基于中间数据库技术的ERP与MES的集成应用解决方案

朱 雷，王凌南

(机械工业第六设计研究院有限公司 工业与智能中心，河南 郑州 450007)

SAP(System Applications and Products)和MES(Manufacturing Execution System)作为企业数字化转型应用的关键软件，分别用于实现企业级的资源管理和工厂级的生产管理，在企业的数字化建设中具有不可替代的作用。SAP是支撑企业管理信息化的核心系统，作为一种主流的ERP(Enterprise Resource Planning)系统，能对企业运营层信息进行透明处理、流程简化和资源整合[1]。MES则是制造企业生产过程的执行系统，能在工厂级对人员、设备、物料、工艺、质量、生产等业务信息进行透明处理，是面向工厂级用户的终端产品[2]。如何准确、高效地将企业内各系统的主要数据和业务信息对接起来，以减少重复工作，提高整体工作效率，是目前企业信息化建设面临的重要问题[3]。本文基于中间数据库技术，对ERP与MES的系统集成应用问题进行探讨，为制造企业的数字化转型提供参考。

1 企业数字化建设面临的问题

企业数字化建设的主要目的是在企业数字化转型建设过程将企业的管理和生产运营结合为一体，通过共享信息、统一协调指挥生产，实现可视化、精益化的安全生产管理[4]。

调研发现，国内企业在目前的数字化转型中，面临一些突出的系统集成应用问题。

(1) 企业管理以SAP为主，工厂执行以MES为主，两套系统未打通，存在信息孤岛。

(2) 工厂和车间需在用SAP系统打印纸质的计划文本后，手动导入MES进行拆解，工作繁琐。

(3) 工厂、车间需要分别在MES和SAP两个系统进行生产报工，工作重复。

(4) SAP与MES两套系统存在两套物料主数据，导致管理主线混乱、一致性较差。

(5) SAP与MES两套分立的系统同时应用，导致车间主任层级的系统用户抱怨迭出、体验感较差。

2 MES与SAP的系统集成信息模型

本文根据国家标准《系统与软件工程 接口和数据交换》(GB/T 38557.1-2020)中企业资源计划与制造执行系统的接口规范，对SAP、MES两套系统中的生产计划下达和生产绩效反馈场景进行了设计。

通过MES与SAP两套系统的集成应用，生产计划部的计划员能根据客户需求在SAP内管控生产计划，并将生产计划以中间数据库的形式下发到工厂的MES中；车间主任能在MES内进行二次排产、资源校验及资源分配，将车间生产计划合理地分解到工序级，形成各工序的生产计划，从而实现各工序间的计划协同管理。MES与SAP两套系统的集成应用，能在生产现场对生产过程关键数据进行采集和监控，并在生产计划完工后，通过MES将生产计划的完工数据同步到SAP，达到两套系统报工数据的一致。MES与SAP的系统集成信息模型如图1所示。

图1 MES与SAP的系统集成信息模型

3 物料信息及生产计划的同步

企业MES与SAP的集成应用主要涉及生产管理业务接口，可采用中间数据库技术来实现系统的集成。MES和SAP在中间数据库内读写数据的成功与否，均会体现在中间表字段上，可在前端页面进行可视化提示，以帮助系统操作者实现对后端数据的“显性化”管理。

采用“UCT760”64排128层的螺旋CT对患者进行检查，在患者入院内的半小时之内至三小时之内对患者进行一次检查，若是患者检测结果呈现阴性，则需要在一天之内进行二次检查，若是二次检查呈现阴性，则需要在3天之内进行三次检查，并将检查后的患者病情划分为轻型、中型和重型三种，若是患者病情严重，则需要及时采用手术进行治疗。在CT影像下，患者若是颅内的压强过高，则需要采用降低颅内压的药物对患者进行治疗，若是患者颅脑外伤受到严重的感染，需要及时注射抗生素以防感染加剧。根据患者病情，合理采用药物维持患者体内水电解质平衡，保证患者体内酸碱平衡[2]。

3.1 物料信息同步

将SAP内的物料主数据同步到MES内，实现两套系统内物料主数据的一致，解决两套系统物料信息不一致的问题，实现物料信息管理的统一[5]。MES与SAP物料信息同步的中间表数据映射结构如表1所示。

