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製造執行管理系統MES FOR軍工

日期: 2016-12-28
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1 . 背景與需求

近些年來 ,國家不斷推行精益製造、智能製造、柔性製造、敏捷製造、製造全球化等先進製造理念 ,力爭逐步由製造大國向製造強國轉變 ,由中國製造向中國創造過渡 。採用現代信息技術 ,充分利用計算機網絡及通訊技術 ,支持企業的產品開發、生產、銷售、服務等各個環節 ,實現信息採集、加工和管理的網絡化、集成化和實時化 ,最終實現企業全面數字化管理 ,是當今世界的一個大趨勢 。推進企業管理信息化必將大大提高企業資源和資金的利用效率 ,降低成本和費用 ,增強企業對市場的應變能力 。

國內軍工製造企業 ,紛紛積極響應國家“十二五”製造業發展規劃 ,制定了實現數字化設計、數字化製造、數字化管理三位一體的信息化平臺的目標 ,並且投入大量資金進行信息化建設 。

很多軍工企業在國家大力支持和引導下 ,紛紛嘗試引進製造執行系統(MES) ,實現數字化工廠 ,以提高生產管理水平和質量管理水平 ,加快製造信息化建設步伐 ,並取得了良好的效果 。

2 .建設目標

MES系統的建設 ,促進完成快速生產準備、生產計劃調度管理、設備管理 ,供各部門進行使用 。進行流程優化 ,引進高級自動排產系統 ,豐富、優化決策支持系統的決策信息 。逐步實現無紙化生產信息管理 ,取代大量而繁多、易錯的人力勞動 ,生產過程可視化 ,質量管理全面化、設備及物料管理數字化 。具體目標如下:

1)  實現基礎數據、計劃、現場信息、質量、作業、文檔資料整合、規範化 ,打造企業級的數字化工廠 。

2)  系統安全性符合企業信息化安全性要求 ,不同角色人員只能進行權限允許範圍內的操作 。系統採用三員管理 ,將權限分配給系統管理員、安全管理員、審計員 ,"三員"相互獨立、相互制約 ,配合制度建設 ,可以有效的加強涉密信息系統保密管理 ,減少泄密風險 。

3)  優化各製造部派工以及作業管理 ,促進快速響應、合理利用生產資源 。利用條碼技術實現物料、在製品、質量及生產過程的跟蹤 。

4)  通過MES系統 ,管理者可實時查詢當前產品種類、數量 ,便於及時、準確制定和調整生產計劃 。實現公司級的協同製造平臺 ,包括物料準備、程序準備、技術準備 。

5)  實現質量信息化管理 ,優化質量控制 ,生成質量報表 ,快速查詢計量信息、統計質量信息 。

6)  實現設備管理併網 ,管理臺賬、維護/修、改造、報廢、申購、備品、耗材等 。

7)  利用DNC技術 ,實現生產線製造信息採集 。

8)  實現簡便、實用的決策支持系統 ,瀏覽計劃、物料、質量、產能信息 ,提供各種類型的統計報表 ,爲企業管理及生產控制提供科學決策依據 。

3 . 系統方案

製造執行系統以基礎資源數據爲依據 ,遵循生產過程管理及控制的思想和要求 ,結合企業信息化發展規劃 ,以先進的信息集成及過程集成軟件技術爲支撐 ,實現車間計劃管理、作業調度管理、現場作業管理、製造資源管理、生產準備管理、質量作業管理的一體化 ,並通過生產看板對生產線的綜合運行情況進行展示 。

建立如圖所示的MES統一功能框架 ,將MES劃分爲以下部分:生產任務管理 ,車間計劃管理、高級計劃排程 ,生產準備管理、現場執行管理、設備運行管理、質量作業管理、車間看板管理、人員工時管理、物料庫存管理、和生產監控管理管理 。


 

