通過MES促進(jìn)生產(chǎn)精益化的研究

胡 斌

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通過MES促進(jìn)生產(chǎn)精益化的研究

胡 斌

航宇救生裝備有限公司信息管理部，湖北 襄陽 441003

以現(xiàn)代生產(chǎn)組織管理理論為指導(dǎo)，通過MES實現(xiàn)生產(chǎn)過程、制造資源可視、可監(jiān)控、可協(xié)調(diào)，建立精益管理和信息化有效融合的新型管理機制。對生產(chǎn)過程關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程和管理職能及相應(yīng)制度體系的優(yōu)化和重組，全面提升車間生產(chǎn)經(jīng)營管理水平，實現(xiàn)了計劃準(zhǔn)、響應(yīng)快、問題清、狀態(tài)明。完成資源配置、生產(chǎn)管理流程優(yōu)化、生產(chǎn)作業(yè)過程標(biāo)準(zhǔn)化、工藝技術(shù)資料電子化、企業(yè)信息透明化，加強生產(chǎn)管控體系建設(shè)，促進(jìn)生產(chǎn)精益化，為今后實現(xiàn)智能制造打下良好基礎(chǔ)。

MES；精益生產(chǎn)；智能制造

智能制造正成為未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內(nèi)容，是加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)工業(yè)向中高端邁進(jìn)、建設(shè)制造強國的重要舉措，也是新常態(tài)下打造新的國際競爭優(yōu)勢的必然選擇。智能制造是一個龐大的系統(tǒng)工程，需要找準(zhǔn)切入點，抓住根本點，突出落腳點，才能保證事半功倍。航空產(chǎn)品多品種、小批量的生產(chǎn)模式上若盲目推進(jìn)智能制造，難以保障建設(shè)成效。精益生產(chǎn)源于日本豐田生產(chǎn)方式，是以持續(xù)改善、消除浪費為基礎(chǔ)的管理哲學(xué)。從精益生產(chǎn)出發(fā)，在制造全過程精益化的基礎(chǔ)上，逐步實現(xiàn)生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的智能化應(yīng)用，既兼顧了智能制造長期愿景，又切合航空企業(yè)現(xiàn)狀，因此結(jié)合MES促進(jìn)精益生產(chǎn)的研究作為推動航空智能制造的切入點[1]。

