【典型案例】制药行业MES系统集成开发
2023-08-24 来源：新工业网
1 引言
目前许多医药企业都在实施ERP系统，ERP的核心思想就是供应链的管理，通过事先计划与控制来对整 个供应链进行有效的管理,寻求最大限度地利用企业现有资源,实现效益的最大化。ERP把传统制造资源计划拓展为围绕市场需求而建立的企业内、外资源计划系统，将客户需求与企业经营活动融合在一起，从而更好地提高管理效率、市场竞争力和快速响应能力。
MES系统则被定义成制造执行系统面向车间的生产管理技术与实时的信息发布,定位于计划管理系统(ERP)和底层控制系统(PCS)之间,MES能通过信息的传递对从生产计划的发布到产品完成的整个生产进行控制管理，其基本功能包括生产数据实时采集、车间控制、车间调度等。企业信息化的层次可以分为四个层次面:决策层、经营管理层、生产执行层、生产控制层ERP处于经营管理层,负责整个企业的上层管理运作但却无法实现采集生产数据,也不能对生产资源进行有效调度配置;MES系统则处于生产执行层,作为车间先进生产管理技术,但却在计划准确性功能细分过度依赖人工等方面存在一定的局限性。所以随着企业信息化的不断深人，ERP与MES的集成就变成了必须,通过有效集成可以实现制药企业信息一体化的目标。
MES是集合系统管理软件和多类硬件的综合智能化系统，由一组共享数据的程序，通过布置在生产现场的专用设备，对原材料上线到成品入库的整个生产过程实时采集数据、控制和监控。
MES也是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES系统可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。
1）业务的协同性。使传统的生产过程“黑箱”透明化，不仅提高了企业信息集成的程度，也使企业极大地改善了业务部门间的“协同性”。
2）计划的适应性。不仅使企业制定的生产计划具有了更明显的可操作性，使计划得到更有效的执行，同时，在计划执行可以得到保证的条件下，企业可以进一步提高计划的精确性和适应性，以便有效地配置和利用有限资源。
3）产品成本的可降低性。在获取了大量跟为准确的分步成本数据的基础上，不仅使企业可以更精确地核算和控制产品成本，也为降低产品成本指出了方向和方法。
4）过程绩效的可衡量性。在获取大量过程实时数据的基础上，不仅使企业对生产过程现状了如指掌，同时，也便于企业对过程作业绩效进行有依据的衡量。
3.1 系统集成整体框架
图1 系统集成整体架构
系统的最底层(PCS)主要聚焦于生产过程中的设备,监控医药设备的运行状况MES层作为管理信息集成与生产过程控制的重要纽带和桥梁,将生产过程控制、生产过程管理和经营管理中产生的信息进行传递,最后由上层的 ERP 系统以产品的生产和销售为处理对象,梳理定货、交货成本和顾客的关系,直接面向管理层和决策层。
该系统集成的主要目标是通过制药生产智能化的管理方式来降低运营成本、提高工作效率,实现企业的快速发展。集成后的系统以数据交互为基础、信息共享为平台，实现制药工序协同,MES系统可以为ERP系统提供现场实时的生产数据，从而完善 ERP的采购生产销售等模块的功能；反之,ERP系统可以为MES系统提供生产排产数据,根据用户订单销售合同、产品库存这些数据可以更加准确的将生产信息传达到 MES中去。在系统的交互层上,具体体现在企业业务流程的梳理与优化，从而实现生产管理、企业运作的精细化。
3.1 系统集成后的工作流程
ERP根据制药合同形成生产订单,而后解析订单的数据信息传至数据库中间件,MES系统通过抓取中间件中ERP的BOM表单,选择合适的生产工序,设计关联工单，然后派发给操作工,并按ERP系统的要求格式返回生产任务信息，由 ERP系统导人到生产管理模块处理，药品生产完工后，MES系统会将生产过程中的投料信息、完工实绩以及能源消耗数据通过中间件上传到ERP系统，根据ERP系统下达的出库指示,MES系统再进行产品出库操作,最后 MES系统又会将实际的出库信息返回给ERP系统,完成整个制药业务流程的操作。集成系统工作流程如图2所示：
