MES 在批量生產(chǎn)型企業(yè)中的應(yīng)用

梁磊 林彤 馮軍 林瑞燕

摘要：隨著“中國制造2025”、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等推進(jìn)，生產(chǎn)車間也正在向自動化、智能化、信息化方向發(fā)展。國機(jī)智能科技有限公司通過實(shí)施ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng) ，配料密煉系統(tǒng)，建設(shè)具有自動化、數(shù)字化等特色的智能型生產(chǎn)車間。

關(guān)鍵詞： MES;ERP;智能生產(chǎn);計劃

中圖分類號：TP311? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）21-0248-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 MES 系統(tǒng)

MES（Manufacturing Execution System）即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，是一個用來跟蹤生產(chǎn)進(jìn)度，庫存使用情況，工作進(jìn)度等信息流。MES系統(tǒng)可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計劃排產(chǎn)管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工具工裝管理、生產(chǎn)過程控制，為企業(yè)打造一個扎實(shí)、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺，降低生產(chǎn)管理成本。

2 企業(yè)信息化現(xiàn)狀

新能源公司是國機(jī)智能科技有限公司下屬是專注于研發(fā)和生產(chǎn)新能源汽車配套用密封件的批量制造型企業(yè)。目前使用ORACLE ERP的銷售、采購、庫存、財務(wù)、生產(chǎn)等管理模塊。ORACLE MRP 自動分解銷售訂單需求，將生產(chǎn)需求傳遞至制造部門，計劃員根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的數(shù)量和交期，結(jié)合車間已安排的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行完工日期的確認(rèn)和溝通，確認(rèn)無誤后，將生產(chǎn)任務(wù)拆分為若干生產(chǎn)計劃，并在ERP系統(tǒng)中錄入生產(chǎn)計劃，手工完成硫化工序排產(chǎn)下發(fā)至車間。生產(chǎn)現(xiàn)場管理涉及以下5個維度：

1） 生產(chǎn)領(lǐng)料：PC端掃描槍掃描領(lǐng)料單條碼，在ERP錄入發(fā)料數(shù);

2） 生產(chǎn)投料：PC端掃描槍掃描工單條碼，在ERP錄入投料數(shù)據(jù)或通過PDA掃描工單條碼、物料條碼，完成投料，并將投料事務(wù)處理同步至ERP;

3） 工序移動：通過PDA掃描，完成工序移動，支持工序完成、工序報廢、工序返工，將工序移動事務(wù)處理同步至ERP;

4） 完工檢驗(yàn)：PC端條碼槍掃描工單條碼，在ERP錄入完工檢驗(yàn)結(jié)果;

5） 完工入庫上架：通過PDA掃描，完成完工上架至指定庫位，將完工事務(wù)處理同步至ERP。

在工作過程中，逐漸發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有ERP系統(tǒng)對于生產(chǎn)現(xiàn)場管理，產(chǎn)品質(zhì)量追溯，產(chǎn)能控制等方面做不到“精細(xì)化管理”，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：計劃人員手工編制生產(chǎn)計劃，效率較低;工序傳遞只能通過條碼系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，可傳遞的信息量有限; 生產(chǎn)過程中模具、工裝設(shè)備、機(jī)臺設(shè)備做不到有序統(tǒng)籌管理。

3 MES系統(tǒng)實(shí)施應(yīng)用

新能源公司為了優(yōu)化現(xiàn)有生產(chǎn)現(xiàn)場過程管理，對設(shè)備、人力、計劃進(jìn)行有效的全面統(tǒng)籌，提升公司的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和質(zhì)量追溯等方面的信息管理，構(gòu)建數(shù)字化智能生產(chǎn)車間。經(jīng)過選型評估，選定BJ研究院自主研發(fā)的iMES-100產(chǎn)品為整體架構(gòu)，集成ERP和自動配料系統(tǒng)，搭建智能車間管理系統(tǒng)。

3.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

項(xiàng)目根據(jù)需求，制定以下業(yè)務(wù)目標(biāo)：

計劃排產(chǎn)：通過MES制定準(zhǔn)確、可執(zhí)行的生產(chǎn)計劃，安排生產(chǎn)機(jī)臺、生產(chǎn)人員及各種原輔材料的領(lǐng)用和產(chǎn)出時間。

生產(chǎn)管理：實(shí)現(xiàn)按機(jī)臺生產(chǎn)，并實(shí)時了解訂單生產(chǎn)進(jìn)度情況，對生產(chǎn)過程進(jìn)行管理，包括工單派工、工單生產(chǎn)執(zhí)行狀況、物料使用情況等進(jìn)行統(tǒng)計管理。

