1. MES即三級系統存在的必要性 三大設計原則是架構整個五層信息化管理體系的總體原則,但這三大原則也不是絕對的。在大量的ERP系統實踐中,IDS發現在進行三、四級系統的功能分配和流程銜接,特別是設計產銷流程時,還是會碰到一些不清楚的地方,即會產生一些所謂的灰色地帶。現在有一種比較流行的趨勢,就是四級處理的內容越來越多,而三級系統處理的內容越來越少,就是四級越來越厚、三級越來越薄,形成了所謂的“厚四薄三”的系統架構。當然,這種變化, 是相對於傳統的三級系統而言的。對於“五級系統,厚四薄三”這樣一種總體架構來說,究竟厚四級厚到什麼程度,薄三級又薄到什麼程度?是不是隨著技術的進步,四級系統越來越厚,厚到三級系統可以取消呢?這些都是需要說明的關鍵問題。 根據IDS的經驗,我們認為三級系統還是必須存在的,其中的原因我們歸納為以下四點: 1) 系統的技術可行性和經濟性,ERP解決方案決定了必須要有三級系統 我們已不只一次提到,五級系統管控的範圍有著明確的分工。設備、工段、車間、企業、供應鏈各級操作需要的信息和需要做出的決策,其性質不同,數量也不同。這樣的分工與鋼鐵企業實際的生產運作是非常一致的。 對於這些不同層次的需求,我們可以使用不同的技術手段加以實現,從而使得總體系統的建設最為科學和經濟。 以三級系統為例,如果沒有三級,企業級的四級管理系統就會變得非常龐大。這對於鋼鐵企業,特別是大型鋼鐵聯合企業來說在系統的技術實現上就會比較因難。因為,我們都是由總公司,同是還有各種分公司和分廠組成的,而且這些分廠往往還不是在一個地理位置上,存在著異地管理的問題。如果沒有三級系統,而直接將總公司級的四級管理系統與全國各地,甚至國外工廠內的二級系統去集成,這在技術上是很難實現的。既使可以實現,也是很不經濟的。 我們前面也講到,企業信息化管理系統處理信息的內容、Compiere ERP性質及所需的反應速度是不一樣的。這是我們設計五級系統的所依據的原則之一。如果沒有三級系統,那麼對於在分鐘這一數量級的決策內容就必須放在四級或二級去做。四級系統由於本身已很龐大,如果在加上這一塊,其所容納的信息量,以及對其所需計算速度要求就會更高。既使可以實現,但在技術上的投入可能會很不經濟。 總之,有一個三級系統進行過渡,對於建立一個科學、經濟的信息化系統來說是必不可少的。 2) 信息化系統運行的安全性,決定了必須要有三級系統 鋼鐵企業的生產是比較典型的流程性生產,是7x24小時連續生產的。所以,對設備、機組的控制是實時的。如果,由一個龐大的四級系統直接與需要實現實時控制的二級系統相連,在系統的整體安全性上就會存在隱患。比如,如果因為某些原因,四級系統發了一點小故障,停了幾分鐘。或者僅僅因為數據傳輸的問題,信息的傳遞遲了幾分鐘。這對於一個企業級系統來說可能問題不大,但對於實際生產來說就會產生很大的問題。二級系統無法得到控制指令,整個生產就會停頓。這時,一個三級系統就顯得非常重要。如果存在著三級系統的過渡,此時就可直接由人進行干預,在三級系統中進行後備輸入,從而接管一、二級系統,使得生產能正常進行下去。 這種後備輸入,人工干預的安全性功能如果沒有三級系統,實現起來就會變得比較困難。首先,這種功能如果放在二級系統實現,二級系統本身就是實時的控制系統,前面曾經提過,其反應速度一般在秒這一數量級上,因此人很難進行反應。另外,由於沒有三級系統,工單的排序、工藝規程全在四級,而四級由於發生故障,信息拿不到,操作人員就是能有足夠快的速度往二級系統輸,也不知道該輸什麼指令。這樣,對生產就會產生很大影響。另外,如果這種後備輸入、人工干預的功能放在四級,由於四級發生故障,那麼此時也就更是無能為力了。 總之,一個設計合理的三級系統的存在,對於信息化系統運行的安全性,特別是對於大型鋼鐵聯合企業,對於需要進行異地生產管理的企業來說,是必不可少的。 3) 對於技術規程保密與維護,決定了必須要有三級系統 對於鋼鐵企業來說,有很多技術的專有知識是企業的核心機密。比如,一些煉鋼的規程、軋制的規程等等。這些規程往往是由實際操作的工程人員不斷進行實驗與總結的結果,是多年經驗積累的結果。根據IDS的經驗,這些技術規程放在一個設計合理的三級系統比較合適。首先是便於維護,各分廠的技術人員可以根據不同權限直接進行維護。其次,便於保密,各分廠相對獨立,各自維護。另外,在四級系統有故障時,還可以直接調用,後備輸入。 