MES与SAP生产模块在矿山企业应用

前言

ERP(Enterprise Resource Planning,企业资源计划)是使用现代企业先进的管理思想，利用信息技术为企业决策、规划、控制和业务评估全面、系统性的解决方案平台。MES可通过信息传输从订单到产品完成的整个生产过程进行优化管理。MES基于SAP“什么生产，生产多少”的宏观指导，进行生产线投入什么原料，通过那种生产工艺流程，完成什么样的产品具体说明。

1 生产业务实现

1.1 生产计划下达

根据生产需求生产管理者下达月生产计划任务，四级SAP创建生产订单并下达到三级系统MES。三级系统根据月生产任务，分解月计划，制定日计划，班计划，把生产任务细化到每一班。

1.2 MES生产数据上传四级系统SAP

采矿车间根据订单进行矿石生产，创建班计量单，形成班产量，上传到四级系统。选矿车间对采矿车间生产的矿石进行投料生产，手工维护称班数据，形成班消耗量，产出铁精粉。并把矿石投料消耗和铁精粉生产及时传到SAP系统 ，这样SAP的订单完成量根据上传量，每传一笔量，完成量就会跟着增加。

1.3 四级系统SAP库存变化

库存量也是根据上传量变化。矿石库存原矿仓由矿石生产(移动类型101增加库存)和矿石消耗(移动类型261减少库存)决定，铁精粉库存精矿仓由铁精粉生产(移动类型101增加库存)和销售外销铁精粉(移动类型601减少库存)决定。每上传一笔生产量，库存就会跟着增加或减少。如图1所示。

图1

2 生产主数据建立

2.1 BOM定义

BOM(Bill of Material) 又叫物料清单，分解产品原材料、零部件或将产品拆分，每个单一材料根据材料代码、商品名称、规格、单位能耗损失，根据订单的生产流程，依次排列一个清单。

2.2 工作中心定义

工作中心(work center)可以是一个人、机、或生产线，是一个单元的生产。工作中心和其他模块的SAP集成，可以计算成本、生产效率等。

2.3 工艺路线定义

工艺路线是生产过程的一个基本部分。它指从生产原料的投入到产出产成品每个生产工序的合计。工艺路线包括每个生产工序的工作中心的相关信息。

2.4 举例说明

下面以产成品铁精粉为例，简单说明在SAP 中如何实现PP生产主数据的建立。首先创建铁精粉物料，主要维护工厂、库存地以及会计视图、成本视图里的价格。再创建选矿车间工作中心，例如包括破碎工序、磨选工序、尾矿工序三个工作中心的建立。在工作中心里主要维护标准值码，加工公式以及对应成本中心。再建铁精粉BOM，根据实际情况建立投料生产的相关物料消耗，例如矿石、尾矿、外购矿(即对应生产一吨铁精粉消耗相应原料的对应数量、单位)维护到BOM里。最后创建铁精粉工艺路线即把工作中心破碎、磨选、尾矿加到工艺路线里并维护一下对应标准值“1”。PP主数据对应关系如图2 所示。

图2

在生产主数据完整的情况下，SAP在创建下达生产订单的同时，根据BOM物料消耗和工艺路线里工作中心对应的成本中心，可以自动计算出生产计划成本。成本包括职工薪酬，制造费用，外委生产费用，其他材料消耗，电，水等。从生产实际成本和生产计划成本对比，就可以看出我们在生产过程中在哪个环节出现了什么样的问题。

3 SAP与MES系统的集成

为了满足三级系统与SAP系统的数据交流、整合的目的，SAP Exchange Infrastructure(以下简称：XI)作为新一代基于Net Weaver平台的信息交换架构将帮助公司有效的实现SAP与三级系统MES的整合。目前，公司使用SAP 系统和三级系统， 通过SAP XI，可以有效的将三级系统与SAP进行连接，同时SAP XI平台也可以作为SAP和其他系统进行数据交换的统一平台。满足外围系统对于SAP 系统业务调用中的协议转换和流程集成。

3.1 上传接口定义文件WSDL样式

L3(指三级系统，包括MES和计质量系统等)上传接口的处理结果采用SOAP异步通信方式，消息发送过程：三级系统按照XI提供的WSDL格式组成SOAP信息包，直接将SOAP消息发送至XI SOAP URL入口，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，并将结果通过另一个ABAP Proxy接口传给XI，XI通过SOAP返回结果接口将数据传送到L3的SOAPURL入口。

3.2 下传接口定义文件WSDL样式

SAP下传接口的处理结果采用SOAP异步通信方式，消息发送过程：SAP R3通过ABAP Proxy将数据传送给XI,XI将根据L3 Web Service生成的WSDL对消息进行数据映射以及格式转换，生成相应的SOAP信息包并发送至L3 Web Service的SOAP URL入口，L3 Web Service接收到XI的SOAP信息包后，解析信息包并将数据写入相应得数据库的数据表中，如果在写入过程中出现异常，将异常返回给XI。

3.3 生产订单下传

XI根据生产工厂和各个厂矿IP将订单分别下传各自工厂的MES。Web Service对MES除根据生产订单号判断增加、修改、删除外，如果工厂、调度员、物料、开始日期、完成日期、收货地均和已存在的订单相同，则修改该订单的订单号以及其他信息。

3.4 货物移动上传

系统中涉及到的移动有生产订单投料、生产订单收货、库存地间转移。如果MES和XI通讯故障，则成功标识置false，由MES做业务再处理，货物移动可以重新上传;如果由于业务或重复原因上传失败，则成功标识置false，系统相关人员纠正出错原因后，由MES做业务再处理，货物移动可以重新上传;如果货物移动上传后1个小时，仍未返回物料凭证，则需业务人员联系XI系统管理员检查上传状态。XI根据货物移动上传的业务编码检查业务上传是否重复。MES做业务再处理就是将上传标识改为false，即未上传。

4 结论

本文介绍了SAP生产主数据建立以及生产业务在MES与SAP系统的实现。MES作为SAP资源计划系统的执行部分，可以将生产现场数据反馈到SAP系统中去。SAP 系统与三级MES系统构成了一个大的执行层，SAP是企业级的执行层，而三级MES系统是分厂或车间级的执行层。系统在河北钢铁集团矿业公司实施已经有4个年头，并逐步在各矿山大规模的使用，使得在生产过程中节省了人工和时间，提高了企业的整体的生产效率。对于矿山企业来说，无论是SAP还是MES，其根本目的就是提高企业管理水平和企业竞争力。

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