Abstract: This paper focuses on communication management and program management content in the automotive manufacturing process business. Among them, the plan management will discuss the manufacturing execution system analysis and conceptual design of the relevant aspects such as the on-line node, development mode, and equipment debugging. 

Key words: communication management   Plan management   Online node       Development mode    Equipment debugging

【中图分类号】N945.23【文献标识码】B  文章编号1606-5123（2018）08-0000-00

1 引言

汽车制造MES涵盖了计划、生产、质量、物流、设备等诸多职能领域，它和ERP、WMS、PLM等应用系统有高度集成，和PLC、RFID等自动化设备高度集成，功能繁多，涉及的流程也非常复杂。为了帮助读者从整体上理解，本文将这些功能从业务需求的角度予以拆解，从业务入手，结合流程分析和架构解析，当读者对这些逻辑较为独立的功能点有了理解，慢慢地对整个系统的总体功能就有了综合的印象。同时，为了突出汽车制造MES的特殊性，本部分将不介绍MES的一般功能，而重点介绍汽车制造业务所特有的功能。在具体介绍业务功能点时，同时结合工艺和架构进行分析。

2 沟通管理

在汽车制造领域，MES是一个高度复杂的系统，涵盖了计划、生产、工艺、设备、质量等诸多功能模块，要定义的业务流程非常多，要对接的业务部门也非常多。

此外，对于大型汽车集团公司来说，还要处理好集团公司职能部门与工厂职能部门之间的关系，因此沟通管理非常重要。

图1是一个典型的汽车集团公司某工厂MES项目的组织架构图。

我们可以看出，MES作为一个执行系统，直接服务的对象是生产部人员即一线工人，而工厂的职能部门为生产部门提供辅助，此外集团的各职能部门又为工厂提供信息和指导。

此外，一个新工厂的建设，是一个循序渐进的过程，工厂各职能部门的人员是慢慢到位的，因此，往往在项目的前期，由集团的职能部门进行规划，而在后期由工厂的职能部门明确细节，而集团和工厂之间对一些流程和需求的理解也常常存在偏差。

因此，我们在实施MES的过程中，往往存在以下两个挑战。

2.1 挑战一：怎么理解业务？

这两年随着工业4.0、中国制造2025等概念的推广，以及互联网造车企业的扎堆进场，MES市场不断扩大，MES行业从业人员也迅速增加，但是不可否认的事实是，真正懂造车流程、懂业务需求的人员还是太少了。

因此不可避免的，在项目实施过程中，存在着业务部门和IT部门在需求理解上的偏差。

为了达成双方理解上的充分一致，我们可以在组织架构上做一些创新。

下面我介绍一个业界最佳实践的例子：载重卡车MES案例。

载重卡车MES是一个全集团通用的系统，由同一个团队开发，由同一个团队实施，由同一个团队运维。

其中，开发团队位于总部，由来自IT部门的架构师、技术专家、供应商人员以及来自于工程部门的业务专家、控制专家组成，以虚拟团队的方式运作。其中，业务专家是从业十多年的发动机专家，精通发动机制造工艺、流程、质量规范，控制专家熟悉生产现场相关设备的运行机制与控制逻辑。业务专家会在新功能开发前，与工程部门、质量部门的技术人员充分沟通，也会了解各工厂的具体细节，在此基础上，汇集形成统一的流程和需求。控制专家会和设备制造商、工厂设备工程师沟通交流，汇集各方信息后制订统一的控制标准。来自于业务专家和控制专家的需求非常有代表性，而开发团队内部沟通又非常透明顺畅，因此整体的沟通成本较小，实践证明效果非常好。

2.2 挑战二：怎么统一业务？

现在不少汽车制造商都是大型的集团公司，而工厂则分布在各地，即使是实施统一的MES系统，具体部署到工厂的时候也多少会存在差异。

而从集团的角度而说，MES系统的规划要尽可能地做到标准化，尽量用一套系统，用一个团队进行开发、实施、运维。

那么，怎样来平衡集团的标准化和工厂的个性化呢？

这里介绍一个方法供参考。

首先建立两个专家委员会：MES业务专家委员会、MES控制专家委员会。成员由集团工程院、质量部的专家代表，和各工厂的专家代表组成。每个专家有一定的投票权，其中集团专家有更多的权重。

当某个需求无法达成一致时，由专家委员会进行投票，形成得分最高的方案。开发团队根据此方案进行设计开发，作为标准解决方案的功能模块。如果工厂依然坚持个性化方案，则开发团队作为工厂订制化需求另行开发，但是优先级较低，可在实施时开发和部署。

