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导读：本文介绍了智能工厂信息化建设规划的范围、总体架构和主要内容 , 详细描述了ERP、PLM、MES、WMS这4个业务系统的架构设计和功能目标。
智能工厂信息化系统需要将现代管理理论、智能制造理论与最新信息化技术、 自动化技术、网络通信技术、信息物理系统、大数据技术、云计算技术深度融合，通过科学规划和全面集成企业设备单元、生产监控、制造执行、企业管理、设计研发等各类系统，最终构建由智能设计、智能经营、智能生产、智能决策组成的智能工厂。
基于智能工厂所需的主要业务系统进行规划建设，主要有：
1）ERP （企业资源计划系统）：它是企业信息化的核心系统，管理销售、生产、采购、仓库、质量、成本核算等.
2）PLM（产品生命周期管理系统）：它负责产品设计的图文档、设计过程、设计变更、工程配置的管理，为ERP系统提供最主要的数据源BOM表，同时为MES系统提供最主要的数据源工艺路线文件。
3）MES（制造执行系统）：它负责车间中生产过程的数字化管理， 实现信息与设备的深度融合，为ERP系统提供完整、及时、准确的生产执行数据 ，是智能工厂的基础。
4）WMS（仓库管理系统）：它具备入库业务、出库业务、仓库调拨等功能，从ERP系统接受入出库物料清单和MES系统中接受入出库指令，协同AGV小车完成物料配送的自动化， 实现立体仓库、平面库的统一仓储信息管理。
基于企业系列标准的支持和企业级别的信息安全要求，在信息物理融合 系统（CPS）的支持下，构建智能设计、智能产品、智能经营、智能服务、智能生产、智能决策六大系统。其中，通过服务网、物联网将企业设施、设备、组织、人互通互联， 集计算机、通信系统、感知系统一体化，实现对物理世界的安全可靠、实时、协调感知和控制；同时通过企业信息门户（EIP）实现与客户、供应商、合作伙伴的横向集成（如协同商务和信息共享），以及实现企业内部的纵向集成（如不同系统之间的业务协同）。构建的智能工厂总体框架如图1所示。根据信息化系统规划范围及建设相关要求，本文参照智能化工厂的总体框架，构建符合企业业务特点的信息化系统架构，如图2所示。
图1 智能化工厂的总体框架
图2 信息化系统架构
3.1 ERP系统
3.1.1功能和目标
ERP系统着重解决物料台账、合同、计划、采购、成本等相关管理目标，具体如下：
1）提升管理概念。由定性管理转变为定量管理；由单一的职能式管理转变为资源式管理。
2）理顺管理流程。理顺和制定适应单件小批量加工装配型企业的生产管理 程流程，规范生产流程环节中的各类票据，根据岗位说明书制定相应的操作制度及条例。
3）实现物料配送，建立缺件报警制度。将领料制仓库变成配送制仓库，在装配前做缺件分析，推行缺件报警制度。
4）有效控制库存。提出配套库存的管理思想，努力降低库存中长短件的比例。
5）降低成本。从限额发料、控制库存、缩短生产周期等方面降低生产成本。
6）缩短生产周期。通过提高设计及生产环节对工程变更的反应速度、提高装配中物料的齐套率、减少生产装配中停工待料的时间和缩短采购周期等措施，实现缩短成品的生产周期。
7）建立生产的可预见性机制，包括销售预测、库存预测、缺件预测、生产过程预测、客户定单交货期预测、采购到货期预测、生产成本预测等。
8）建立生产计划的控制和反馈机制体系，实现各类生产计划的闭环管理。
9）建立价格管理和多层次成本控制体系。建立原材料基准价管理体系、零部件/外协件的定额成本价、合同的实际成本计算体系等，形成完善的销售报 价审计、采购合同价格审计、设计成本审计和完工审计制度。
10）建立、高速、专业、准确的报价体系。
11）最终实现公司生产、运营 、财务一体化管理。
3.1.2 系统架构规划
图3 ERP系统的架构规划
3.2 PLM系统
