大型煤化企业ERP系统与MES系统集成及应用

摘要：煤化企业做为新兴的以煤为原料的大型流程性高新技术企业，对信息化建设提出了更高的要求，文章依据大型煤化企业信息化建设经验，对SAPERP系统与MES系统的集成与应用从数据、架构以及实现等方面进行了研究。

关键词：ERP；MES；集成应用

中图分类号：F406 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）09-0033-03

ERP系统与MES系统都是在大型石油化工企业得到广泛应用和普及的大型信息化系统。随着IT技术的日益发展及企业信息化应用的不断深入，两系统的依存度越来越高，系统的集成及信息共享成为必然和趋势。

煤化企业是新兴的以煤为原料的大型流程性高新技术企业，业务多样，过程复杂，还有同样复杂多样的信息化需求。ERP系统做为企业管理的核心，之上有领导决策系统，MES系统做为生产的核心，之下是生产控制系统，如果两系统彼此孤立，难以构成有效的企业信息化架构，也不可想象。

随着我国经济的飞速发展，ERP管理的理念、MES在生产中的地位，以及信息集成共享的方式、作用越来越为人们接受。两系统的集成已成为大型煤化企业信息化建设的共识，也是企业信息化应用成败的关键工作。

1 煤化企业信息化应用结构

ERP系统及MES系统是煤化企业众多信息化系统中的核心系统（见图1）。

图1 大型煤化企业信息化应用结构图

ERP主要支撑经营业务管理，它从原料采购、市场营销、财务资金入手，满足企业经营决策、重点解决企业人、财、物等资源的规划，使生产经营活动协调有序地进行。ERP系统作为企业经营管理的核心系统，拥有众多模块，覆盖了企业财务与资金管理、生产计划与产成品库存管理、物资供应管理、产成品销售业务管理、设备检维修管理及工程项目管理等各经营核算业务。ERP的实施建立了一个以财务管理为核心，以资金运作为主线，以物流管理为基础，以销售管理为龙头，以计划管理为依据，以设备检维修管理为保障的管理信息平台。

MES则侧重于生产过程管理与优化，它以生产作业计划制定、加工流程方案选择、生产资源分配为核心，对整个生产过程进行动态优化管理，特别是解决生产过程中多变性和不确定性问题。MES系统通过实时数据库等方式获取底层数据、通过计划优化、调度优化、物料移动与平衡、统计平衡、能源管理、操作管理等模快，全面、及时、准确地反映了生产物流各个环节的主要数据。

通过两系统的集成，可以实现系统之间的业务协作，进而实现生产执行层和经营管理层之间实际业务的协同，保证生产的数据及时传递给领导进行决策，领导决策信息快速反馈给生产，并指导生产和优化生产，提高企业的管理能力和管理水平。同时，实现ERP系统和MES系统之间的数据自动处理，减少人为干预的程度，避免因为人为干预带来的弊端，提高企业的风险管控能力。

这种将生产行为与管理行为集成的信息化层次架构，将促使以管理职能为中心向以过程为中心的转变，进而解决信息系统在经营层和生产层之间脱节问题。从技术上建立系统之间的统一数据编码和规范，实现数据逻辑和口径的标准化，实现数据从源头上的一致，真正实现数据资源的共享。

2 ERP、MES系统集成及数据共享分析

ERP与MES系统通过集成实现数据的共享，进而实现业务流程的贯通及系统功能的提升，促进企业管理水平的提升，因此数据的共享非常关键：

2.1 从ERP到MES系统的数据

物料信息：在MES系统中，物料代码、名称、单位、成本等基础信息非常重要维护量也非常大，企业实施ERP后可直接从ERP系统导入。但是由于MES对生产物料的要求不同于ERP库存和BOM-MRP模块，例如中间产品在ERP中是没有的，办公用品等MES又不需要。因此MES系统为了满足自身需要，在共享ERP数据的同时，还应具备数据录入功能、对从ERP中导入的物料数据进行筛选功能。另外ERP系统也需做必要的开发，保证ERP日常对物料的增加、修改和删除操作能够同步反应到MES中。

采购到货信息：为保证原材料的供应满足生产需求，MES排产需要物料的预计库存量，这个预计库存量并不是ERP库存模块实际库存量，而是从ERP采购单信息中得到的原材料的预计到货数量和时间。因为MES需要的是“未来”的，而ERP库存模块所提供的是“以前”的和“当前”的。从采购单信息得到相应数据不仅需要MES开发相关信息读取、导入的功能，还需要ERP系统开放数据库中与采购单相关的数据表。

销售单信息：MES排产需要确定时间、产品、产量等信息。这些信息可以从ERP销售订单或主生产计划中获得。系统的集成可以避免在MES系统中手工录入，直接利用主生产计划信息进行排产生成具体的生产计划。

MES从ERP中得到的物料、采购、销售等数据是生产管理中的基础数据。但是象工序、工序时间、逻辑关系、生产资源等基础数据是ERP中没有的，必须在MES系统中生成。

2.2 从MES到ERP的数据

物料需求计划：MES系统提供的物料需求计划满足生产能力、种生产约束条件限制以及优化排产等要求，拥有详细到分钟的时间信息，更加精确详细，这些数据提供给ERP可以极大提高采购和库存模块的管理水准，如与采购提前期、供应商资料、价格管理等关联，可以得到更加精确优化的采购计划，直接降低生产原料的库存；还可以直接生成库存出入库单据（含品种、数量、时间、计划号等详细信息），不仅降低工作量，也提高了库存的计划精度，让库存管理更加科学和规范。