图2 集成系统工作流程
4 集成后的效果分析
随着制药MES系统对生产数据进行高度整合，制药 MES系统依托大数据的可视化分析，为追溯生产过程，进行质量回顾提供了透明化窗口。MES系统可以收集和合并来自各种生产系统的信息，面向药品生产车间作业执行层，在充分满足《药品生产质量管理规范》（GMP）的基础上，实现对工艺配方管理、生产指令下发和执行、物料流转、设备状况的实时跟踪、生产过程追溯、质量监控以及车间管控流程的可视化管理，保证制药生产过程的数据完整性、可靠性。全流程数据高度整合，使得整个生产过程都有迹可寻，为企业管理者进行质量回顾和质量追溯提供了有力工具，可以及时根据数据反馈发现问题源头，进行针对性解决，帮助药企实现合规高效的生产，提高药企的市场竞争力。
通过应用高级排程技术、支持网络化异地制造技术以及具有进行精细化管理、差异化管理、适用柔性制造应用模块的MES越来越为制药企业用户所关注。MES系统将更多面向包括药品制造作业和产品控制间的整个企业制药活动。除了其面向制药过程和工艺的特有属性模块外，MES系统通用的计划、调度是其核心功能，而优化功能是其对全流程的关键所在，这也是与车间管理系统差异化路线发展的重点。制药行业很多生产过程将会由智能设备和智能化计算机化系统取代人工完成生产操。
大量节省管理人员：传统的仪表控制系统是通过工厂操作管理人员来回奔波，对分布于工厂各处的设备进行开关和调节。采用该智能化系统平台后，就可以通过计算机在中央控制室完成调节控制工作，也可以由计算机内部的软件自动控制调节各设备的参数及开关状态，做到真正的管理自动化，因此可以减轻管理人员的劳动强度，减少管理人员的数量。延长设备使用寿命：设备在计算机的统一管理下始终处于最佳运行状态，按照设备的运行状况打印维护保养报告，提示管理人员对设备进行维护、保养，避免超前或延误维护、保养，相应延长设备使用寿命，减免突发性设备损坏，也就等于节省了资金。提高操作管理人员与设备的整体安全水平。同类型项目可套用该系统进行应用。并收集各个项目外围条件保障系统的相关数据，做好数据收集，为以后建设项目做大数据支撑。
1）通过能源消耗统计、分析，促进企业节能减排；为企业实现全厂信息化管理打下一定基础等。
2）对于业主方，智能化工厂的建立离不开智能化系统和数字化管理平台，该平台的建立有助于全面提升企业的运行效率，并能从价值链的角度，去模拟企业价值链的价值活动，达到对价值链的全面关注和重视。
3）对于施工方，智能化集成系统的建立，对于后期的运维管理能做到提前预知，快速响应。目前边缘计算已经得到了各行各业的广泛重视，并且在很多应用场景下开花结果；但边缘计算的实际应用还存在很多问题需要研究。本文对其中的几个主要问题进行分析，包括优化边缘计算性能、安全性、互操作性以及智能边缘操作管理服务。
5 结论
本文以以制药行业为背景，从企业信息化进程来看，以MES系统与ERP系统的集成为切入点，通过对车间现场数据信息的实时采集和分析、生产过程的状态监控，实现产品质量的在线管控，完成计划制定和动态生产调度，加强了企业生产经营计划的可执行性，两个系统间的数据交互，提高了计划的实时性和灵活性，缩短生产周期，提高了企业的核心竞争力。
相关新闻
版权声明
1、凡本网注明“来源：中国轻工业网” 的作品，版权均属于中国轻工业网，未经本网授权，任何单位及个人不得转载、摘编或以其它方式使用。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：中国轻工业网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
2、凡本网注明 “来源：XXX（非中国轻工业网）” 的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于信息之传播，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
3、如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请于转载之日起30日内进行。
