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基于ERP/MES/BI架构的生产经营分析系统

2010-08-17 08:25:36

  0 引言
  近年来,钢铁行业的信息化建设得到了迅猛的发展。安钢在完成“三步走”发展之后,也于2006年4季度,正式启动了信息化建设项目。安钢在一期信息化项目中主要实施了四级ERP的SD、PP、MM、QM、CO、FI六大模块。三级MES的第一炼轧厂炼钢和第二轧钢厂中板MES系统、第二炼轧厂炼钢和炉卷MES系统、广义计质量MES、整合1780mm热连轧MES系统,五级的商务智能(BI)系统。ERP主要根据企业的人、财、物各种资源的状况和产、供、销各个环节的信息,对生产进行合理有效的计划、组织,使生产经营活动协调有序地进行,并对企业的战略计划进行决策,MES则根据ERP系统下达的生产订单和生产要求,通过作业计划编制、作业调度、物料平衡、生产统计、能源管理的过程来组织生产,并对执行过程中的信息加以采集、传递和加工处理,并及时上传ERP系统,BI则根据ERP系统数据按照管理要求搭建模型,通过报表、图示、曲线等方式反映出来。
  1 安钢生产经营数据在MES及ERP中的分布情况
  虽然在一期信息化项目中实施了ERP及MES系统,但这些数据分散在三级MES和四级ERP的各模块中。三级的MES系统只实现了物流的跟踪,系统中没有体现原燃料和成品的期初数据。而四级ERP系统虽然进行了期初库存的盘点,但这些数据是合格后才计产的,并不能真实反映产成品的下线产量。所以如何获得大宗原燃料及成品的库存信息是本系统成功的关健。这就需要对三、四级的数据进一步挖掘、整合,同时在ERP中进行相应的二次开发。可行的办法就是:把大宗原燃料和钢材的期初库存进行盘点,把盘点的期初数据导入本系统,然后以日清日结的形式生成本系统的当日库存。生经营分析数据还需及时掌握铁前高炉的自产铁水产量、耗焦及耗煤情况、自产烧结矿产量、烧结矿技术质量指标、焦炭产量及技术质量指标、石灰产量及质量信息、生产厂各品种的方坯及板坯产量、生产厂按品种统计的钢材产量、钢材外发情况、钢材及钢坯库存情况、财务收入情况、火车外发的调度运输情况、大宗原燃料进厂、消耗及库存情况、大宗原料进厂及卸车信息、内贸及外贸存车信息及能源介质信息等。这些数据多数来源于三级MES系统,通过通讯中间件XI把这些数据上传至ERP,有效地实现信息共享。
  2 通讯中间件
  本系统与外部系统的接口涉及三家MES,接口复杂、数量多、系统间业务衔接较紧密。MES到SAP上传接口采用异步方式实现数据传输,SAP仍通过异步方式反馈业务处理状态及成功/失败信息到MES。以保证数据交互的实时性、高效性,同时便于在一个平台上维护及监视通讯接口。
  SAP XI(Exchange Infrastructure)是SAP Netweaver中建立在WEB架构上的—个产品,是SAP与外部系统交换数据的集成中间件平台。三四级的通讯方式全部采用SOAP方式,MES直接将SOAP消息发送至ⅪSOAP URL人口,Ⅺ进行相应数据格式和内容转换,然后使用ABAP.Proxy将数据发送至SAP,SAP处理数据后将结果通过另一个ABAP Proxy接口传给Ⅺ,Ⅺ通过SOAP返回结果接口将数据传送到MES SOAP URL人口,从而实现三四级之间的数据通讯。
  3 本系统四级ERP所要解决的关健问题
  3.1 使用权限的设置
  本项目涉及十多个生产单位和处室,为了使各单位分别拥有不同的权限,系统中设计了一个用户表,用于存放各单位的操作权限。为了防止误操作,在SAP中禁止使用工具打开或操作用户表,只能由本系统的管理员才能登陆和维护此表。
  3.2 SAP中钢坯物料的归类
  在实施信息化初期,钢坯的物料编码全部采用了流水码。SAP下传物料属性信息到三级MES系统,三级MES经过排产和生产后,把最终的合格产成品批次特性信息上传到四级SAP。这就是说,只有质检合格后产品的批次信息才会上传SAP,产品下线时三级MES并不向四级SAP上传批次信息。
  即使产品下线后三级MES把数据抛向四级SAP,SAP也无法通过流水码对这些产品进行分类汇总。而本系统所需要的是产品下线时的产量,产品下线产量和产品合格量并不在一个时间节点上。所以唯一可行的办法就是对四级SAP的钢坯物料组重新归类。由于四级SAP和三级MES已全部上线,如果对四级的物料组进行重新编码,有可能会造成四级SAP或三级MES系统混乱,直接影响信息化项目的正常运行。经过与SAP实施商和MES实施商共同商讨、分析,评估可能出现的所有问题,并提出了相应的解决办法。然后在后台使用SPRO配置命令新增了100多个钢坯物料组,在前台使用LSMW事务码把所有的钢坯物料组进行了批导入,又把这些物料的所有信息全部下发到MES系统。经过大胆尝试,达到了预期的效果,成功地实现了钢坯物料的归类。
  3.3 产品下线库存及原燃料湿基库存的信息收集和处理
