南車(chē)時(shí)代電動(dòng)公司基于物聯(lián)網(wǎng)模型的MES平臺(tái)建設(shè)實(shí)踐

宋慶紅 童亦凡

【摘要】客戶(hù)點(diǎn)單現(xiàn)象越來(lái)越普遍，使得客車(chē)整車(chē)生產(chǎn)過(guò)程控制變得越來(lái)越復(fù)雜。在客車(chē)整車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，面向制造車(chē)間和班組，搭建起一套以RFID為主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)，車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)智能終端、電子標(biāo)識(shí)卡和車(chē)間無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組成的MES系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)客車(chē)制造企業(yè)內(nèi)部的智能卡標(biāo)識(shí)形式物聯(lián)網(wǎng)模型。通過(guò)該平臺(tái)建設(shè)，提高了車(chē)間管理執(zhí)行力，固化了精益生產(chǎn)建設(shè)成果，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理精細(xì)化、即時(shí)化、電子化、可視化。

【關(guān)鍵詞】MESRFI生產(chǎn)管理一卡通

湖南南車(chē)時(shí)代電動(dòng)汽車(chē)股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“南車(chē)時(shí)代電動(dòng)”），主要經(jīng)營(yíng)電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)、電氣系統(tǒng)及關(guān)鍵零部件產(chǎn)品，集研發(fā)、制造、銷(xiāo)售于一體的新能源電動(dòng)汽車(chē)專(zhuān)業(yè)公司，客車(chē)整車(chē)擁有客車(chē)底盤(pán)、焊裝、涂裝及總裝四大車(chē)間。為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量，公司從戰(zhàn)略上確定以核心信息系統(tǒng)SAP ERP為基礎(chǔ)，持續(xù)引進(jìn)MES系統(tǒng)平臺(tái)，全面支撐精益工廠建設(shè)。

一、現(xiàn)狀分析及需求

公司整車(chē)現(xiàn)有ERP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以班組為工作中心的資源管理和業(yè)務(wù)執(zhí)行管理。SAP ERP系統(tǒng)雖然在整體上對(duì)公司的經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程進(jìn)行了有效控制和分析，并提供一個(gè)共享的操作平臺(tái)。但車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)管理上，需進(jìn)一步將生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反映到各個(gè)管理層，將生產(chǎn)過(guò)程的異常通過(guò)信息系統(tǒng)更快地反饋給相關(guān)解決部門(mén)，迅速組織資源解決異常。所以從管理上有了新的需求。

二、流程梳理和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1、業(yè)務(wù)需求：

公司組織了各業(yè)務(wù)部門(mén)的優(yōu)秀資源，組建成項(xiàng)目實(shí)施團(tuán)隊(duì)，對(duì)每塊業(yè)務(wù)進(jìn)行深入調(diào)研，形成調(diào)研文檔。由顧問(wèn)通過(guò)業(yè)務(wù)模型對(duì)比，診斷出幾項(xiàng)管理上需改進(jìn)的地方：

●公司管理信息流需進(jìn)一步深化和提速，特別是生產(chǎn)過(guò)程管理信息需進(jìn)一步通透，上通下達(dá)。加上管理層還沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單明了的系統(tǒng)界面來(lái)直接了解車(chē)間生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，造成了管理信息的不對(duì)等和不通透。

●系統(tǒng)集成尚需加強(qiáng)，工作效率有待進(jìn)一步提高，需引用先進(jìn)的數(shù)據(jù)收集設(shè)備，以加快數(shù)據(jù)采集效率，減少中間環(huán)節(jié)，多個(gè)系統(tǒng)無(wú)縫集成。

●車(chē)間針對(duì)SAP系統(tǒng)編制的生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行存在偏差，車(chē)間裝配和用料隨意性較大，需進(jìn)一步對(duì)車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)控。

2、物聯(lián)網(wǎng)架設(shè)雛形：

MES系統(tǒng)的建設(shè)將主要涉及五個(gè)部分：工序自動(dòng)排產(chǎn)系統(tǒng)、基礎(chǔ)信息系統(tǒng)、車(chē)間終端系統(tǒng)、SAP ERP接口管理系統(tǒng)、看板展示系統(tǒng)：

在硬件和網(wǎng)絡(luò)方面設(shè)計(jì)上，采用了不易被污染和磨損，且無(wú)需直接接觸的RFID（射頻識(shí)別技術(shù)），通過(guò)電子標(biāo)簽卡和讀卡器組合方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集操作，數(shù)據(jù)上傳下載則通過(guò)車(chē)間無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)?？傮w實(shí)施方案見(jiàn)下圖：

（1）物流管理模塊：

對(duì)于配送料的發(fā)料，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃員生產(chǎn)訂單下達(dá)情況，MES系統(tǒng)通過(guò)接口程序自動(dòng)獲取訂單所需配送物料清單，生成生產(chǎn)領(lǐng)料單。倉(cāng)管員根據(jù)生產(chǎn)領(lǐng)料單，按生產(chǎn)節(jié)拍和物料數(shù)量，揀配物料，并綁定物料卡。配送員將物料車(chē)配送到相應(yīng)工序庫(kù)，工序庫(kù)責(zé)任人、事務(wù)員、調(diào)度員、操作工等檢查物料與配送員刷卡交接，交接完后MES通過(guò)接口完成SAP自動(dòng)過(guò)賬生成SAP出庫(kù)單，配送員回收物料卡和物料車(chē)。

