SAP医药、化工行业解决方案：MES与SAP ERP PP-PI

lihuolin958

　　在以化工，医药，半导体，食品为代表的流程行业企业中，对高质高效，迅速灵活生产方式需求日益紧迫， 使企业对生产流程，生产控制的自动化有了更高的要求。在企业 利用不同IT系统后， 实现IT系统的有效整合，尤其是生产执行系统与业务管理系统之间的集成，成为实现这一目标的关键。mySAP ERP 中的PP-PI 功能模块，为流程行业企业生产系统集成提供了丰富的技术实现手段和完整的解决方案。

　　生产执行系统(MES)

　　生产执行系统最主要的功能，是为了建立以设备和流程控制为目的的生产控制系统，与以企业运营管理和计划的业务信息系统之间的有效连接，使业务信息系统的生产和资源计划，能够准确下达到生产执行层，同时也是生产现场产生的信息能够及时返回业务信息系统。

　　在应用中生产执行系统根据实际需要完成不同的生产管理功能，如订单的处理，生产指令的分发，生产线数据统计等。同时，集成校验各种不同底层系统的信息，并调整业务系统与流程控制系统之间的信息交互的时间特性，也是MES 的重要任务。

　　SAP流程控制

　　SAP 的流程行业生产计划(SAP Production Planning for Process Industry 以下简称 PP-PI)是SAP为 化工、医药等流程行业企业提供的集成生产管理解决方案。从流程指令的定义分发到自控设备的流程信息收集统计，SAP 的流程行业生产计划模块在满足原有生产计划模块基本功能的基础上，具备了生产流程信息管理系统的需要的各种重要功能，成为SAP ERP与流程控制系统协同工作的技术接口。

　　作为SAP流程控制解决方案的技术平台，SAP PP-PI 能够生成对生产过程的详细指令，并按照事先排定的对订单和工序的调度，将生产指令下达到生产线。 同时，PP-PI能够将生产执行的结果传回到ERP系统中，使生产管理人员能够更加准确的追踪库存水平，生产状况，并及时地得到生产现场紧急状况的通知。

　　灵活的信息结构

　　流程指令和流程消息是PP-PI最主要的信息载体。

　　控制配方可以包括如下的信息：

　　·流程和控制参数

　　·提供给操作人员或者生产线的操作说明

　　·将要返回的流程消息的相关数据

　　流程消息可以包括如下的信息：

　　·流程订单的状态

　　·生产过程中的投入和消耗情况

　　·生产资源(设备，人员等)的状态

　　·特定的流程事件 (生产线故障，参数超标)

　SAP PP-PI 所提供的数据接口，使用户可以根据连接对象的需要设定信息内容和处理过程。使SAP ERP 能够从不同的生产执行系统和生产线现场环境之中收集数据。

　　业务管理与生产执行系统的连接方式

　　企业业务管理应用系统与生产执行系统有三种最主要的连接方式:

　　间接方式

　　在早期的应用中，由于设备功能的限制，生产执行系统和管理控制系统的连接通常采用间接的方式。PP-PI把包含流程操作说明的流程指令，发送到指定的电脑终端， 流程指令中包括投料数量，操作时间等生产操作信息。操作员必须按照指令完成生产操作后，收集相关的数据并在流程结束后录入电脑终端。

