MES在輸送帶制造業(yè)中的應(yīng)用

文/楊永將

制造業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著舉足輕重的地位，制造業(yè)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了機(jī)械化、電氣化等階段，隨著時(shí)代的進(jìn)步，信息化的發(fā)展正在影響著制造業(yè)發(fā)展的各個(gè)方面。我國(guó)發(fā)布“中國(guó)制造 2025”的國(guó)家戰(zhàn)略，大力推進(jìn)工業(yè)化與信息化兩化的深度融合，智能制造的數(shù)字化工廠對(duì)信息化的應(yīng)用將更加全面，加速企業(yè)各層級(jí)的兩化融合，智能制造的實(shí)現(xiàn)將使企業(yè)的管理更加完善。

1 MES與ERP的聯(lián)系

MES（Manufacturing Execution System 制造執(zhí)行系統(tǒng)）是實(shí)現(xiàn)智能制造、數(shù)字化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，重點(diǎn)在于解決生產(chǎn)管理中存在的問題，優(yōu)化生產(chǎn)過程，建立數(shù)字化系統(tǒng)，使得上層計(jì)劃層與工廠車間的執(zhí)行層能夠有效的聯(lián)系起來。MES系統(tǒng)能夠采集生產(chǎn)過程中的詳細(xì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，達(dá)到對(duì)企業(yè)生產(chǎn)流程的優(yōu)化，這樣產(chǎn)品在制造過程中的柔性和及時(shí)性就得到提高，能夠使企業(yè)的資源利用率得到提高。MES旨在提升企業(yè)各個(gè)管理模塊的管理效率，是實(shí)施智能制造升級(jí)的重要環(huán)節(jié)。制造執(zhí)行系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，它在ERP(Enterprise Resource Planning 企業(yè)資源計(jì)劃) 產(chǎn)生的生產(chǎn)計(jì)劃指導(dǎo)下，能夠?qū)崟r(shí)地收集底層控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，在生產(chǎn)和管理之間起到橋梁的作用。

對(duì)于輸送帶制造企業(yè)來說，車間生產(chǎn)層的管理流程相對(duì)復(fù)雜，卷料及成品加工過程中的工藝相對(duì)復(fù)雜，成品車間客制化程度較高等因素使得企業(yè)在對(duì)車間層的管理方面顯得更為不易。在企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息集成方面，當(dāng)前大多數(shù)企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)公司的管理需求，實(shí)施了企業(yè)的ERP系統(tǒng)，但是ERP系統(tǒng)位于企業(yè)的計(jì)劃層，它本身與車間的執(zhí)行層之間并沒有直接的聯(lián)系。當(dāng)前企業(yè)所使用的信息管理系統(tǒng)（如ERP系統(tǒng)）不能掌握生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)信息，不能管理制造車間的生產(chǎn)過程，也根本就無法對(duì)企業(yè)在生產(chǎn)管理過程中面臨的問題提供相應(yīng)的全面支持，因而難于對(duì)制造企業(yè)的生產(chǎn)過程管理實(shí)現(xiàn)有效的指導(dǎo)。

2 輸送帶生產(chǎn)中存在的問題

隨著制造業(yè)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展和深入，各種先進(jìn)的管理理念及理論相繼得到廣泛的應(yīng)用和認(rèn)同。企業(yè)為了使管理更加有效，提高管理效率，實(shí)施了一些信息化技術(shù)如產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、制造資源計(jì)劃、準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式、企業(yè)資源計(jì)劃、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、物流需求計(jì)劃等。這些企業(yè)信息化技術(shù)在最近得到了快速的發(fā)展，企業(yè)引進(jìn)這些技術(shù)可以為本身的管理進(jìn)行優(yōu)化以及在智能制造領(lǐng)域更進(jìn)一步，然而這些信息化技術(shù)并不能很好的聯(lián)系車間控制層與企業(yè)計(jì)劃層。另外，企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量管理、工藝管理、設(shè)備管理等各系統(tǒng)之間相互孤立，信息得不到共享。這兩個(gè)問題制約著企業(yè)，使得企業(yè)內(nèi)部之間的信息不能夠很好的流通，信息化的整體作用大大降低，這樣就很難達(dá)到企業(yè)的理想管理效果。