3.2.1 功能和目标
PLM系统着重解决工艺设计、图纸管理、设计变更等相关管理目标，具体如下：
1）建立统一、高效、规范的文控体系，实现企业资料的有效沉淀和有序管理。
2）建立企业物料标准库，规范管理物料。
3）搭建图文档管理平台和工艺信息管理平台，前端支持各类CAD数据的集成，包括常用的AutoCAD、SolidWorks等数据格式，实现对CAD数据的信息提取、在线浏览等。
4）通过图文档管理系统平台，实现产品数据安全共享、产品结构化管理，在审批流程方面，实现电子审批。
5）通过工艺信息管理平台，实现工艺卡片图文混排编制、工艺路线的编制，通过汇总报表BOM的输出，支撑生产。
3.2.2 系统架构
PLM系统架构如图4所示。
图4 PLM系统架构
3.3 MES系统
3.3.1 功能和目标
MES系统着重解决生产过程管控、防错防呆、产质量追溯、设备运行等相关管理目标，具体如下：
1）全面集成。承上启下，完成公司所有与MES系统链接的信息化系统 （如ERP、PLM等）、自动化控制系统（如钣金、铜排、二次裁线、产线等）和设备（如实验设备等）的无缝集成，通过MES系统整合上下游信息流、建立一个业务统一、流程顺畅、数据规范的生产管理平台。
2）精益排程。结合ERP系统建立先进的计划体系，制定在产能和物资等资源约束条件下的详细排程计划，统一指挥控制物料、人员、流程指令和设备等工厂生产资源。
3）自动化物流和物料管理。MES系统应覆盖部分WMS功能，并实现与自动化物流系统（如自动化立库、AGV小车等）一道完成生产物流管理，在数字化工厂内实现无人化自动物料流转，MES系统指挥和跟踪物料流动、管理物料消耗、编制物料投料计划等，同时采用工单、批次管理，实现对物料的跟踪和回馈。
4）质量管理。质量管理以生产过程质量信息汇总和控制为核心，建立快速、高效全过程的质量反馈、质量处理、质量跟踪控制，MES系统自动生成各类质量报告和出厂试验报告等资料。
5）生产过程管理。以全厂数据采集系统为基础，建立起综合控制系统，包括电子看板、SCADA系统集成、监控中心和Andon系统等，实时显示整个生产过程的各种现场数据，并按照预先设定的报条件，出现异常情况应及时报警提醒，并采取相应的调度措施。
6）设备管理。对生产车间主要生产设备的使用频率、运行状况、工时、定额、能耗、产能等有关信息进行采集和分析，对设备进行全面的运筹管理，以达到保持设备完好率、充分发挥其效能的目的。
7）统计分析。对实时数据进行统计分析 ，通过对大量数据的综合分析，可以对生产运行情况进行有效评价，为优化组织、提高产量质量、提高设备保障能力、降低生产成本提高强有力的手段 ，如员工绩效管理、核算计件工资、设备效率分等。
8）移动化应用。支持手机、PDA等移动终端，实现移动端的派工报工、接料发料、数据录入、生产进度跟踪、实时统计分析展示等。
3.3.2 系统架构
MES系统架构如图5所示。
图5 MES系统架构
作者：安恒智能科技有限公司 梁华 | 来源：《机电信息》
参考文献
[1] 李翔,李颖.企业信息化评估与规划之路[M].北京:机械工业岀版社,2015.
[2] 信江艳.企业信息化规划[M].北京:清华大学出版社,2017.
[3] 闪四清.ERP系统原理和实施[M].北京:清华大学出版社,2017.
[4] 王爱民.制造执行系统（MES）实现原理与技术[M].北京:北京理工大学出版社,2014.
[5] 蒋明炜.机械制造业智能工厂规划设计[M].北京:机械工业岀版社,2017.
[6] 胡成飞,姜勇,张旋.智能制造体系架构建设：面向中国制造2025的实施路线[M].北京:机械工业岀版社,2017.
本文来源：智慧物流与智能制造
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