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 0 引 言

　　鋼鐵企業是連續的流程型企業，鋼鐵的生產是連續(鐵前)和離散(鋼后)混合、物理變化和化學變化混合的過程，工藝復雜、生產條件嚴格，并且是多工廠聯合生產，生產設備多，自動化程度比較高，有大量的自動化設備、數據采集系統和檢驗系統。鋼鐵行業的特點決定了鋼鐵企業的信息化具有其自身的特點，即不僅要進行業務層的系統建設，還要考慮底層與設備相關的控制和生產管理系統。

　　從鋼鐵企業信息化的任務看，打通訂貨一生產一銷售的關鍵路徑，并在這條關鍵路徑上整合全流程的質量監控(包括計量化驗、質保書生成)、動態成本核算、采購、銷售、運輸、出廠以及財務管理，就成了綜合營銷系統。這樣的綜合營銷系統再加上設備維修和備品備件管理、人力資源管理、網上辦公和遠程辦公，就是鋼鐵企業ERP。鋼鐵企業中的MES實際上是過程控制級和作業管理級的整合。作業管理中的過程物料平衡、生產計劃、調度、排序及優化已經納入綜合營銷系統，成為其核心部分。ERP需要MES提供的成本、制造周期和預計產出時間等實際生產數據；ERP從MES中取到生產訂單的實際狀態、企業當前的實際生產能力情況以及企業中生產換班的相互約束關系；客戶關系管理模塊的成功報價和準時交貨決定于每個時刻生產的實際情況。

　　MES根據ERP系統下達的生產計劃，通過生產調度、生產統計、成本控制、物料平衡和能源管理過程組織生產，并將各種信息加以采集、傳遞和加工處理，及時呈報ERP系統。

　　近幾年來，隨著市場競爭日趨激烈，鋼鐵企業計劃系統(ERP)受市場影響越來越大，計劃的適應性問題日漸顯露出來，與低層生產過程之間脫節的矛盾也日益突出。如何有效地解決兩者之間的矛盾，充分利用上下兩層之間的數據，提高計劃的實時性和靈活性，同時又能改善生產線的運行效率，已成為一個重要的研究課題，而制造執行系統(MES)處于鋼鐵企業綜合自動化系統的中心環節，起到承上啟下的作用。文章首先分析了鋼鐵企業信息化體系結構，接著研究了ERP與MES信息化集成方法，最后解決了信息化集成的具體實現。

1 鋼鐵企業信息化體系結構

　　在鋼鐵企業信息化過程中一般將信息系統與控制系統分為四級：其中L4為企業資源計劃系統(ERP)；L3為分廠(車間)生產制造執行系統(MES)；L2為過程控制系統PCS(Process Control System)；L1為基礎自動化系統，如圖1所示。L4的ERP負責企業的經營決策和生產規劃；L3的MES負責企業生產調度和系統過程優化；L2及L1負責生產過程控制。

      位于最底層的L1和L2以設備綜合控制為核心，聚焦于生產過程的設備，監控生產設備的運行狀況，控制整個生產過程。

　　L3以優化管理、優化運行為核心。MES將生產過程控制、生產過程管理和經營管理活動中產生的諸多信息進行轉換、加工、傳遞，是生產過程控制與管理信息集成的重要橋梁和紐帶。MES要完成生產計劃的調度與統計、生產過程成本控制、產品質量控制與管理、物流控制與管理、設備安全控制與管理、生產數據采集與處理等功能。

　　L4以財物分析／決策為核心，以產品的生產和銷售為處理對象，聚焦于定貨、交貨期、成本和顧客的關系等，直接面向管理層和決策層。

　　在以上四級體系結構中，逐級之間處在互相依賴和數據傳遞的關系。L1-L3各級之間有嚴格的依賴關系，上級控制下級，下級向上級反饋運行信息，形成閉環的控制機制。L3與L4之間更注重信息的關聯性和管理性。L4的ERP系統與L3的MES系統的有效集成，是鋼鐵企業信息化實現“產銷一體化”和“管控一體化”目標的一個關鍵因素。

2 ERP與MES集成技術

　　2.1 ERP與MES的集成方法

　　ERP與MES集成的方法是對生產相關的業務流程進行疏理和優化，通過流程來把MES和ERP集成到一起，基于流程在MES和ERP之間的“進”和“出”來設計兩個系統間的接口。ERP與MES一起構成計劃、控制、反饋、調整的完整閉環系統，通過接口進行計劃、命令的傳遞和實績的接收，使生產計劃、控制指令、實績信息在整個ERP、MES、過程控制系緲基礎自動化的體系中透明、及時、順暢地交互傳遞。MES介于ERP與底層控制和自動化系統之間，起著承上啟下的作用，是ERP系統數據基礎和保證。

　　2.2 ERP與MES集成的信息流程

　　鋼鐵企業MES通常包括以下功能模塊：生產訂單管理、生產計劃管理、生產實績與跟蹤、質量管理、原料庫管理、成品庫管理、發貨管理、統計報表、鋼包管理、系統管理及接口通信等。ERP與MES功能模塊及信息流程如圖2所示。

      鋼鐵企業在ERP系統中根據銷售訂單和銷售預測排出生產計劃(年生產計劃、月生產計劃)，同時根據質每標準進行質量設計，生產計劃和質量設計結果由ERP導入MES，MES根據這些信息排出更細致的生產計劃(日生產計劃、班次生產計劃等)。由ERP傳入MES的生產計劃的具體數據有：生產訂單、物料編碼、鋼種和規格、具體數量、生產單位、對應銷售訂單、預計開始生產時問、預計完成生產時間等；由ERP傳入MES的質量設計的具體數據有：銷售訂單、物料編碼、鋼種和規格、力學性能要求、化學性能要求、生產工藝要求、幾何尺寸要求、表面質量要求等。