製造執行管理系統MES FOR軍工

3.1生產計劃管理

接收ERP下達的車間訂單 ,將其分解爲工序作業計劃 ,將作業任務派工到現場 。支持對作業計劃自動安排 ,對不能滿足交付節點的計劃安排自動進行預警 。最終生成裝配或生產的詳細周、日的工序級計劃 。並支持計劃員手動在MES系統中創建和調整生產計劃 。實現預排產計劃的制定、修改與維護 。可對正式排產中工序任務所涉及的加工設備進行調整 。可對正式排產中工序任務所涉及的指定開工時間進行調整 。允許臨時更改工作日曆 ,方便延長工作時間或預留產能 。

3.2生產準備管理

對工裝工具、設備、車間二級庫存和在製品進行管理 ,掌握各類製造資源的臺帳和可用狀態 。車間二級庫存管理支持出入庫等信息使用條碼系統 。支持零組件入庫、零組件出庫、半成品入庫、半成品出庫等功能 。

系統自動檢查當前計劃是否具備開工條件:工具工裝的到位情況、物料的到位情況 。若不滿足開工條件時 ,系統自動將缺件信息反饋給製造主管部門並由製造主管部門追蹤缺件的齊套進度 。

3.3現場作業管理

工人對已派工的生產計劃進行現場作業 。在每個工位設置終端計算機 ,接收生產任務所對應的工作指導書(尤其是可視化工藝)和三維數模 ,在終端計算機上能夠進行三維數模動畫演示 ,便於工人準確快速的進行生產作業 ,提高生產效率 。

工人在現場終端查看工作指導書 ,工序開完工 ,填寫加工和檢測記錄 ,彙報生產中出現的各類問題(技術、設備、物料、工裝工具等) 。實現無紙化生產 。


製造執行管理系統MES FOR軍工


3.4設備運行管理

實現管理設備以及其他生產載體 ,滿足生產計劃的要求對設備做預定和調度 ,用以保證生產的正常進行 ;提供資源使用情況的歷史記錄和實時狀態信息 ,確保設備能夠正常安裝和運轉 。

3.4.1與設備管理系統集成

獲取設備運行狀態 ,對設備異常狀況進行預警 ,便於設備管理人員和生產管理人員及時採取措施處理 。

3.4.2管理設備維修過程

對各類設備的維修管理 ,包括記錄的設備編號、代碼、類型、型號、規格以及維修部位、維修時間、維修人員和維修結果等信息 ,後期可提供維修信息統計 。當設備發生故障或處於維修狀態時 ,車間管理層及相關人員能夠儘快獲知設備異常信息 ,以便對生產計劃以及工序任務做出及時調整 。

3.5質量管理:

工人完成生產加工以後 ,向檢驗員提出完工檢驗 ,檢驗員對完工項目進行質量檢驗 ,同時與質量系統集成 ,檢驗不合格時 ,進行不合格品的審理、返修或報廢流程 。檢驗合格後 ,項目進行封閉 ,關閉該項目 。系統能夠實現工序保留管理 ,生成保留工序清單並對其進行相應的檢驗 ,合格之後將保留工序清單和移交產品一起移交給下游生產車間 。

3.5.1質檢信息實時採集

對於質量問題的確定、原因、波及的範圍實現快速準確定位並實現產品隱患的追溯和分析 ,對工藝過程的穩定性 ,產品良率、不良缺陷分佈的波動狀況進行實時監控並預警 ,對生產問題進行了有效預防 ,並將檢驗不合格的產品按批次或條碼進行返工 ,記錄返工的原因、返工工藝、工位、操作員、時間和返工結果等 。

3.5.2提供多種檢驗手段

提供工序檢驗、完工檢驗、關鍵過程檢驗、工程更改貫徹等多種檢驗手段 ,並對偏離、保留等例外情況進行跟蹤管理 ,從而形成完整的檢驗控制體系 。系統提供設備採集、條碼採集、手工錄入、電子數據導入等多種數據採集方式 。主要包含檢驗計劃管理、各種檢驗管理、工程更改貫徹、不合格品審理等 。

3.5.3生產過程質量管理

對生產過程中的工序進行開工檢驗、工序檢驗、總檢等 ,基於條碼掃描和數據採集手段實現檢驗結果、檢驗數據的實時採集和分析、預警提示等 。對生產檢驗不合格的產品觸發質量管理系統中的質量審理流程 ,記錄不合格品的產品型號、數量及其他特徵、返工的日期和完成時間等關鍵信息 。