配料糾錯管理：通過物料條碼化管理，密煉機(jī)設(shè)備安裝配料小藥箱，根據(jù)獲取到的工單信息，配料系統(tǒng)自動核對物料清單，配料準(zhǔn)確率達(dá)100%。

質(zhì)量追溯：生產(chǎn)過程中對半成品膠料以條碼進(jìn)行記錄，出現(xiàn)不良時可通過系統(tǒng)快速追溯。

設(shè)備自動取數(shù)：設(shè)備通過PLC控制模塊，將讀數(shù)到的數(shù)值自動寫入MES系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)整合：實(shí)現(xiàn)MES與公司已建ERP系統(tǒng)結(jié)合，通過配料系統(tǒng)+ERP+MES，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)對制造過程管理的拓展和深化，滿足智能制造工廠要素條件。

3.2 流程功能點(diǎn)設(shè)計

以混煉膠生產(chǎn)序?yàn)槔?，展示MES系統(tǒng)功能點(diǎn)設(shè)計

（1）在制訂混煉膠需求計劃時，制造部在ERP中創(chuàng)建混煉膠生產(chǎn)計劃，如下圖所示。

ERP以一車為一個生產(chǎn)計劃，如果需要生產(chǎn)多車混煉膠，則需要創(chuàng)建多個生產(chǎn)計劃。ERP的混煉膠生產(chǎn)計劃創(chuàng)建后，通過接口將【生產(chǎn)計劃號】、【產(chǎn)品編碼】、【產(chǎn)品名稱】、【需求重量】、【開始時間】、【結(jié)束時間】等信息傳給MES，MES根據(jù)接收的信息自動創(chuàng)建對應(yīng)的多個混煉膠生產(chǎn)計劃。生產(chǎn)計劃創(chuàng)建后，其狀態(tài)為【計劃】。

（2）制造部指定產(chǎn)品工藝并下達(dá)生產(chǎn)計劃。在混煉膠生產(chǎn)的前一天，制造部需要指定每個生產(chǎn)計劃中的【產(chǎn)品工藝編碼】，MES提供批量指定產(chǎn)品工藝的功能。制造部確認(rèn)每個生產(chǎn)計劃中的【生產(chǎn)計劃號】、【產(chǎn)品編碼】、【產(chǎn)品名稱】、【需求數(shù)量】、【單位】、【開始時間】、【結(jié)束時間】等信息后，對生產(chǎn)計劃進(jìn)行下達(dá)，下達(dá)后生產(chǎn)計劃狀態(tài)變?yōu)椤鞠逻_(dá)】，同時，MES對每個生產(chǎn)計劃生成【生產(chǎn)批次號】。生產(chǎn)計劃下達(dá)后，MES自動為每個生產(chǎn)計劃生成對應(yīng)的作業(yè)計劃，該作業(yè)計劃的狀態(tài)為【計劃】。

（3）批量設(shè)置作業(yè)計劃工序的開完工時間。作業(yè)計劃生成后，制造部需要設(shè)置作業(yè)計劃的各工序開完工時間。在首段工序的【開始時間】中輸入具體到時分的開工時間，其他工序根據(jù)各自工序的定額工時順序計算。例如，制造部指定了煉膠的開工時間，系統(tǒng)會根據(jù)定額工時為其自動設(shè)置后續(xù)過濾前檢驗(yàn)、過濾、過濾后檢驗(yàn)工序的【開始時間】和【結(jié)束時間】。如果需要可以進(jìn)行手動調(diào)整。MES提供批量設(shè)置開完工時間功能。

（4）批量確認(rèn)下達(dá)作業(yè)計劃至各班組。生產(chǎn)當(dāng)天，制造部下達(dá)作業(yè)計劃，MES自動生成派工單，并自動發(fā)到各個工序?qū)?yīng)的班組，這時作業(yè)計劃轉(zhuǎn)為【下達(dá)】。派工單不派工到具體的人，且一個生產(chǎn)計劃的每個工序只產(chǎn)生一個派工單。當(dāng)混煉膠生產(chǎn)完畢并且工人報工后確認(rèn)完成，則生產(chǎn)計劃狀態(tài)變?yōu)椤就瓿伞浚瑫r反饋ERP系統(tǒng)。

