應(yīng)用MES技術(shù)優(yōu)化分組加工工藝過程

余勇

摘 要：分組加工模式的應(yīng)用是特色工藝研究和精細化加工的結(jié)合，目前被應(yīng)用在了很多企業(yè)中。為了解決計劃制訂到生產(chǎn)調(diào)度指揮這一過程中的問題，企業(yè)采用了MES技術(shù)來優(yōu)化這一模式下的工藝過程。分析了MES技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：MES技術(shù)；分組加工；工藝路徑；加工參數(shù)

中圖分類號：TS452.3 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.151

當(dāng)前，分組加工在很多企業(yè)中得到了應(yīng)用，并成為研究重點。下面我們對MES技術(shù)對分組加工模式下工藝過程的優(yōu)化進行分析。

1 概述

MES技術(shù)是面向車間層的一種生產(chǎn)管理技術(shù)和實時信息系統(tǒng)，這些年來發(fā)展比較迅速。從當(dāng)前情況看，MES技術(shù)已經(jīng)在家電、汽車、半導(dǎo)體和通訊等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，并獲得了良好的應(yīng)用效果。它具有高度精細化與智能化的特點，能夠控制生產(chǎn)的全部過程，其營造出來的生產(chǎn)環(huán)境不僅能夠快速反應(yīng)，同時它還有很強的彈性，呈現(xiàn)出精細化的特點。尤其對于無法小批量生產(chǎn)的各種企業(yè)來說，MES技術(shù)能夠?qū)ζ髽I(yè)信息加以管理。利用這項技術(shù)可以對企業(yè)生產(chǎn)線進行改善，提高運行效率，同時在組織生產(chǎn)的過程中具有靈活性，使企業(yè)在生產(chǎn)過程中具有柔性化特點，企業(yè)管理也呈現(xiàn)出精細化特點。通過運用這項技術(shù)，企業(yè)能夠及時、靈活地應(yīng)對市場變化，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，并提高管理水平。

2 企業(yè)新特點

在分組加工這一模式下，企業(yè)表現(xiàn)出來的新特點主要有：①對工藝路徑的調(diào)度比較復(fù)雜。在分組加工模式下，對于不同的物料，要利用不同方式進行加工，一些生產(chǎn)線以前采用的是單一的工藝線路，逐漸發(fā)展成為多組合的工藝線路，呈現(xiàn)出復(fù)雜化的特點。②柔性調(diào)度生產(chǎn)。以前，企業(yè)主要采用的是直線型模式進行生產(chǎn)，從投料環(huán)節(jié)一直到產(chǎn)品產(chǎn)出環(huán)節(jié)，操作的時候采用的都是固定重量，具有剛性特點。在這樣的生產(chǎn)模式下，只要確定了質(zhì)量，并開始投料，便無法修改，即使在生產(chǎn)數(shù)量發(fā)生變化的情況下也無法及時進行修改。而采用分組加工模式后，各種比例的中間物料在經(jīng)過組合以后才能生成產(chǎn)品，因此，如果生產(chǎn)的需求發(fā)生了變化，就可以在短時間內(nèi)對其加以調(diào)整，變更生產(chǎn)。③生產(chǎn)過程的精細控制。分組加工模式對生產(chǎn)過程控制有一定要求，如果物料不同，那么加工參數(shù)也不一樣，即便是一樣的物料，不同的加工強度需要的參數(shù)也是不同的。以前，企業(yè)在對產(chǎn)品進行加工的時候采用的基本上都是固定的參數(shù)，現(xiàn)在正在逐漸轉(zhuǎn)變成物料與參數(shù)之間相匹配的模式。與此同時，對于同種物料，采用不一樣的手段優(yōu)化其參數(shù)，也是當(dāng)前的一個研究重點。④加工設(shè)備具有智能化的特點。控制系統(tǒng)正在從以前的集中控制逐漸轉(zhuǎn)變成為分布式控制。智能控制體系的核心是主機設(shè)備，它的功能有自動控制和通訊、系統(tǒng)自診斷和數(shù)據(jù)處理保存，為了線路柔性組合的實現(xiàn)提供了硬件支持。⑤生產(chǎn)管理實現(xiàn)了信息化。對于以前的生產(chǎn)過程來說，信息流的形式一般都是紙質(zhì)或者是口頭，這樣就導(dǎo)致各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間無法實現(xiàn)信息共享和交互。在分組加工模式下，各種計劃、設(shè)備、物料和質(zhì)量數(shù)據(jù)等各種信息逐漸復(fù)雜化，從而使生產(chǎn)管理實現(xiàn)了信息化。

3 MES技術(shù)的具體應(yīng)用

在企業(yè)中，利用MES技術(shù)處理計劃，主要就是對工藝段任務(wù)進行分解和調(diào)度。因此，要結(jié)合分組加工模式下企業(yè)在生產(chǎn)過程中的具體特點，利用MES技術(shù)提出有效的應(yīng)用架構(gòu)模型，從而與分組加工模式相適應(yīng)。在架構(gòu)模型中，系統(tǒng)核心包括兩方面，分別是對生產(chǎn)計劃進行優(yōu)化和對參數(shù)進行優(yōu)化。MES技術(shù)應(yīng)用模型如圖1所示。