當(dāng)前輸送帶制造企業(yè)生產(chǎn)過程存在也存在上述問題，主要問題總結(jié)為：信息化管理不足，內(nèi)部信息不能有效共享，生產(chǎn)過程不透明等一系列弊端長(zhǎng)期存在。MES系統(tǒng)的實(shí)施很大程度上解決了這一系列問題。輸送帶制造過程大致分為卷料加工與成品加工兩部分，卷料加工過程自動(dòng)化程度較高，成品加工過程自動(dòng)化程度較低，大多以手工加工為主。卷料的生產(chǎn)大致分為接布、涂膠、涂料、裁切、打包等步驟，多層卷料還可能有多層貼合的操作，特殊要求的會(huì)有壓花等步驟。卷料生產(chǎn)完成后進(jìn)入成品加工階段，主要的加工步驟包括裁切量尺、打齒、接頭、加導(dǎo)條、加裙邊、打包等。成品加工客制化程度較高，根據(jù)訂單的不同需求進(jìn)行加工，差異化較大。目前實(shí)施更加高效的信息管理系統(tǒng)可以有效提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，使得企業(yè)生產(chǎn)過程透明化，生產(chǎn)信息可視化，提高及時(shí)交貨能力及生產(chǎn)效率。

3 MES系統(tǒng)規(guī)劃

在企業(yè)已經(jīng)實(shí)施過ERP系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通常訂單在ERP系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)工單，再從ERP系統(tǒng)同步拋轉(zhuǎn)到MES系統(tǒng)進(jìn)行工單排程、發(fā)放。工單進(jìn)度、工時(shí)效率、設(shè)備參數(shù)等在MES系統(tǒng)進(jìn)行查看。生產(chǎn)過程中的通用規(guī)則如公司、工廠、工作中心、物料信息等設(shè)置應(yīng)與ERP系統(tǒng)保持一致。

3.1 生產(chǎn)工藝

在生產(chǎn)過程中，根據(jù)產(chǎn)品在工序間的轉(zhuǎn)移情況，將完整的生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行斷點(diǎn)劃分，分成若干工位、工序作為生產(chǎn)執(zhí)行單元。一個(gè)工位可以對(duì)應(yīng)一道或多道工序，對(duì)工序進(jìn)行編碼區(qū)分。將每道作業(yè)工序進(jìn)行命名并編碼，有軟件生成工藝路線的二維碼，編碼內(nèi)容由“工作中心+工序+處理類型”三部分編碼組合成作業(yè)代碼，依據(jù)這樣的原則確定工位動(dòng)作。例如“830”代表PU生產(chǎn)中心，“0010”代表接布，“01”代表生產(chǎn)開始，則作業(yè)代碼“830001001”即代表PU生產(chǎn)中心接布工序開始。根據(jù)作業(yè)內(nèi)容將動(dòng)作進(jìn)行分類，一類是與工單關(guān)聯(lián)即正常生產(chǎn)產(chǎn)品的動(dòng)作，另一類作為與工單無關(guān)的準(zhǔn)備工作，如清理機(jī)器等動(dòng)作。根據(jù)此編碼就可以知道工作中心的工位生產(chǎn)狀態(tài)。生產(chǎn)計(jì)劃、工單按照工位進(jìn)行發(fā)放，當(dāng)前工位或工序生產(chǎn)完成后進(jìn)行報(bào)工，報(bào)告完成情況或完工進(jìn)度。

3.2 批次生成規(guī)則

可以沿用ERP已有的批次規(guī)則，或者重新確定批號(hào)生成的規(guī)則。根據(jù)不同的產(chǎn)品確定生成產(chǎn)品批號(hào)的規(guī)則，如根據(jù)卷料可以根據(jù)產(chǎn)品主要材料的不同（如PVC/PU等），可以用“分類+年月日+流水號(hào)+裁切機(jī)號(hào)”的規(guī)則進(jìn)行編碼。不同的材料用不同分類編號(hào)區(qū)別，裁切機(jī)號(hào)代表產(chǎn)品最終是在該臺(tái)裁切機(jī)上裁切完成并打包。對(duì)于成品部分已有ERP批號(hào)可以引用ERP批號(hào)+流水號(hào)來生成產(chǎn)品批號(hào)。