产成品产出计划：产成品产出计划同样满足生产的多种约束并精确到分钟，数据传入ERP系统后，可以制定更详细精确的销售计划，运输计划等。另外，MES具有较强的生产决策功能，集成使生产数据和销售数据的共享，让销售人员第一时间得到生产及产品信息，及时开展销售业务等。

成本计划、成本分摊数据：MES根据作业计划、物料成本和单位时间资源成本自动生成生产成本计划。并根据实际生产执行数据把成本分摊到每道工序，得到实际发生成本。这些信息传递给ERP财务模块，提升完善成本管理功能，促进生产过程的优化和管控，降低生产成本。

细作业计划与人力资源、设备、质量：MES生成的作业计划，包含一系列的生产工序，除原材料外每道工序还需要人员、设备等资源，这些与员工工资、装置及设备、质量控制等相联系，形成资源需求计划。相关数据可以提高ERP成本管理等相应模块的管理功能，形成依托生成实际的成本管理和控制，真正实现精细化管理。

领导决策支持：ERP中进、销、存、财务等大量信息支持对企业多方位的查询统计分析，但缺少生产的相关信息，如：计划信息（生产计划、物料需求计划、资源需求计划、成本计划等）、生产信息（产品、产量、质量、过程）等，ERP、MES系统的集成使这些信息非常方便的按照要求从MES系统中得到，并反应在ERP系统内，为领导决策提供支持。

无论从ERP到MES系统的数据，还是从MES到ERP系统的数据，随着企业精细化管理的深入而越来越多，当然，不同企业管理需求不同，数据传递的种类、数量等也会不同。

3 系统集成的技术架构及接口实现

不同煤化企业系统集成由于种种原因可能会采用不同的技术，因此技术架构及接口实现方式有很大区别，如有的企业采用以下技术架构和接口方式：

3.1 技术架构

ERP与MES之间通过HTTP协议进行接口，双方都提供HTTP服务供彼此调用，实际传输的数据为双方约定好的XML格式。

当MES需要从ERP中获取数据时，MES向ERP发出XML数据包的HTTP请求，ERP接到MES的请求后从系统中获取数据，封装为约定好的XML数据包，发送给MES。ERP使用相同的方法获取MES系统数据（见图2）。

图2 ERP与MES系统集成技术架构图

3.2 接口实现

MES到ERP：接口服务根据HTTP服务管理中的配置对外提供数据服务。当ERP发出请求后被接口协议解析器获取，分析后交给接口执行器，接口执行器根据对象SQL配置从MES数据库中获取数据，经接口协议解析器封装为XML发送给ERP。

请求（Request）：http：//host：port/com.hd.DoServlet？func=CO_SERVICE&act=run&USER_CODE=user&USER_PASS=pass&service=service Name

host：MES服务器IP地址；

port：MES服务端口，默认80；

user：接口用户名；

pass：接口用户口令；

serviceName：服务名称。

响应（Response）：

数据格式为XML，字符集使用UTF-8；

根元素名称为服务名；

对象直接位于根元素下，元素名称为对象名称；单值对象元素下仅有文本，没有子元素。例如：

列表对象下面的元素为item，有一个或多个，item元素的子元素是字段，字段元素的文本是字段值。

例如：

Bean对象下面没有item元素，子元素是字段，字段元素的文本是字段值。例如：

例外是特殊的单值对象，名称为EXCEP，文本为例外描述。例如：

ERP到MES：当MES从ERP获取数据时，接口I/O处理程序从接口参数管理中获取连接配置信息，从ERP接口服务管理中获取可用服务，组织请求XML发送给ERP的HTTP服务器。

接口协议解析来自ERP的XML数据包，将数据写入中间数据库，同时记录接口日志，接口日志中的数据转换成功标志为否。

数据处理程序执行配置好的数据处理SQL，将中间数据库的数据，进行转换处理后加载到MES数据库，然后修改接口日志的数据转换成功标志为是，完成数据

接入。

请求（Request）：

http：//host：port/sap/xi/adapter_plain？namespace=urn：petrochina：NETBANK&interface=SserviceName_Http_Out_Syn&service=MES_SYSTEM&party=&agency=&scheme=&QOS=BE&sap-user=user&sap-password=pass &sap-client=200&sap-language=ZH

数据内容格式为XML，字符集使用UTF-8，根元

素为：

根元素下是参数结点元素。

响应（Response）：

根元素为：

其它规范与MES的响应规范相同。

集成原则：大型煤化企业实施的ERP一般选择SAP产品，MES一般选择ECOS系统、PICASO系统、Business.FLEX、AspenONE MES或定制开发等，MES无论采用什么产品，ERP与MES的集成必须从用户实际需求出发，遵循以下原则：（1）所有业务数据，不论在ERP中还是在MES中，不能重复录入；（2）系统集成后，如果共享数据发生变化，变化的数据应及时传输到另一系统中；（3）传输的频率，由用户确定，但要考虑系统的承受能力。

4 结语

ERP与MES的集成应用，使两系统自身许多模块在功能上都有较大的改进提升，尤其是ERP系统。另外，实现了生产和管理业务系统的有机结合，进一步推动企业建成以ERP/MES为核心的信息化框架，使企业实现物流、资金流、信息流的统一，提高企业管理水平，促进企业生产、经营、管理业务的全面优化。

参考文献

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（著），黄佳，车皓（译）.SAP基础教程（第3

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[3] 吴刚，史海波.基于中间件的MES与ERP系统信息

集成技术研究.时代网

[4] 王华.炼油化工MES功能与架构研究.万方数据.

作者简介：丁进福（1963—），男，中国神华煤制油化工有限公司高级工程师，研究方向：企业信息化

建设。