3.1 對生產(chǎn)計劃進行優(yōu)化

對于這一模型來說，在優(yōu)化排產(chǎn)過程中，系統(tǒng)要依據(jù)以前的數(shù)據(jù)分解排產(chǎn)生產(chǎn)任務(wù)，從而形成預(yù)排產(chǎn)計劃。在模擬過程中，要對預(yù)排產(chǎn)計劃加以模擬，并進行仿真計算。這是由于在市場經(jīng)濟條件下，市場需求是在不斷變化的，企業(yè)要受到市場的影響，如果沒有外界的影響，那么預(yù)排產(chǎn)計劃是最優(yōu)的，但是因為市場影響變化比較大，具有不可預(yù)測性，在發(fā)生了變化的時候，如果還是按照預(yù)排產(chǎn)計劃操作，那么就會產(chǎn)生各種問題，嚴(yán)重時，還會導(dǎo)致計劃得不到執(zhí)行。所以，要對其進行模擬。利用數(shù)據(jù)采集這一模塊可以得到生產(chǎn)過程中的各種實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，并依據(jù)生產(chǎn)線模型、配方數(shù)據(jù)和預(yù)排產(chǎn)計劃對生產(chǎn)過程加以模擬和計算，對計劃是否具有可行性進行檢查，同時還能計算出執(zhí)行指標(biāo)，為生產(chǎn)提供一定的參考。在保證生產(chǎn)計劃具有可行性之后，調(diào)度模塊就會結(jié)合生產(chǎn)計劃和企業(yè)實際狀況，將具體的生產(chǎn)任務(wù)下達下去，依據(jù)相關(guān)配方數(shù)據(jù)，確保工單形成，然后將工單送到各個工藝段之中開始具體的生產(chǎn)過程。任務(wù)監(jiān)控和加工過程分析這兩個模塊要結(jié)合生產(chǎn)計劃的具體執(zhí)行結(jié)果開展工作，前者主要是對生產(chǎn)任務(wù)的具體執(zhí)行過程進行監(jiān)控，而后者則確保經(jīng)驗數(shù)據(jù)的形成，這樣就能為以后的生產(chǎn)提供良好的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。在這一模型的應(yīng)用過程中，由于受到外界的影響，如果生產(chǎn)任務(wù)發(fā)生了變化，那么相關(guān)人員就要在過程模擬階段對生產(chǎn)計劃改變后的結(jié)果加以分析，并依據(jù)這一點對其進行調(diào)整，保證生產(chǎn)計劃具有可執(zhí)行性，并對其進行優(yōu)化。

當(dāng)前，分組加工已經(jīng)成為企業(yè)的重要模式，這就使得企業(yè)中的生產(chǎn)工藝路線不斷變得復(fù)雜，要求柔性化生產(chǎn)。在這一模式下，生產(chǎn)需求是不斷變化的，往往需要考慮多種因素，以前采用的是依據(jù)調(diào)度人員經(jīng)驗對生產(chǎn)過程進行調(diào)度，這種方式不能適應(yīng)當(dāng)前的情況。分組加工能夠采集大量信息，利用MDB內(nèi)推式調(diào)度法加以計算，可以提高生產(chǎn)任務(wù)排產(chǎn)的可行性，降低外界對模型造成的影響，提升其敏捷性。在這一過程中，針對產(chǎn)品加工過程積累相關(guān)數(shù)據(jù)，并對之前的數(shù)據(jù)進行修改，優(yōu)化生產(chǎn)過程，提升這一模式的優(yōu)化能力。

3.2 對參數(shù)加以優(yōu)化

對于分組加工來說，對不同物料相關(guān)加工參數(shù)進行優(yōu)化也是其中的一個重點。在這一模式之下，需要結(jié)合加工物料模塊調(diào)整配方參數(shù)、控制參數(shù)和設(shè)備參數(shù)，從而使面向生產(chǎn)的具體操作智能化。

對于參數(shù)優(yōu)化來說，其主要作用是依據(jù)實際需求對配方進行管理，同時對各類參數(shù)加以優(yōu)化。這一過程是循環(huán)的，要將工藝部門事前設(shè)置好的各種參數(shù)錄入到配方管理這一模塊之中，生產(chǎn)線在接收到任務(wù)之后，就會自動分配到對應(yīng)模塊之中，生產(chǎn)線接收相關(guān)參數(shù)，并開始生產(chǎn)。在企業(yè)生產(chǎn)中，這一系統(tǒng)之中的數(shù)據(jù)采集模塊可以對生產(chǎn)中的各類數(shù)據(jù)加以保存，而且質(zhì)量控制模塊可以針對指標(biāo)具體完成狀況加以分析，并在其中輸入具體的結(jié)果。它能夠把相關(guān)指標(biāo)的具體完成狀況送到參數(shù)優(yōu)化這一模塊之中，還能夠?qū)?shù)據(jù)采集模塊當(dāng)中的數(shù)據(jù)進行綜合分析，然后將修改建議提供給操作人員，由工作人員針對相關(guān)參數(shù)進行修改，這樣就能在下一批生產(chǎn)過程中應(yīng)用這些新的參數(shù)。

4 結(jié)束語

綜上所述，分組加工模式在企業(yè)中的應(yīng)用給企業(yè)帶來了新的變革，利用MES技術(shù)對其工藝過程進行優(yōu)化，有助于企業(yè)實現(xiàn)良好的管理。

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〔編輯：王霞〕