1 研究背景

以某航空企業(yè)為例，為實現(xiàn)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式向產(chǎn)品高質(zhì)量、生產(chǎn)高效率、過程可視化、企業(yè)信息系統(tǒng)集成互通的精益生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，已經(jīng)成為必須攻克的課題。（1）車間計劃可執(zhí)行性差、沒有根據(jù)實際產(chǎn)能排產(chǎn)。生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)管理之間數(shù)據(jù)共享主要憑報表、開會，計劃人員很難得到實際生產(chǎn)進(jìn)度的準(zhǔn)確信息，溝通成本高，生產(chǎn)計劃的評估過程需要多部門反復(fù)溝通。數(shù)據(jù)滯后、偏差導(dǎo)致計劃編制準(zhǔn)確性、可執(zhí)行性大大降低。計劃調(diào)整難度比較大，當(dāng)出現(xiàn)計劃變更時，需要重新評估整個生產(chǎn)計劃[2]。（2）緊急訂單插單/計劃變更處理。車間任務(wù)是由計調(diào)處根據(jù)每個月的交付計劃下達(dá)，但這只是最低需求，實際投料的余量由計調(diào)處根據(jù)經(jīng)驗掌握。而且一旦面臨緊急訂單時，生產(chǎn)和計劃部門變更計劃很困難，會打破生產(chǎn)平衡，對生產(chǎn)線其他訂單產(chǎn)生影響、導(dǎo)致拖期、造成成本上升。針對緊急訂單插單，需要建立能夠靈活處理緊急訂單插單的平臺。生產(chǎn)部門需要在最短時間內(nèi)評估車間生產(chǎn)能力，同時也要考慮緊急訂單對其他在制訂單和按計劃投產(chǎn)訂單的影響。基于完備的計劃排產(chǎn)、計劃滾動排產(chǎn)、車間設(shè)備數(shù)據(jù)采集，可以將車間的實時情況，包括計劃執(zhí)行情況、設(shè)備情況反饋給計劃排產(chǎn)部門，在計劃排產(chǎn)模塊中進(jìn)行計劃的模擬智能排產(chǎn)，從而解決緊急插單，提供管理層了解計劃變更所帶來的風(fēng)險以及變更計劃的可執(zhí)行性。（3）生產(chǎn)準(zhǔn)備拖進(jìn)度。生產(chǎn)管理部門在制訂生產(chǎn)計劃的時候，主要考慮的是交付要求，而對車間的生產(chǎn)能力（如設(shè)備、關(guān)鍵刀具、人員等）往往不能充分考慮，沒有將車間任務(wù)作整體上的協(xié)調(diào)，不可避免出現(xiàn)生產(chǎn)、裝配過程資源需求發(fā)生沖突。設(shè)備、刀具計劃編制的編制困難。由于與生產(chǎn)計劃管理不能很好地交互，造成與產(chǎn)品生產(chǎn)計劃的不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致設(shè)備工裝和工具，由于保修、定檢和定磨等情況的影響，不能投入使用，而影響生產(chǎn)進(jìn)度。而且目前手工管理模式下，很難對工具的到期檢定進(jìn)行及時提醒。（4）車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計困難，生產(chǎn)過程不透明。一直以來，制造型企業(yè)的生產(chǎn)計劃管理都只是單向的，沒有或少有反饋，也無法形成閉環(huán)。在生產(chǎn)管理過程中，無法了解詳細(xì)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。造成車間管理不透明的主要原因是沒有及時把車間現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地反饋上來。目前生產(chǎn)車間現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都靠人工手動統(tǒng)計，費時費力，準(zhǔn)確率低，時效性也比較差。因此需要通過面向車間現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的信息系統(tǒng)協(xié)助收集生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)。（5）決策分析、績效評估等需求無法及時、有效滿足。對于生產(chǎn)管理層制訂計劃和決策，都需要全面的準(zhǔn)確的及時的報表作為輔助工具。目前生產(chǎn)管理層需要的生產(chǎn)進(jìn)度報表、產(chǎn)品合格率等報表等都是通過手工統(tǒng)計得到的，這種方式很難滿足追求效率的車間管理需求。因此需要借助信息系統(tǒng)，基于對車間現(xiàn)場原始數(shù)據(jù)的收集基礎(chǔ)為車間量身訂制分析報表。（6）數(shù)據(jù)龐大，信息沖突。生產(chǎn)任務(wù)管理中零件的準(zhǔn)確信息（包括工序、工時、工裝、刀量具等）起到至關(guān)重要的作用，車間工作中的計劃、排產(chǎn)、流程都需要相關(guān)的零件信息。信息散落于多系統(tǒng)、多部門，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量龐大而且混亂，不同部門提供的數(shù)據(jù)、信息不一致，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為了關(guān)系系統(tǒng)成敗的一個致命問題。