對(duì)于在產(chǎn)品的跟蹤，每臺(tái)車(chē)綁定一張卡，記錄生產(chǎn)過(guò)程中所有用料情況、工序流轉(zhuǎn)、質(zhì)量缺陷、工時(shí)統(tǒng)計(jì)、完工下線、異常處理等信息。在總裝下線時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)距離讀卡器，自動(dòng)刷卡收集到MES系統(tǒng)，然后通過(guò)觸摸顯示屏展現(xiàn)出來(lái)。

整個(gè)MES物流體系，取消紙質(zhì)來(lái)料報(bào)檢、入庫(kù)單、生產(chǎn)領(lǐng)料單、調(diào)撥單，全部實(shí)現(xiàn)電子化表單流轉(zhuǎn)；簡(jiǎn)化人工報(bào)檢、打單環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)操作刷卡即時(shí)過(guò)賬。此方案優(yōu)化了人力資源，加強(qiáng)了公司物料配送的精準(zhǔn)度，加快了物料流轉(zhuǎn)速度，為提高公司庫(kù)存周轉(zhuǎn)率提供了有力的支撐。

（2）工藝流程模塊：

為進(jìn)一步細(xì)化車(chē)間管理，結(jié)合ERP系統(tǒng)功能，在工藝路線的制定上，對(duì)新車(chē)型的工藝路線進(jìn)行了細(xì)化。將工藝操作說(shuō)明內(nèi)容維護(hù)到ERP系統(tǒng)中的長(zhǎng)文本字段中，針對(duì)原工藝路線中存在分裝情況的工序配置了并行工序，實(shí)現(xiàn)同一訂單，組裝和分裝同步進(jìn)行的生產(chǎn)模式。MES系統(tǒng)通過(guò)接口程序，獲取長(zhǎng)文本內(nèi)容指導(dǎo)車(chē)間操作，操作工在MES終端按工序報(bào)工。同時(shí)兼顧ERP系統(tǒng)的整體性和穩(wěn)定性，在ERP系統(tǒng)中保持原來(lái)的工作中心，增加臨時(shí)工單和小件自制訂單用的小件自制工作中心。

在MES系統(tǒng)開(kāi)發(fā)圖紙查看鏈接功能，實(shí)現(xiàn)操作工直接在現(xiàn)場(chǎng)可以查看電子圖紙。取消紙質(zhì)圖紙打印和下發(fā)的流程。

（3）生產(chǎn)計(jì)劃模塊：

MES系統(tǒng)中分別編制月度計(jì)劃、周計(jì)劃、日計(jì)劃，月度計(jì)劃主要從ERP系統(tǒng)獲取，由生產(chǎn)計(jì)劃員每周在MES系統(tǒng)中進(jìn)行周計(jì)劃編制和調(diào)整，下達(dá)到車(chē)間。車(chē)間調(diào)度進(jìn)行每日計(jì)劃的獲取和下達(dá)。所有訂單按臺(tái)車(chē)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程跟蹤，在“進(jìn)度查詢(xún)”中可以直接查看每個(gè)訂單的“點(diǎn)線圖”和“直方圖”，對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃制定和查詢(xún)方便直觀。

（4）車(chē)間管理模塊：

受車(chē)間環(huán)境和操作工素質(zhì)的限制，現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)操作盡量簡(jiǎn)化，所有操作以刷卡方式實(shí)現(xiàn)。操作工進(jìn)行一天工作時(shí)，先進(jìn)行設(shè)備點(diǎn)檢，并在系統(tǒng)中進(jìn)行點(diǎn)檢結(jié)果錄入操作。然后根據(jù)所流轉(zhuǎn)到本道工序上的車(chē)的產(chǎn)品批次卡，在系統(tǒng)中刷卡取的工作任務(wù)，進(jìn)行組裝工作。待組裝完成，對(duì)本臺(tái)車(chē)進(jìn)行刷卡報(bào)工，轉(zhuǎn)到下道工序，同時(shí)獲取下一臺(tái)車(chē)的工作任務(wù)。下班時(shí)，進(jìn)行5S工作，并在MES系統(tǒng)中進(jìn)行記錄。