表1 MES与SAP物料信息同步的中间表数据映射结构

(1) 业务说明：物料主数据及分类视图等信息，每日定时从SAP同步到中间数据库；MES需要调用时，则每日定时查询中间数据库后更新其系统数据。

(2) 接口数据更新频率：每天凌晨0点0分，SAP主动将数据推送到中间数据库，每日一次；MES系统每天凌晨2点0分同步一次。

(3) 接口数据传递范围：从物料编码的维度，在MES内按工厂创建、更新或删除。

(4) 接口数据传递方式：SAP发布后推送到中间数据库；MES从中间数据库拉动数据，进行物料主数据的更新。

(5) 特殊说明：数据写入方、数据修改方、操作标识、序号、时间戳等系统默认属性，不在中间表内体现。

3.2 生产计划同步

表2 MES与SAP生产计划同步的中间表数据映射结构

(1) 业务说明：计划员在SAP中创建生产计划，并手动触发，将生产计划信息同步到中间数据库。

(2) 接口数据更新频率：对于SAP，手动实时触发；对于MES，每日凌晨1点0分自动同步。

(3) 接口数据传递范围：SAP在按工厂提供的生产计划号传递信息的同时，能在中间数据库内给出状态标识；MES查到中间数据库信息时，需检查生产计划是否已传递，传递过则做更新操作，未传递则做新增，并于同步成功后在中间数据库做数据标识。

(4) 接口数据传递方式：SAP在数据发布后将数据推送到中间数据库；MES从中间数据库拉动数据，进行生产计划的数据更新。

4 订单的BOM同步和完工汇报

4.1 订单BOM同步

订单BOM为SAP内订单的产品物料需求集合，定义对应产品工序的物料消耗，能通过系统集成实现生产现场的产品生产过程中物料的防错校验。MES与SAP订单BOM同步的中间表数据映射结构如表3所示。

表3 MES与SAP订单BOM同步的中间表数据映射结构

(1) 业务说明：订单BOM采用手工触发的方式；在完成生产计划传递后，SAP系统后台应立即把订单BOM传递到中间数据库；订单BOM的传递须按订单号一次性完成。

(2) 接口数据更新频率：手动实时更新，但SAP传递生产计划时为同步传递。

(3) 接口数据传递范围：按工厂提供成品的生产计划号传递，SAP将系统内状态为已下达且未被MES同步的生产计划传递给中间表，同时将订单BOM传递给MES；SAP传递删除状态的生产计划时，不用传递订单BOM，而由MES根据生产计划的删除标记，在MES系统中自动将订单BOM删除；MES收到信息时，需检查需要传递的订单BOM是否之前已传递，传递过则做更新操作，未传递则做新增。

(4) 接口数据传递方式：SAP在数据发布后将数据推送到中间数据库；MES从中间数据库拉动数据，进行订单BOM的数据更新。

(5) 其他说明：对于订单BOM，不进行单独同步、删除，而应在生产计划同步、删除时处理。

4.2 订单完工汇报

现场通过自动报工或者手动报工的方式,将生产加工信息(如合格数量、报废数量等)实时地记录在MES内。在生产按计划完工后，MES将生产绩效信息反馈给SAP，SAP进行完工入库处理，以解决两套系统报工信息不一致、分别多次报工的问题[6]。MES与SAP订单完工汇报的中间表数据映射结构如表4所示。

表4 MES与SAP订单完工汇报的中间表数据映射结构

(1) 业务说明：MES在生产按计划完工时会自动触发，将信息传递到中间数据库。

(2) 接口数据更新频率：在生产按计划完工后自动传递。

(3) 接口数据传递范围：按工厂提供成品的订单号传递；MES在订单完工时，将订单号、合格数量、报废数量等，实时传递给SAP。

(4) 接口数据传递方式：MES在生产按计划完工后将数据推送到中间数据库；SAP从中间数据库拉动数据，进行生产绩效的数据更新。

5 基于中间数据库技术的集成应用收益

相对其他集成方式而言，使用中间数据库的集成方式，为企业后期的多系统集成奠定了数据基础，有利于企业未来以数据仓库形式对公共数据进行管理，节省了企业未来多系统应用中对同一组数据利用时的重复整理资源，避免了数据冗余问题。

企业通过中间数据库技术实现了MES与SAP两套系统的数据交互，解决了企业内部的信息孤岛问题，实现了生产计划上传下达的一体化管理；通过数据交互，可实时查询生产进度，有效减轻车间汇报人员的工作负担，实现工厂执行层与企业管理层的一体化标准运作。

6 结 语

本文针对企业数字化转型过程存在的SAP与MES数据孤岛问题，利用中间数据库的交互方式实

现了企业运营层与生产管理层的信息交互，解决了企业内部纵向信息流的有效传递问题，打破了运营层与管理层之间的信息壁垒，实现了生产计划的闭环管理，为企业数字化转型过程中的系统集成应用提供了思路。