摘要：文章阐述了离散型与流程型制造企业中设备管理相关差别，分析了MES环境下离散型制造企业设备管理系统的内部结构、流程及与其他若干系统间的信息流程，给出MES环境下离散型制造企业设备管理系统功能模块层次结构图，最后实现了系统的开发。
关键词：MES；离散型制造企业；设备管理系统
一、引言
MES(Manufacturing Execution System,MES)是近10年来在国际上迅速发展，面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。近年来，在半导体行业和流程型生产企业如钢铁、烟草、化工等企业的成功应用，促进了MES的飞速发展。离散型制造企业为了建立一体化、实时化、基于整个企业的信息体系，即ERP/MES/SFC信息体系，正积极引入MES系统。设备管理作为MES中的重要组成部分之一，直接影响着企业的生产与经营活动。随着企业的持续信息化，对设备管理的信息化也提出了更高的要求。由于MES起源于流程型制造企业，离散型与流程型制造企业的设备等存在较大的差别。因此对MES环境下的离散型制造企业中的设备管理系统进行研究是很有必要的。
二、离散型与流程型制造企业的设备相关差别
(一)设备
流程型企业的产品比较固定。而且一旦生产就有可能是十几年不变。机械制造等行业的产品，寿命相对要小得多。两者的差别体现在设备上，流程型企业的设备是一条固定的生产线，设备投资比较大、工艺流程固定，其生产能力有一定的限制，生产线上的设备维护特别重要，不能发生故障。离散加工业则不是这样，可以单台设备停下来检修，并不会影响整个系统生产。
(二)自动化水平
离散型企业由于是离散加工，产品的质量和生产率很大程度依赖于工人的技术水平。离散型企业自动化主要在单元级，例如数控机床、柔性制造系统。因此，离散型企业一般是人员密集型企业，自动化水平相对较低。流程型企业则大多采用大规模生产方式，生产工艺技术成熟，广泛采用PCS(过程控制系统)，控制生产工艺条件的自动化设备比较成熟。因此，流程型企业生产过程多数是自动化的。
(三)设备管理
离散型企业的生产设备的布置不是按产品而是按照工艺进行的。可以进行同一种加工工艺的机床一般有多台，单台设备的故障不会对整个产品的工艺过程产生严重的影响，一般需要重点管理关键、瓶颈设备。在流程型企业的流水线生产中，生产线上的设备维护特别重要。每台设备都是关键设备，不能发生故障，一台设备的故障会导致整个工艺流程的终止。
三、MES环境下离散型制造企业设备管理系统研究
(一)MES环境下离散型制造企业设备管理系统内部结构(见图1)
(二)MES环境下离散型制造企业设备管理系统流程分析
MES环境下的设备管理系统功能主要包括：设备资产管理、设备运行状态管理、设备润滑管理、工作中心管理、设备维护管理、设备维修管理、备件管理、设备文档管理、设备监控管理、统计报表管理、费用管理、计划协调管理、系统维护管理等功能。
设备固定资产管理主要处理与设备相关的基础信息，形成设备台账，并对设备进行动态管理，如对设备的移装(内部调动)、封存、启封、闲置、租赁、转让、报废等环节的管理。
设备运行状态管理主要负责记录设备运行数据包括设备运行台时、故障停机台时、设备事故等，并提供查询。设备运行状态管理中的设备状态监测针对的是一些重要的、关键的、设备价值昂贵或者故障停机修理费用及停机损失大的设备，提取这些设备的实时状态数据，进行分析、诊断，将信息传送于设备维护／维修管理系统，设备维护，维修管理系统对此做出反应。这部分数据的准确性直接关系到系统输出的各项管理指标计算的准确性。