（5）質(zhì)量管理模塊：

質(zhì)量管理主要包括三個(gè)層面，操作上涉及互檢、自檢、專(zhuān)檢、巡檢和終檢。第一個(gè)層面是操作工在收到上道工序流轉(zhuǎn)下來(lái)的車(chē)時(shí)，先進(jìn)行互檢，若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題可當(dāng)場(chǎng)退回給上道工序返工，以保證不收不良品。第二個(gè)層面是自檢和巡檢，即組裝過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題馬上修正，從而做到不做不良品。第三個(gè)層面是專(zhuān)檢，在關(guān)鍵控制點(diǎn)上設(shè)置專(zhuān)檢項(xiàng)，必須通過(guò)檢驗(yàn)并合格，才可以進(jìn)行轉(zhuǎn)序，以保證不交不良品。而在車(chē)子下線后，必須進(jìn)行整臺(tái)車(chē)質(zhì)量問(wèn)題全面檢驗(yàn)，方可進(jìn)行入庫(kù)發(fā)車(chē)。在每臺(tái)車(chē)下線時(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行匯總分析生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題。

（6）異常報(bào)障模塊：

異常是影響客車(chē)生產(chǎn)制造一個(gè)最為關(guān)鍵的因素，所以系統(tǒng)從六個(gè)方面進(jìn)行了分類(lèi)，包括：物料、設(shè)備、質(zhì)量、工藝、技術(shù)、其他。為了各級(jí)人員及時(shí)響應(yīng)異常問(wèn)題，并到現(xiàn)場(chǎng)解決，系統(tǒng)采用四級(jí)響應(yīng)機(jī)制?，F(xiàn)場(chǎng)操作工申報(bào)故障時(shí)，通過(guò)手機(jī)短信平臺(tái)即時(shí)發(fā)出短信給第一級(jí)響應(yīng)者，要求其在十五分鐘內(nèi)到現(xiàn)場(chǎng)簽到，按時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行逐層上報(bào)機(jī)制。處理人員趕到現(xiàn)場(chǎng)在MES系統(tǒng)中刷卡簽到，啟動(dòng)處理程序。處理完成后，刷卡關(guān)閉問(wèn)題。系統(tǒng)記錄每一步操作的延續(xù)時(shí)長(zhǎng)，可按異常次數(shù)和異常持續(xù)時(shí)間進(jìn)行柏拉圖顯示，每月分析異常處理對(duì)生產(chǎn)造成的影響。

四、實(shí)施效果分析

1、與SAP ERP互補(bǔ)：ERP著眼于企業(yè)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃和資源整合，覆蓋了公司運(yùn)行的所有業(yè)務(wù)，包含銷(xiāo)售，生產(chǎn)計(jì)劃，物料管理，財(cái)務(wù)成本等，ERP管理顆粒度相對(duì)較粗放；MES的功能范圍主要圍繞生產(chǎn)制造執(zhí)行，包括車(chē)間工單分解和排產(chǎn)，車(chē)間物料管理生產(chǎn)執(zhí)行和監(jiān)控、過(guò)程質(zhì)量管理、備管理和監(jiān)控、完工下線及即時(shí)入庫(kù)等，MES是對(duì)ERP生產(chǎn)計(jì)劃、物料管理業(yè)務(wù)的深化。

2、現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單便捷：建立“一卡通”的管理模式：產(chǎn)品跟蹤“一卡通”，從投產(chǎn)到下線，一卡綁定，產(chǎn)品信息刷卡即得；物料配送“一卡通”，刷卡移動(dòng)揀配，一車(chē)一卡，刷卡錄機(jī)，刷卡簽收；過(guò)程檢驗(yàn)“一卡通”，上下道工序轉(zhuǎn)序刷卡互檢，完工時(shí)刷卡自檢，質(zhì)檢員刷卡專(zhuān)檢；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，掙脫定點(diǎn)定時(shí)錄機(jī)束縛，隨時(shí)隨即時(shí)錄機(jī)，減少移動(dòng)浪費(fèi)。

3、準(zhǔn)確、高效、靈活：完整可靠：卡綁定信息，有效防止以往手工錄入時(shí)的錄錯(cuò)、錄漏現(xiàn)象發(fā)生；MES系統(tǒng)全面記錄5S、TPM結(jié)果，按時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，掃除盲區(qū)和死角；全面質(zhì)量控制，整車(chē)信息全面記錄。

五、結(jié)論和展望

通過(guò)MES平臺(tái)建設(shè)，創(chuàng)新性地引進(jìn)RFID技術(shù)（射頻識(shí)別技術(shù)）到客車(chē)整車(chē)生產(chǎn)制造過(guò)程管理中來(lái)，有效地推進(jìn)了生產(chǎn)管理精細(xì)化、即時(shí)化、電子化、可視化。構(gòu)建“一卡通”式的車(chē)間管理模式和倉(cāng)儲(chǔ)配送模式，優(yōu)化了節(jié)拍生產(chǎn)，加快了信息傳遞速度，提高了物料配送效率，減少了人工、圖紙和單據(jù)打印設(shè)備、紙張等浪費(fèi)。為各級(jí)管理者和職能部門(mén)及時(shí)掌控生產(chǎn)進(jìn)度和異常情況，在管理者和基層之間搭建起一座信息互通的橋梁，公司管理者可以隨時(shí)了解車(chē)間生產(chǎn)一線的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)狀況。同時(shí)，也為精益工廠建設(shè)提供了一個(gè)系統(tǒng)的固化的信息化管理平臺(tái)。