  由于四级ERP的库存为合格计产的库存,而三级MES系统只实现了物流的跟踪,并未把期初库存导入到系统中。在设计本项目时,对原燃料及成品的期初数据进行了盘点,从本软件中把各单位手工台帐的期初数据经过整理汇总后导入到本系统中,实现系统的初始化。对于大宗原燃料,从供应处的手工台帐中把各种物料的湿基库存导人系统;对于钢材的库存和火车的存车情况,从销售公司的手工台帐中取得期初数据导入系统。在每天的0点到4点,MES会把各产品的下线产量及物料消耗情况以物料号的形式上传本系统,在本系统中进行13清日结。
  4 本系统中MES、ERP与BI的数据处理
  4.1 三级MES上传接口数据及四级ERP对数据的处理
  1)铁前系统数据处理。铁前系统的数据主要炼铁厂各高炉的自产铁水产量、耗焦、耗煤、耗焦丁量;烧结厂三个烧结机的自产烧结矿产量;焦化厂四个炼焦车间的自产冶金焦产量。这些数据上传四级后,存放在相应的接口表中。而烧结矿、焦炭、及石灰的质量指标数据存放于实时数据库中。这些指标是根据SAP下发到MES的检验计划把各检验点的数据适时抛向SAP的QALS,QAPP,QAMV,QASR表中,然后,根据这些表查找质检信息,然后存放于本系统的当日分析数据中,以备以后分析使用。
  2)钢后生产数据处理。钢后生产数据主要有生产厂的投入及产出数据,包括各种原材料的消耗、钢坯的产量及库存、钢材的产量等。这些数据与质检结果无关,并不是合格产量,与四级SAP的计产方式不同。
  3)钢材外发数据处理。钢材外发数据由三级MES上传,这些数据全部来源于接口表zxit_delivery2。而上传SAP的发货明细表并不能区分发货的运输方式和分销渠道,所以只能通过发货明细表中的交货单号分别与交货单表LIPS关联,提取运输方式和分销渠道,从而汇总出汽车、火车发货量和内贸、外贸外发量。
  6)大宗物料火车进厂及卸车数据处理。煤、矿、废钢和生铁等火车进厂及卸车数据来源于计质量系统。
  4)调度运输信息处理。三级把每天的钢材外发报车单信息上传到四级的zxit_vehiclel_in表,SAP则根据报车信息确认承认或撤消。同时四级SAP还可以对已上报的报车单进行抽车处理。对于三级已经上传SAP的报车单,只要SAP还没有承认,即视为存车。
  5)大宗原燃料进厂、消耗与库存数据处理。进厂数据和消耗数据来源于各MES分系统,库存则根据日清日结的方式由期初库存+本期进厂-本期消耗获得。
  7)铁块、废钢、铁水供应数据处理。铁块、废钢、铁水的当日调拨量、当日消耗量及当日库存量数据来源于计质量系统。
  8)能源介质(电、煤气、氧气、氮气)及生产供应数据,直接在本系统人工录入。
  4.2 异常情况下的数据处理
  理想的状态是三级MES上传数据至本系统,本系统根据上传的数据再进行分类汇总。如果三级MES不能正常上传送数据,即系统出现异常时,本系统为各生产单位分别留有接口,可以方便地进行人工录入。生产管理处调度台的工作人员。也可根据实际情况对各生产单位的数据进行直接录入。
  4.3 BI对本系统的数据抽取
  商务智能(BI)属于钢铁企业信息化系统五级架构中第五级中的一个组件;BI是Business Intelli.gent(商务智能)的简写,它是SAP NetWeaver 2004S新平台的一个组件,目前主要版本为7.0,BI是SAP公司关于商务智能的解决方案,而R3(ERP)是SAP公司在ERP(企业资源计划)的解决方案。B17.0提供了查询设计器、查询分析器、Web设计器、Web分析器等工具,可以定义高度格式化的报表,并可以在Web或Excel上展示报表结果。它的主要功能是将ERP系统数据按照管理要求搭建模型,通过报表、图示、曲线等方式反映出来,定位于建立多角度分析的汇总信息处理平台,满足中、高级管理层的决策需求。而R3系统主要定位于日常的业务操作、业务信息的处理,满足面向流程控制、单据及清单级的一般管理层和操作层的需求。所以本系统选择在BI中打印生产经营情况分析报表。
  三级MES在每天凌晨0点至4点把车间级数据传入到本系统,经过对这些数据整合汇总,把汇总结果传送到BI所要求的表ZBIRB中,BI的处理链在4点以后定时抽数R3中的数据,通过BI分析工具完成生产经营分析隋况的报表打印工作。
  5 应用效果
  本系统是MES/ERP/BI的综合应用项目,投用以来,不仅解决了公司三、四级系统不能实时掌握产品下线库存及大宗原燃料湿基库存的难题,也为各层管理部门提供了真实的原燃料进厂及产成品下线产量,使这些数据最终在五级BI系统中得以体现。它分别利用了信息化架构的三、四、五级的特点,以企业资源计划(ERP)和制造执行系统(MES)为重点,提高了公司生产、经营和管理的信息化水平,促进了信息技术与企业管理的整合和“集中管理,协同作业,产销一体,管控衔接,三流同步”信息化目标的实现,为全面提升公司的核心竞争力起到了一定的推进作用。

(责编:韩雨彤)

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