3 计划管理

由于汽车制造工艺和业务的特殊性，MES系统实施的计划管理也和普通的软件系统实施存在较大不同，下面具体予以说明。

3.1 上线节点

汽车工厂的建设有几个关键节点：

(1)TT，Tool Tryout，或Tooling Trial，是指设备调试阶段，MES在此阶段上线。

(2)PP，Pilot Production，是指试生产，物流系统在此阶段上线。

(3)SOP，Start Of Production，量产开始，ERP在此阶段上线。

对于ERP等系统，一般都是先搭建测试环境，准备主数据，进行配置、测试，然后把数据导入生产环境，然后在SOP上线。

但是MES由于要和设备高度集成，因此必须利用TT的时间窗口进行调试，甚至一些工厂要求MES在TT之前一个月上线。

一般来说，TT时的调试车辆较少，一个车间只有数台，并且出现问题时可以随时停线。但是从PP开始，每天的计划量会渐渐增加，不适合处理重大的设备接口问题。

而TT和SOP之间往往会有数月的时间差，因而这里就存在一个项目管理的问题：MES和ERP往往作为同一个信息化项目群管理，但是两个系统的上线时间差距较大，因而给项目计划、资源调度等都带来一定的挑战。

3.2 开发模式

MES在TT上线还带来一个开发模式的问题。

近年来，受互联网开发的影响，敏捷式开发的理念广为流传，但在汽车制造MES领域，恐怕还是瀑布式+模块化开发的模式更为合适。

比如设备集成模块在TT发布，ERP接口在SOP发布，并且每个模块在发布时必须是功能完整、性能可靠的。

由于设备集成模块上线早，而MES完整实施周期又很长，因此为了节省开发资源，必须将功能点按照模块发布顺序进行开发。

MES还有一个特殊点是：通常在搭建好生产环境后，直接在生产环境上进行开发和配置。原因有2点：1是OPC调试的结果只针对实际配置的服务器，如果用测试环境调试OPC成功，未必就能保证生产环境调试OPC成功；2是在生产环境下应用服务器和数据库有冗余设计，网络服务器有负载均衡设计，而测试环境非常简单，这些高性能设计无法在测试环境下得到验证。

3.3 设备调试过程 

本章节重点谈谈设备调试过程。由于MES设备调试在TT阶段就开始，而此阶段工厂还在建设之中，比如某些区域供电和网络还没有正式完成，需要临时供电、供网等，因而许多工位需要做多轮调试。就功能而言，一个业务功能点可能需要经历这些调试过程：

(1)供电和网络调试。工位上线后检查操作系统、客户端、网络等基础设施和配置。

(2)通信调试。又称心跳调试，从设备PLC端发出心跳信息，MES接收后发回反馈信息，主要检查通信和双方的基础握手逻辑，以及耦合器等通信设施是否正确配置。

(3)虚拟业务调试。在实车到来之前，从PLC/HMI上发出虚拟的业务信号，MES根据业务逻辑和握手协议返回处理信息。这是因为在TT阶段车辆较少，而调试的工位多，MES工程师要尽可能利用OEM电气工程师的时间来调试逻辑。

(4)实车调试。在虚拟业务调试完成之后进行，主要是验证物理设施如传感器、编码器是否正确配置。

在调试阶段，不同工位的不同调试过程是穿插进行的。比如在焊装车间，OEM电气工程师有十多人，而MES控制工程师只有1人，那么有可能MES工程师上午调试某工位的心跳，下午可能去调试另一工位的虚拟业务。

具体到时间计划方面，一般而言，第1个工位需要预留1周的完整调试时间(从供电和网络调试到实车调试)，这是因为第1个工位面临的许多问题是所有工位通用的，如OPC配置、网关配置等。此后，第2、第3个工位需要预留3天的完整调试时间。之后每个工位预留1天的完整调试时间，2周后每个工位预留半天。

4 结束语

本文是《MES在汽车制造中的应用》连载之第四部分：实施篇。实施篇研讨汽车制造流程中相关沟通管理和计划管理内容。其中计划管理将分别研讨上线节点、开发模式、设备调试等相关方面的制造执行系统分析与概念设计。等相关汽车制造实施方面的制造执行系统设计。MES作为工厂的核心系统，投资大、周期长、用户多，对项目管理也提出了很高的要求。本部分基于作者实践，介绍了沟通管理和计划管理的注意事项，及建议的措施。

MES在汽车制造中的应用全文由四个部分组成，实施篇是终结篇，其余部分连载发表于本刊。全文刊载信息：

第一部分 汽车制造系统原理——工艺篇     （2018第3期）

第二部分 汽车制造系统分析——业务篇（上）（2018第4期）

第二部分 汽车制造系统分析——业务篇（中）（2018第5期）

第二部分 汽车制造系统分析——业务篇（下）（2018第6期）

第三部分 汽车制造系统设计——架构篇     （2018第7期）

第四部分 汽车制造系统实现——实施篇     （2018第8期）

参考文献(略)