3.3 產(chǎn)品工藝路線

在MES系統(tǒng)進(jìn)行工單排程的時(shí)候在工單上添加產(chǎn)品工藝路線，生產(chǎn)過程按照排定的工藝路線進(jìn)行?？梢詫⒊Ｓ玫墓に嚶肪€做成工藝路線模板，在排程的時(shí)候就可以直接復(fù)制模板，如有改動(dòng)就可以在工藝路線模板的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改、添加或者刪減工序。對(duì)于工藝路線相對(duì)確定的工作中心，可以將工藝路線關(guān)聯(lián)品號(hào)，例如織布工作中心的產(chǎn)品相對(duì)來說工藝相對(duì)確定，分為整經(jīng)、穿棕、上軸、織布等四步，這樣在排工單的時(shí)候就可以根據(jù)品號(hào)將產(chǎn)品的工藝路線相對(duì)應(yīng)，就免去了添加工藝路線的步驟。操作人員在完成當(dāng)前工序之后使用PDA掃描當(dāng)前工單二維碼，掃描當(dāng)前工序的作業(yè)代碼進(jìn)行生產(chǎn)報(bào)工，這樣就可以在系統(tǒng)中看到當(dāng)前工單完成情況。

3.4 生產(chǎn)人員排班

生產(chǎn)人員排班同樣的可以設(shè)置排班模板，把人員相對(duì)固定的工位設(shè)置成模板，在排班的時(shí)候直接復(fù)制模板，有人員請(qǐng)假或者調(diào)崗的情況在模板的基礎(chǔ)上進(jìn)行增添或者修改。對(duì)于人員的臨時(shí)崗位支援調(diào)度，設(shè)置人員調(diào)度模塊，記錄離崗、調(diào)回時(shí)間以及支援到崗、離崗時(shí)間在MES系統(tǒng)中進(jìn)行記錄。

3.5 設(shè)備數(shù)據(jù)采集

對(duì)于卷料生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度較高，具備設(shè)備參數(shù)采集的條件，可以進(jìn)行設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，從而發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素，輸送帶生產(chǎn)過程中主要采集的數(shù)據(jù)包括溫度、張力、走速等。可以通過對(duì)采集值與設(shè)定值的比較，發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常進(jìn)行及時(shí)處理，在出現(xiàn)不良品的時(shí)候能夠更快找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素，提高良品率。

3.6 報(bào)表展示

可以根據(jù)MES系統(tǒng)采集到的現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況生成管理者所需要的報(bào)表，例如生產(chǎn)進(jìn)度報(bào)表，日產(chǎn)量周產(chǎn)量報(bào)表，工時(shí)效率報(bào)表，訂單完成情況報(bào)表，設(shè)備數(shù)據(jù)采集報(bào)表等?？梢愿鶕?jù)產(chǎn)量生成產(chǎn)量曲線圖，更加直觀的了解產(chǎn)量變化。對(duì)于工單進(jìn)度監(jiān)控等內(nèi)容可以作為車間大屏輸出內(nèi)容展示。通過一系列報(bào)表了解當(dāng)前車間生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)效率，設(shè)備利用率等，管理人員可以根據(jù)報(bào)表顯示的生產(chǎn)狀況，安排生產(chǎn)，也可以反饋給客戶當(dāng)前訂單生產(chǎn)進(jìn)度以及預(yù)計(jì)完工時(shí)間等。

4 結(jié)語

MES的核心是生產(chǎn)過程的集成優(yōu)化和可視化管理。不僅可以讓生產(chǎn)過程中的所有動(dòng)作都透明化，讓企業(yè)管理人員能夠了解生產(chǎn)狀況，還可以對(duì)一些訂單、滯留產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤，通過MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了每個(gè)部門之間的信息共享。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)管理思想的不斷進(jìn)步，MES技術(shù)也將會(huì)得到不斷提升，MES也將得到更加廣泛、全面的應(yīng)用。