綜上所述,IDS認為存在於鋼鐵企業的過程控制(二級)與企業ERP(四級)系統之間的三級系統,主要可以解決生產作業的動態優化調度和排序、物流生產和質量信息的在線跟蹤以及對突發事件的處理、設備狀態的監視及故障診斷等功能;在企業化信息化管理系統中起到承上啟下的關鍵作用,可對生產過程實現全過程高效協調的控制與管理,而且可以對生產過程信息和經營管理信息進行轉換,加工,傳遞,是面向過程的生產活動與經營活動的橋樑和紐帶。 2. 哪些功能應在三級實現 在進行產銷流程設計時,一些功能很顯然是必須放在四級系統來完成的,否則就無法在企業這個層面建立一個完整的、集成的信息化管理流程和體系。這些功能主要包括:需求管理、能力計劃、銷售訂單和合同管理、分銷與發貨管理、主生產計劃、生產計劃和物料管理。同樣,有一些功能是必須由三級系統來完成的,比如生產實績的收集,二級指令的產生與下達等。但是,還是有部分功能很難明確地說應該在三級系統完成或應該在四級系統完成。籠統地說,這些功能在三級或四級都有可能做到,但究竟這些功能應該放在哪一個層次,需要根據實際情況和需求來最終確定。 這些功能主要包括詳細排產、生產執行管理、質量管理、運輸管理、倉庫管理。在大量的項目實施過程中,結合前面所說的三大設計原則,這些功能往往由三、四級系統來共同完成,每一個層次完成一部分的功能。比如,詳細排產這塊,一般由四級系統完成所有基於訂單的排產和排序功能,而由三級系統接下去完成基於物料件次的排產排序功能。這在生產板材類產品時尤為明顯。 1) 詳細排產 依據用戶合同和市場預測組織生產,制定相應的主生產計劃,這個計劃相當於目前的年計劃和月計劃。制訂此生產計劃時已經考慮到前後工序物料平衡、設備維修和工序產能、損耗、生產準備等情況,並已盡量制定出合理可行的生產計劃。上述作業是公司四級系統完成的,並由四級系統向三級系統下達的生產計劃。此生產計劃是分時段、分品種、分規格的計劃,計劃可以通過三、四級系統的集成而自動輸入,也可以由生產科計劃人員向三級系統後備輸入。 在三級系統是以工單號來管理的,所以三級系統首先會將四級系統傳來的生產計劃細分為工單,並形成計劃池。比如對於煉鋼來說,一般一爐是一個工單,即對應轉爐工序是一個熔煉單位,對爐外精煉工序和連鑄工序是一個鋼包的鋼水。對於軋鋼,一個工單可能就是一個軋批或者一個鋼卷。這些都是視生產及管理的需要而定的。對於這些計劃池中的工單,三級系統將進行優化和排序,並形成作業計劃。作業計劃是具體操作的計劃,對煉鋼來說可能包括出鋼計劃、精煉計劃、連鑄計劃等。 對於軋鋼來說可能包括軋制計劃、平整計劃等。 另外,生產調度人員還可以根據產品需求的變化、設備的實際運轉狀況,對生產計劃進行調整。這種調整包括計劃順序的調整,數量的調整。但這些調整都只能對計劃池中已有的工單進行。如果,發現僅靠現有的計劃池中的工單已無法完成優化或調度,則生產調度人員可以通過三級系統向四級系統申請新的生產計劃。比如,煉鋼時發生了鋼種的改判,而改判的鋼種在現有的計劃池中無法找到相應的工單,則可以由三級系統向四級系統申請新的生產計劃。同時,生產調度人員可以對調整過的計劃進行確認,確保生產命令可以正式下發到各機組的L2系統中去。以上就是三級系統中詳細排產部分所需完成主要任務。 2) 物料排序 這裡的物料排序包括對於原物料的分配計劃及物料投入、產出順序計劃制定。比如,軋制時一共用哪幾爐的坯子,先用哪個爐號的坯子,後用哪個爐號的坯子。比如,加熱爐的上料計劃,還有板材軋制時由厚到薄,由窄到寬的規則等等。 3) 物料跟蹤和管理 這裡的物料跟蹤,主要是指對於生產過程中物料的實時跟蹤。生產過程中的每一時刻都必須掌握一個工單相應的物料在某一時刻的生產情況。提供生產過程的跟蹤和坯、錠、材出入庫的跟蹤,及時合理地調整生產作業計劃,使生產組織暢通。這裡的物料跟蹤,還包括庫位的管理和庫內運輸。比如,板卷庫的管理,軋輥間的管理等。 4) 過程質量控制 這裡的質量控制主要是指在線的檢化驗和質量控制。L3系統接收L4的質量計劃,指導整個生產過程的質量控制及檢化驗操作;同時,L3收集檢化驗實績作為最終質量判定的依據,並能夠按照技術部門的要求分類保存。最終的質量判定,一般都在四級系統中進行。 5) 二級指令的生成及下達 在三級系統中一般存放了一些最重要的技術規程。三級系統會根據作業計劃以及這些技術規程生成具體的作業指令。這些作業指令是二級系統可以接收的,並可自動下達到二級系統中去。 6) 生產實績的收集 由於三級系統中承上啟下的系統,因此三級系統必須能夠將生產的實績收集上來,並上傳到四級系統中去。當然,究竟需要收集多少數據,上傳多少數據,不同情況會有不同的要求。
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