3.6可視化看板管理

將採集的數據自動傳送到LED顯示屏上 ,可以分屏滾動顯示 ,包括計劃和產量彙總、質量問題彙總、各車間製造的各項任務執行進度 ,各類柱形 ,餅形和折線圖形分析等 。

支持設備狀態顯示 ,能夠實時直觀地顯示組件裝配或零件生產的進展情況 ,以不同顏色展示生產工序不同的狀態 ,可以對比檢查是否按照計劃進行生產 ,對將要或已經延期的生產計劃做出預警 ,對現場出現的型架、工裝、工具等異常狀況進行預警 ,以彈出窗口的方式主動提醒相關廠領導、計劃員等相關人員 。

3.7管控中心

管控中心生產指揮中心的神經中樞 ,具有生產中控、綜合調度、應急指揮、安全監控、現場監管、信息展示的功能 。爲各級管理者和決策者及時瞭解生產情況提供有效管理工具 ,協助領導進行決策 。

通過調度指揮系統平臺對生產環節和現場作業進行遠程接管控制 ,實現“一鍵式”調度中控 。藉助調度臺顯示屏可以實時顯示運行業務狀態 ,實現實時監控主要業務數據和處理業務流程 。調度室利用本系統提供的功能 ,對各公司調度室及監控點現場等進行具有音、視頻監控功能、危險源監測及報警聯動功能 。可實現現場畫面靈活切換、對遙控遠端攝像機 ,方便地組合顯示多路視頻畫面等 。


製造執行管理系統MES FOR軍工

3.8設備監控及數據採集

3.8.1通訊模塊

設備聯網通信功能主要實現將各種廠家不同操作系統、不同性能的設備通過通信模塊制定的協議連接起來 ,以實現設備與服務器的數據雙向通信、程序傳輸 。

3.8.2程序管理模塊

程序管理構架在客戶端/服務器體系結構上 ,產品數據集中放置在服務器中實現數據的集中和共享 。程序管理包括產品結構樹的管理、數控程序的流程管理、人員權限的管理、安全管理、版本管理、產品及機牀管理 。

3.8.3程序編輯仿真模塊

程序編輯仿真模塊主要負責程序的刀具軌跡和實體模擬 ,方便編程技術人員進行程序模擬 ,檢查刀具軌跡是否正確等 。

3.8.4數據採集監控模塊MDC

MDC採集監控模塊負責設備實時信息的採集 。包括遠程監控設備狀態(運行、空閒、故障、關機、維修等狀態) ,實時獲知每臺設備的當前狀態 。爲MES系統提供準確、及時的生產完工信息 ,以及所有狀態等 ,這是科學制訂生產計劃的重要基礎 。

4 . 預期實施效果

製造執行系統項目建設完成後 ,MES系統通過計劃編制、制定、執行、監控、質量跟蹤、庫存管理和資源管理等環節集成建立一個高效的信息管理系統 ,實現各個環節中的數據的信息共享 ,減少傳統的紙張傳遞過程、降低了出錯率 。由指令計劃爲源頭 ,依據基礎數據、生產資源爲基礎 ,對生產計劃進行拆分、管理、下達 ,通過車間精細管理對計劃執行情況進行監控 ,將質量檢測、車間管理、庫存管理和採購管理集於一體 ,達成了車間完工及時檢驗、及時入庫、及時反饋 。將生產計劃、車間執行、質量檢驗、倉庫管理、採購管理間數據流轉成爲一個閉環 。快速響應計劃變更、及時追溯產品製造過程信息 ,做到了生產管理最大化的透明 ,大大減輕了管理人員及員工的工作量 ,提高了工作效率 。

精細化的車間現場管理提升製造執行能力

爲企業領導提供決策支持 ,決策準確度提升30-50%

提升製造的管理效率和知識積累

明確作業人員生產任務 ,提高生產管理能力

透明化製造執行過程監控管理



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