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摘要：

        制造執行MES(Manufacturing Execution System)系統是制造業信息化系統的重要組成部分，是企業全面實現信息化管理的關鍵。作業計劃管理模塊是離散制造業MES系統的核心所在。本文以某制造企業(機匣廠)為例，重點介紹了MES系統作業計劃管理模塊的體系結構，并對作業計劃管理模塊設計及實現方法、優化排產方法、關鍵技術等進行了探討，同時分析了所使用的關鍵技術。

1 引 言

        MES是制造企業為其核心業務一產品的形成過程所建立的集成的信息技術應用系統。制造企業利用MES可以對它的產品形成過程實現透視現狀、理順管理、提高資源利用、加快在制品流轉、降低成本、提高質量和保證交付。近2年來，隨著制造業的快速發展，制造企業急需建設一個滿足按定單生產和精益生產的經營策略、適應制造專業化生產線生產特點的信息化制造平臺。MES系統根據行業和企業管理模式不同所包含的內容與國際MES協會(MESA International)提出的MES功能模型都可能存在一定的差異。但是，無論如何都是緊密圍繞標準而實現的。作業計劃管理模塊是MES系統的核心模塊之一，是MES系統的靈魂所在，通過它可以實現對在制品(Work In Process，WIP)的情況進行全面跟蹤管理，優化排產以縮短交貨期和減少庫存數量。及時準確監測生產線的生產情況，為精益生產和改進經營策略提供可靠依據。

2 機匣MES的框架模型

        機匣MES的框架模型是依據“企業-控制系統的集成”標準的第三部分ISA95-3所包含的部分模型和離散制造的特點演變而成的。其框架模型如圖1所示：

圖1 機匣MES的總體框架

3 機匣MES包含的功能

        機匣MES包括如下功能模塊：基礎數據管理(包括產品、工藝路線和及其工序計劃數據管理，工作中心的資源配置，現場文件和本地工藝路線的管理和編輯)，作業計劃管理(含計劃接收管理、車間工部級計劃管理和設備級作業排序，完工和交付管理等內容)，作業過程管理(主要執行各種數據采集、質量記錄和依從性的例外記錄等)，質量作業管理，工具工裝管理，設備維修管理，機床監視與控制(在DNC數據采集基礎上的數據處理)，可視化管控，系統管理。系統還包括幾個重要接口：與PDM的產品和工藝數據接口，與ERP目前的工單數據接口、庫存數據接口，與DNC的基礎數據采集接口。

4 作業計劃管理模塊設計及實現說明

    4.1 機匣廠MES作業計劃管理的環境

        設計之前必須了解機匣廠作業計劃管理環境。機匣廠的生產，除了面向復雜產品對象以外，還處于復雜計劃來源和復雜需求模式的環境中。按照公司給定的計劃環境，機匣廠接到的生產任務有以下幾種：

        (1)ERP發出的推式零組件生產計劃；
        (2)由裝試廠發出的零組件拉式需求看板；
        (3)由MES發出的相鄰制造廠發出的輔制件生產計劃；
        (4)由制造部根據臨時協作需求編制的計劃外單工序需求計劃；
        (5)機匣廠內部各個車間(或稱為工部)之間的單工序協作計劃；
         (6)機匣廠要向各個相鄰制造廠發出協作件的工序周轉計劃(對其它制造廠就稱為“輔制件生產計劃”)。

        這些計劃有些是重復的，如ERP的推式計劃和裝試廠的拉式看板；有些是重疊的，如在同一個時間內要求多種產出。作為機匣廠的計劃科，即便是不考慮生產能力約束，也必須對同時涌來的這許多計劃作出如何執行的決策。指導機匣廠作出決策的規則有些是簡單的，如公司規定了看板優先、輔制件優先和周轉件優先等等。但是更深入一層的規則則是復雜的，與當時的具體情況關系密切。

        機匣廠面臨的計劃執行還存在著更為復雜的環境制約，如毛料是否及時到位、設備和工裝的狀態、因為質量和工藝處理造成的延誤，等等。

    4.2 機匣MES的作業計劃管理框架

        框架結構如圖2所示。按照公司二級計劃的規定，機匣廠的計劃管理只有工序作業計劃一級。特做了適應性改變。

圖2 機匣MES的計劃管理框架

         (1)對企業級和相鄰MES的需求計劃的接收；
         (2)對企業級和相鄰MES的計劃下達；
         (3)下達的需求計劃編制車間的工序作業計劃，匯總成對設備和工人的派工列表，并下達；
         (4)在編制工序作業計劃的同時，生成車間級的生產準備計劃并下達。

        其中車間工序作業計劃的編制和下達以在車間完成最為合適。其它計劃接收、計劃下達等作業可以在分廠做，也可以在車間做。由公司根據生產指揮部的控制能力自己確定。控制能力強，則設置制造部門多(部門分散)，控制能力弱，則設置制造部門少，管理相對集中。對于MES系統僅僅是設置幾個制造部門和幾十個制造部門的事。