　　人工干预的方式有很多不足之处：

　　·手工数据录入会造成错误

　　·由操作人员收集的信息在不同的系统中很难实现共享

　　·这种方式仅仅适用于人工操作的步骤，对于由分散控制系统(DCS / PLC)进行控制.的生产环节很难应用

　　中间件　　通过中间件消息系统连接，解决了人工数据录入带来的异构系统数据不一致问题，同时，中间件系统也提供PP-PI同时与多个系统连接的可能性，举例来说，利用单独的中间件系统，可以将PP-PI连接到不同的生产执行系统中。　　尽管如此，中间件消息系统主要功能是构建了PP-PI 与每一个不同流程之间的信息关联。对流程数据的检验，指令发布的时间缓冲等功能并不能完全通过中间件系统来实现。　　流程信息管理系统　　在中间件系统的基础上，流程管理系统对指令发布，信息校验的功能进一步加强。同时流程控制系统提供的并不仅仅是单一的连接工具，它可以同时服务于上面所提到的不同连接形式。在有合适的外接系统前提下，流程信息管理系统能够提供最为完善和复杂的流程控制信息服务。　　应用实例　　利用SAP PP-PI 所提供的技术手段，在实际应用中可以根据不同的管理需要和生产控制系统情况。采用不同的方式建立生产现场控制与ERP业务系统之间的信息连接。　　A. 收货数量记录　　根据某企业的需要，在生产订单中需要上报某一工艺的收货数量，在不同工厂中，该项工艺的操作条件和设备不同，有的工厂设备自动化程度较高，收货时可以从设备容器中自动获取读数，有的生产工厂需要操作人员从设备控制系统(DCS)中读数，在手工键入ERP系统。PP-PI可以应用不同的集成方式：　　1.PP-PI 在订单建立时创建WEB界面的流程指令单，在预定的时间发往操作员的SAP客户端。收货由自动化设备读取数量，操作员从DCS读取数据，键入流程指令单。系统定时将流成指令单的读数以流程消息的方式传回生产订单并记录，同时库存系统完成相关的货物移动。　　2.PP-PI 在订单建立时创建流程指令到具有OPC系统接口的DCS /MES中，DCS/MES完成读数后自动生成流程消息，并按照预定时间发回系统，　　3.PP-PI在订单建立时创建流程指令，发送到中间件系统，由中间件系统负责分发并收集返回的流程消息。　　B. 生产线紧急状况报警　　某企业产品生产流程中有一道工序需要对温度进行定时控制，当温度超过预定设置阈值时，设备管理系统触发特定的事件并通过OPC Data Access 传入SAP系统中，SAP系统接收到报警类型的信息后，按照预定的发送目的地将报警信息中包含的数据传到SAP系统连接得Email 服务器，并发送Email给相关的负责人。　　C. 检验数据记录　　某企业产品生产流程中有一道工序需要对产品质量指标进行控制和记录。质检人员定期从电脑终端收到不同生产批次产品的检验单(流程指令单)，填报后用数字签名确认结果。系统每隔固定的时间会把检验结果送往：　　1.SAP 质量管理模块　　2.产品的批次纪录　　同时系统设定，通过签名确认的质检工序以后，才能够在系统中对相关的产品进行库存操作。　　SAP PP-PI 为ERP系统与其他生产管理系统以及生产现场管理之间的信息交流，提供了丰富的技术实现手段和数据预定义接口，使SAP的用户可以更加方便的实现信息系统业务计划层与执行控制层之间的集成连接。　　为了能够更加灵活的适应生产需求，SAP 用户可以自由定义流程指令和流程消息中包含的字段信息，并提供了处理这些信息的各种不同方式。这样，PP-PI可以根据不同的连接对象以及流程管理要求，定制在业务管理层和生产执行层之间传递的信息，实现对不同系统的信息整合。　　完整的技术方案　　PP-PI通过远程函数调用(Remote Function Calls)建立与下层生产控制系统的双向沟通方式。SAP PP-PI 提供了两种最主要的功能，将包含流程指令的控制配方(Control Recipe)下载到生产执行系统，以及将生产过程中相关的数据以流程消息(Process Message)的方式传回到ERP系统中。　　针对生产企业不同的流程管理需求，SAP PP-PI 提供了SAP 应用与生产现场控制不同的集成方案，包括　　·利用WEB界面的流程指令单，根据事前调度的时间向生产线发布生产指令，并实时收集生产线操作的信息。　　·利用SAP提供的OPC数据接口，直接与生产设备控制系统建立实时信息连接。　　·利用SAP远程函数调用(RFC)功能，与电子邮件或者短信系统连接。及时反馈生产现场的信息。

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