设备润滑管理是设备维护工作的重要环节，主要包括润滑计划的制定与实施、润滑材料的管理、材料消耗的统计、油质化验与分析报告等。工作中心是生产调度的对象，成本管理的单元，主要为MES中的生产调度与成本管理等系统服务，并为它们提供工作中心的能力、状态等信息。
设备维护管理负责设备维护计划的制定与实施，并将设备维护中的相关数据进行分析，为设备维修等提供参考。设备维修管理包括日常维修和设备年度大修理计划的制定实施、检查和考核等，并将相关维修费用等传给费用管理模块。
备件管理负责备件的采购计划、定额、仓库管理等，管理备件的实际消耗信息。反馈给库存管理进行核对，其独立性相对较高。计划协调管理负责生产作业计划与设备维护，维修计划、润滑计划间的协调，生产计划与设备维护／维修管理参考相互的计划，在计划安排冲突时，根据设备所需维护的迫切程度来确定优先者。在设备维护迫切性高的情况下，生产作业计划让位于设备维护；反之，则设备维护计划让位于生产作业计划，推迟设备维护。统计报表管理负责对设备的相关数据进行分析、统计并为管理人员提供报表、走势图、分布图等，如设备的MTYR、MTBF、OEE表等。
(三)与其他若干系统间的信息流程分析
MES中的生产排程系统从设备管理系统获取设备的能力信息，使用这些信息平衡生产作业计划和物料需求计划，同时产生能力需求信息。设备管理系统获取能力需求信息，结合设备的维修、保养信息(如上次维修时间、维修周期)和设备状态信息制定设备维修、保养计划。
车间是进行设备管理的主要场所，它与设备部门的关系主要体现在管理与作业实施上。设备管理系统主要向车间传递两类信息：设备的基础信息和各种计划信息。这里的设备基础信息主要包括设备台账信息、设备操作、日检、巡检、点检、保养、维修规程信息、设备技术精度信息等。计划信息主要包括各类保养计划、维修计划、润滑计划等。车间管理系统向设备管理系统提供的信息主要有作业实施信息、设备状态信息和设备运行信息。通过对这些信息的统计分析，获取设备管理的决策信息。
设备管理和库存管理系统之间的信息流主要体现在备品、备件管理上。对备品、备件的管理有多种模式，如设备部门或库房部门单独实现备品、备件的管理。现在好多制造企业均采用了设备部门和库存部门共同对备品、备件进行管理的方式。设备部门具有备品、备件库存控制权，而库存部门只有备品、备件收支存的管理权。库存管理系统向设备管理系统提供备品、备件库存信息、消耗信息和库存占用资金信息。设备部门根据这些信息制定或修改具体备件的控制规则(如确定ABC分类等)，把备品备件的控制信息反馈给库存管理系统，同时制定备品备件的采购计划，提交给采购部门。
四、系統实现
MES环境下的设备管理系统是采用面向对象、可视化的工具ASP.NET与Ora.cle8i数据库等开发而成的。
(一)系统功能模块层次结构图(见图2)
(二)若干功能模块
1、设备台账管理
设备台账管理完成全厂设备各种技术参数信息、制造厂商等信息的管理及设备的调动管理，如闲置、移动、停用、封存、调拨、报废等，如图3所示。
2、设备维护管理
包括设备周维护计划的制定、审批、下达、检查、记录、查询等等。对设备维护管理的功能设置，着眼于“强维护、零等候”，系统为用户设置合理的设备维护工作流程，实行定期强制性保养维护。用户只要充分利用系统各方面的功能，便可做到当设备发生故障时，等候维修人员的时间为零，等候维修备件的时间为零，等候维修工具的时间为零，等候维修所需的图纸、资料的时间为零，缩短因设备修理而停机的时间，如图4所示。
五、结语
本文阐述了离散型与流程型制造企业的设备管理相关的差别，分析了MES环境下的设备管理系统的内部结构、流程及与其他若干系统间的信息流程，给出MES环境下离散型制造企业设备管理系统功能模块层次结构图。最后实现了系统的开发。在具体功能方面还需做进一步的完善与研究。