（5）作業(yè)計劃派工后，MES生成各個工序的作業(yè)派工單并下發(fā)至對應(yīng)生產(chǎn)班組，這時每個派工單的狀態(tài)都為【生成】。制造部打印混煉膠隨序卡并發(fā)給煉膠工人，煉膠工人會在煉膠完成后將隨序卡放置在各車混煉膠上。隨序卡上包含【生產(chǎn)批次號】和【產(chǎn)品編號】等信息。

（6）煉膠組現(xiàn)場工人在MES接到煉膠作業(yè)派工單后，批量選擇當(dāng)前要執(zhí)行的煉膠派工單，點(diǎn)選【開工】。然后工人在密煉系統(tǒng)中創(chuàng)建“【生產(chǎn)批次號】-A”和“【生產(chǎn)批次號】-B”兩個密煉任務(wù)，分別代表一段煉膠任務(wù)和二段煉膠任務(wù)。

（7）操作工人根據(jù)密煉系統(tǒng)提示進(jìn)行煉膠，煉膠完成后，操作工人對混煉膠稱重后在MES中錄入，執(zhí)行報工操作，MES通過接口訪問密煉系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，獲取該生產(chǎn)批次號在密煉系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫下的【物料名稱】、【物料重量】、【物料批次號】、【煉膠開工時間】、【煉膠結(jié)束時間】、【溫度曲線】、【壓力曲線】、【轉(zhuǎn)速曲線】等信息，更新MES報工記錄，完成報工。

（8）操作工人將隨序卡置于對應(yīng)混煉膠中，在MES中執(zhí)行完成密煉派工單操作，該作業(yè)派工單狀態(tài)轉(zhuǎn)為【完成】。MES將該作業(yè)計劃的【物料名稱】、【物料重量】、【物料批次號】等信息傳給ERP，ERP生成物料消耗記錄。

（9）質(zhì)管部在進(jìn)行過濾前檢驗(yàn)工序前需要在MES的過濾前檢驗(yàn)派工單上執(zhí)行【開工】操作，然后對混煉膠進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)后在MES中對報工單錄入檢驗(yàn)結(jié)果，完成檢驗(yàn)并報工，報工后該檢驗(yàn)工序派工單轉(zhuǎn)為【完成】狀態(tài)。

（10）煉膠組執(zhí)行過濾操作。

煉膠組在MES的過濾派工單上執(zhí)行【開工】操作，然后對混煉膠進(jìn)行過濾，每過濾完一個車次后進(jìn)行一次稱重報工，報工后操作工人可執(zhí)行完成操作，使過濾工序派工單轉(zhuǎn)為【完成】狀態(tài)。

（11）質(zhì)管部執(zhí)行過濾后檢驗(yàn)操作。

質(zhì)管部在進(jìn)行過濾前檢驗(yàn)工序前需要在MES的過濾前檢驗(yàn)派工單上執(zhí)行【開工】操作，然后對混煉膠進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)后在MES中對報工單錄入檢驗(yàn)結(jié)果，完成檢驗(yàn)并報工，報工后該檢驗(yàn)工序派工單轉(zhuǎn)為【完成】狀態(tài)。當(dāng)末序派工單完成后，MES會對整個生產(chǎn)計劃的生產(chǎn)信息和質(zhì)量信息進(jìn)行更新，該混煉膠生產(chǎn)計劃也轉(zhuǎn)為【完成】狀態(tài)。MES將【生產(chǎn)批次號】、【用途】等信息傳送到ERP中，ERP生成混煉膠入庫記錄。

（12）MES中生產(chǎn)計劃下達(dá)后，ERP中生產(chǎn)任務(wù)時間節(jié)點(diǎn)的更變將不會影響MES中生產(chǎn)指令的時間節(jié)點(diǎn)。生產(chǎn)計劃確認(rèn)后，計劃時間節(jié)點(diǎn)將不允許修改，否則無法統(tǒng)計計劃是否按時完成或是否延期等執(zhí)行狀態(tài)。

4 結(jié)論

新能源公司通過實(shí)施建立了MES系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)相結(jié)合的生產(chǎn)數(shù)字化生產(chǎn)管理應(yīng)用平臺，實(shí)現(xiàn)了對企業(yè)整個生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控和管理，從生產(chǎn)計劃下達(dá)開始，生產(chǎn)過程控制，對企業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的主要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，使得企業(yè)管理人員能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地了解一線生產(chǎn)信息。實(shí)現(xiàn)了過程的量化管理，成本和質(zhì)量的動態(tài)跟蹤，一定程度上提升級了現(xiàn)場管理能力。

【通聯(lián)編輯：聞翔軍】