2 主要做法

（1）通過系統(tǒng)運行場景圖描述各方預(yù)期目標(biāo)。首先描述系統(tǒng)運行場景圖，與主要業(yè)務(wù)部門明確運行系統(tǒng)運行場景，確定系統(tǒng)動態(tài)框架，描述了系統(tǒng)各利益攸關(guān)者預(yù)期系統(tǒng)用途，系統(tǒng)預(yù)期的使用位置以及系統(tǒng)預(yù)期如何使用，以及一系列關(guān)鍵的代表性的使用場景。系統(tǒng)運行場景圖作為重要的參考資料，為開發(fā)提供依據(jù)，同時也在需求確認(rèn)、設(shè)計和應(yīng)用提供早期參考。為需求描述提供背景和框架，使需求的描述和傳遞更加準(zhǔn)確和易懂[3]。（2）構(gòu)建基于現(xiàn)有資源的計劃排程與調(diào)度系統(tǒng)。針對車間計劃可執(zhí)行性差、沒有根據(jù)實際產(chǎn)能排產(chǎn)情況，通過作業(yè)配套管理和模擬排產(chǎn)及時獲取零件生產(chǎn)所需物料、設(shè)備、工具工裝等重要生產(chǎn)資源的可用狀況，以提高生產(chǎn)計劃的可行性和有效性，能對不滿足投產(chǎn)的計劃提供自動預(yù)警，自動統(tǒng)計出具體零件批次缺物料和工具的清單，便于計劃員調(diào)整計劃。根據(jù)零件交付節(jié)點倒排，自動排出零件的周計劃和日計劃，并且能排出詳細(xì)的工序級作業(yè)。排計劃時能考慮到各工段生產(chǎn)中的計劃占用設(shè)備產(chǎn)能、人力、工裝工具的實際情況滾動排產(chǎn)，得到更貼合生產(chǎn)實際的計劃排產(chǎn)。（3）信息共享，任務(wù)分解，設(shè)備、工裝、工具等各角色，提前生產(chǎn)準(zhǔn)備。設(shè)備、工裝工具、刀量具是現(xiàn)場加工制造的保障，對其進(jìn)行管理，有助于及時掌握設(shè)備現(xiàn)狀，有效處理設(shè)備使用過程中的各類問題，提高設(shè)備利用率，實時掌握制造資源現(xiàn)狀，為作業(yè)計劃的按期執(zhí)行提供支撐。并進(jìn)一步提升包括機修班組在內(nèi)的全車間的工作效率。對于一些需要進(jìn)行壽命管理的工裝、工具，在加工過程或加工完畢之后，由工人在系統(tǒng)中填寫工具、量具的使用時間、統(tǒng)計使用次數(shù)，并根據(jù)檢驗要求設(shè)置檢驗到期次數(shù)，并根據(jù)使用時間、周期、次數(shù)觸發(fā)刀具的修磨、量具的校準(zhǔn)、工裝的定檢等。（4）梳理職責(zé)，明確分工，規(guī)范現(xiàn)場作業(yè)，閉環(huán)生產(chǎn)任務(wù)。現(xiàn)場作業(yè)管理是生產(chǎn)管理的難點，為有效管理零組件在車間的流轉(zhuǎn)過程，暢通信息的流轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)的使用，降低生產(chǎn)過程管理難度，提高車間內(nèi)部管理水平，降低長周期、高質(zhì)量產(chǎn)品交付的難度，需對車間內(nèi)制造執(zhí)行過程進(jìn)行完整性管理。調(diào)度員將任務(wù)派發(fā)給班組長之后，班組長需對任務(wù)進(jìn)行確認(rèn)，并將生產(chǎn)任務(wù)派發(fā)給現(xiàn)場工人，在生產(chǎn)準(zhǔn)備齊套性檢查結(jié)束后，可將任務(wù)進(jìn)行二次派發(fā)，指定工人領(lǐng)取工藝規(guī)程、在制品、加工所用的工裝工具，在相應(yīng)的設(shè)備上進(jìn)行現(xiàn)場執(zhí)行操作。工人的現(xiàn)場作業(yè)活動在線下自行完成，并用量具檢測加工后的半成品，并在系統(tǒng)內(nèi)填寫采集實測數(shù)據(jù)，填寫完畢之后，在系統(tǒng)中輸入實測數(shù)據(jù)，形成工人自檢自分表等附加表單，并將表單隨生產(chǎn)零件、路線卡片同時提交檢驗員?，F(xiàn)場工人根據(jù)路線卡片進(jìn)行加工時，如果是首件驗證，則需要進(jìn)行首件三檢。接著需要在整批零件完工后，將所有零件提交檢驗。檢驗員接收零件及附加單據(jù)后，依據(jù)工藝規(guī)程，對提交的零件進(jìn)行質(zhì)量檢驗，所有檢驗結(jié)果都在系統(tǒng)中錄入。（5）信息反饋與監(jiān)控相結(jié)合，車間管理由事后調(diào)度改為事前預(yù)防。造成車間管理不透明的主要原因是沒有及時把車間現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地反饋上來。在手工管理狀態(tài)下，生產(chǎn)車間現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都靠人工手動統(tǒng)計，車間現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集有很大的難度，再層層匯總，費時費力，準(zhǔn)確率低，時效性也比較差。在生產(chǎn)管理過程中，車間管理層需要得到設(shè)備的運行狀態(tài)；需要采集每一個派工單的加工狀態(tài)、加工設(shè)備、操作員；需要采集工人的實際工時、派工情況；無法想象，這些數(shù)據(jù)的采集可以靠人工來實現(xiàn)。由于所有的數(shù)據(jù)基本上都來源于生產(chǎn)一線，只有直接負(fù)責(zé)車間執(zhí)行計劃的信息管理系統(tǒng)才可能幫助采集到需要的數(shù)據(jù)。因此需要通過面向車間現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的信息系統(tǒng)協(xié)助收集生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)。（6）多角度過程監(jiān)控、完善的報表功能，滿足領(lǐng)導(dǎo)決策。在生產(chǎn)過程監(jiān)控方面，在及時準(zhǔn)確地收集車間生產(chǎn)進(jìn)度信息的基礎(chǔ)上，以預(yù)警形式提示車間領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)負(fù)責(zé)人，以便于車間領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)科室進(jìn)行生產(chǎn)過程實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)和處理異常，提高車間管理的透明度。提供靈活、簡單實用、數(shù)據(jù)一致、實時有效的報表。提升管理層決策的效率和準(zhǔn)確性，真正讓領(lǐng)導(dǎo)做到“看得見、管得住”。（8）制訂規(guī)范整理數(shù)據(jù)。在實施過程中，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量龐大而且混亂，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為了關(guān)系系統(tǒng)成敗的一個致命問題，通過對零組件基本信息、BOM數(shù)據(jù)和工藝、工時、工種等信息整理、比對、規(guī)范，制訂了《工藝、工序數(shù)據(jù)整理規(guī)范》和數(shù)據(jù)整理計劃。保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化及統(tǒng)一，統(tǒng)一數(shù)據(jù)源。

