思想，在基于SIMATICIT的工厂执行系统解决方案基础上，利用SIMATICITFramework图形化的生产建模工具，将生产企业中的生产资源、生产操作流程进行对象化的设计，从而实现企业的各种生产业务流程。【期刊名称】《科技风》【年(卷)，期】2011(000)020【总页数】1页(P96-96)【关键词】排产调度;MES;生产工单;S95【作者】张怀京;王新亭【作者单位】山东中烟青州卷烟厂仙东青州262500;山东中烟青州卷烟厂,山东青州262500【正文语种】中文【中图分类】TP311.52在现代企业信息化系统中，上层为ERP系统；底层为生产自动化系统；中间层为生产执行系统(MES)，有的将其称为制造执行系统。MES处于ERP和生产过程控制系统之间，负责调度排程、物料管理、生产质量、工艺控制以及必要的数据信息转换等数据集成和应用。青州卷烟厂在2009年度实施了生产执行系统。作为实施重点，调度排产模块是整个MES项目的关键部分及核心内容。下面对项目中该模块的实施进行详细的介绍。为叙述方便，青州卷烟厂的MES系统简称为QZMES系统。确定排产调度的主要任务：根据对生产流程的分析，以及ERP系统、制丝中控系统、卷包数采系统、物流系统的生产执行情况，结合生产信息的流转过程，确定QZMES系统排产调度模块的主要任务是接收ERP系统的生产订单，按照生产工序/机台进行分解成工单，向底层生产自动系统下达生产工单；生产结束后，按照生产工单收集底层系统的生产信息，汇总处理后向ERP系统反馈生产信息，完成从执行到信息反馈的闭环控制。1）接收、分解订单。计划调度处在ERP中制定制丝烟丝生产订单和卷包成品生产订单后，通过集成将订单传递到MES系统，MES系统根据两个车间的生产流程，分解为生产工单，每个工单保留配方信息及工艺标准信息。2）排产与生产执行。QZMES系统将分解后的生产工单，通过集成传递到制丝中控、卷包数采、物流等生产自动化系统，由底层系统根据生产信息进行指导两个车间的生产。3）生产信息收集。生产结束后，制丝中控系统、卷包数采系统与物流系统需要把生产信息反馈至QZMES系统，汇总处理后再向ERP系统反馈。从而完成生成完整的生产执行、生产信息反馈的流程。技术工具采用成熟的MES系统专用开发工具SIMATICIT套件与现场开发两者结合的方式，现场开发可作为功能补充。为了保证数据信息的正确、及时的进行流转，需要确定科学、合理的数据集成方案。最后经与各系统协商，确定在QZMES系统中建立DIS服务器，在各系统中建立DIS接口，所有信息都通过一台集成服务器进行传输。1）工单分解排产。工单分解排产，是QZMES系统业务实现的关键所在。担负着接收ERP生产订单，根据生产车间各工序或机台生产能力及换牌时间等参数，将生产订单按照工序和机台进行分解，并在QZMES系统自动计算各工单的计划开始时间，最后生成符合生产实际需求的生产工单。QZMES系统再将工单通过接口下达给制丝中控、卷包数采、物流等生产自动化系统，以控制生产。2）生产信息反馈。根据制丝车间、卷包车间生产流程，结合制丝中控系统、物流系统、卷包数采系统的相关信息，生产信息反馈确定以工单为单位，在工单结束时由生产自动化系统向QZMES系统进行反馈；QZMES系统以订单为单位向ERP系统进行反馈。3）集成。根据与各系统达成的共识，在QZMES系统系统范围内搭建DIS服务器，各系统安装客户端。在DIS服务器中配置各系统的传输通道及接口数据信息内容。1）设备模型。设计了针对车间工序、卷接机、包装机、装封箱机、喂丝机、发射机等设备，项目组在SIMATICITFramework图形化组件中进行了详细的模型设计，将工序和机台的生产能力、换牌时间等信息进行了详细开发。2）工厂日历、班组管理。结合ShiftCalendar组件以及。#语言现场开发结合，实现了工厂日历及班组管理。3）订单分解。QZMES系统接收ERP系统的生产订单之后，按照设计工序和机台模型数据，采用估算法和二分法相结合的数学算法，结合实际生产需求（卷包机组齐开或齐停原则），在系统内把生产订单进行分解，生成具体的生产工单。4）工单排产。通过集成接口，将每个工单数据信息传递到集成服务器上，由各系统通过DIS客户端进行接收。5）工单执行。在工单与底层系统指导生产过程中，MES采用1+1（生产+预备）工单生产指导，由制丝中控系统在每个工艺段发出工单申请，QZMES系统收到工单申请信号后，若满足条件，则将生产工单下达到制丝中控系统和物流系统。6）工单信息反馈。各系统将生产结束的工单生产信息，包含产量及消耗，以工单为单位，将数据信息整理成XML文件，传递到DIS服务器。QZMES系统分别接收XML文件后，提取数据，以工单号为主信息，将生产信息汇总。QZMES系统再将ERP所需数据打包成XML，按订单传到DIS服务中。7）集成模块。在QZMES系统内一台IBM3650服务器上搭建DIS服务器，分别建立DIS服务器与ERP、MES、制丝中控、卷包数采、物流等系统的传输通道。为了防止垃圾数据加快数据流转，DIS服务器又对各通道数据进行了筛选设置。1）系统技术创新性。a.生产建模的运用。QZMES系统设计采用国际先进S95标准的生产建模思想。基于SIMATICIT的工厂执行系统解决方案基础上，根据青州卷烟厂的实际生产状况，利用SIMATICITFramework图形化的生产建模工具，将生产企业中的生产资源、生产操作流程进行对象化的设计，从物理上和逻辑上分别加以考虑，进行灵活配置，来实现各种生产业务流程。b.闭环的应用集成。QZMES系统是集成制造的关键应用，通过集成实现协同制造。ERP、MES、自动化系统三层高度融合，共同形成REPAC（R——准备，E——执行，P——处理，A——分析，C——检查）闭环。2）生产管理创新性。本企业QZMES系统在对从订单下达开始到产品完成的整个生产过程进行优化管理，有效的支持各个关键业务管理以及业务集成，从而提高工厂管理效率，降低管理成本。3）MES系统调度排产模块扩展性。4）烟草行业是一个快速发展变化的行业，QZMES