3 實施效果

實現(xiàn)工序流轉(zhuǎn)過程中進(jìn)度可視化，數(shù)據(jù)透明化，工人工時實時計算，支撐生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)度把控。推進(jìn)生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)計劃平衡、制造資源優(yōu)化配置和車間現(xiàn)場生產(chǎn)控制；形成面向數(shù)字化制造的生產(chǎn)運營體系，實現(xiàn)生產(chǎn)過程、制造資源等的全過程可視、可監(jiān)控、可協(xié)調(diào)，促進(jìn)生產(chǎn)靜益化。

4 結(jié)語

不同行業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)模式都不盡相同，如何找到既兼顧長期愿景，又符合企業(yè)現(xiàn)狀的信息化道路是擺在每個信息化工作者的難題，因此，需要追溯本源，抓住問題的實質(zhì)和發(fā)展的關(guān)鍵。通過MES促進(jìn)精益生產(chǎn)研究的成功對推動航空智能制造具有一定參考價值。

[1]周長英.基于離散制造業(yè)車間的制造執(zhí)行（MES）方案設(shè)計[J].制造業(yè)自動化，2012，5（下）：174.

[2]孫永武.企業(yè)ERP與MES系統(tǒng)集成的研究與實現(xiàn)[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2014.

[3]傅建中.智能制造裝備的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].機電工程，2014，31（8）：211.

Research on Promoting Lean Production through MES

Hu Bin

The Information Management Department of HangYu Lifesaving Equipment Co., Ltd., Hubei Xiangyang 441003

Guided by the theory of modern production organization and management, through MES to achieve production process, manufacturing resources can be visible, monitor, coordinated, the establishment of a new management mechanism for the effective integration of lean management and information. To optimize and restructure the key business process and management function of the production process, and to improve the management level of workshop production, through the allocation of resources, production management process optimization, production process standardization, process technology information, enterprise information transparency, strengthen the construction of production management and control system, promote the production of lean, in order to achieve a good foundation for intelligent manufacturing in the future.

MES;Lean production;Intelligent manufacturing.

TB497

A

1009-6434（2016）08-0090-03

胡斌（1975—），男，籍貫為湖北省武漢人，學(xué)歷為計算機技術(shù)領(lǐng)域工程碩士，畢業(yè)于武漢大學(xué)，現(xiàn)有職稱為高級工程師，研究方向為軟件工程。

胡斌，碩士，高級工程師，航宇救生裝備有限公司信息管理部軟件室主任，研究方向為軟件工程。