航空鈑金制造MES應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

◎ 生占綺

對(duì)于航空鈑金件制造企業(yè)來說，節(jié)約生產(chǎn)成本、提升生產(chǎn)能力、強(qiáng)化對(duì)生產(chǎn)過程的管理與控制效果是重要的管理內(nèi)容，基于此，相關(guān)企業(yè)可加強(qiáng)信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)管理方式的創(chuàng)新與優(yōu)化，逐步引入現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)全過程的動(dòng)態(tài)化監(jiān)管與控制，進(jìn)而為企業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

一、MES系統(tǒng)分析

MES是由美國(guó)AMR公司于20世紀(jì)90年代提出的，MESA（MES國(guó)際聯(lián)合會(huì)）對(duì)MES的定義是：“MES能通過信息的傳遞，對(duì)從訂單下達(dá)開始到產(chǎn)品完成的整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化的管理，對(duì)工廠發(fā)生的實(shí)時(shí)事件及時(shí)做出相應(yīng)的反應(yīng)和報(bào)告，并用當(dāng)前準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)和處理”。MES是面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)和實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)，它是實(shí)施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術(shù)手段。

二、鈑金車間MES系統(tǒng)的總體架構(gòu)分析

MES系統(tǒng)應(yīng)用的目的是實(shí)現(xiàn)智能化與現(xiàn)代化的鈑金車間生產(chǎn)管理。該系統(tǒng)的總體框架主要分為三個(gè)主要部分，一是排產(chǎn)計(jì)劃的制定，二是看板設(shè)計(jì)，三是信息推送機(jī)制的建立。以這三部分內(nèi)容為核心，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、技術(shù)以及管理三位一體的協(xié)同管理機(jī)制。該系統(tǒng)以ERP系統(tǒng)產(chǎn)生的生產(chǎn)訂單及CAPP系統(tǒng)的工藝流程數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過計(jì)劃排產(chǎn)模擬、排產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)、生產(chǎn)派工、進(jìn)度質(zhì)量信息收集，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的管理。結(jié)合辦公系統(tǒng)的使用，建立一套跨系統(tǒng)的基于流程集成的現(xiàn)場(chǎng)問題提醒、處理機(jī)制。

三、航空鈑金制造MES系統(tǒng)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)分析

1.APS計(jì)劃排產(chǎn)技術(shù)。

（1）裝配缺件需求聯(lián)動(dòng)機(jī)制的建立。

MES系統(tǒng)是通過ERP系統(tǒng)獲取以裝配工序需求時(shí)間為依據(jù)的零件訂單生產(chǎn)計(jì)劃，此訂單在下達(dá)時(shí)，對(duì)零件庫(kù)存以及已下達(dá)生產(chǎn)訂單進(jìn)行了綜合考量，明確了零件需求的先后時(shí)間，建立了與EPR系統(tǒng)有效協(xié)同的生產(chǎn)需求聯(lián)動(dòng)機(jī)制。生產(chǎn)車間的零件不足時(shí)，裝配MES系統(tǒng)可將缺少的零件信息發(fā)送給車間的MES系統(tǒng)，采用顏色標(biāo)注的方式對(duì)零件訂單進(jìn)行標(biāo)注，進(jìn)而使零件計(jì)劃人員及時(shí)掌握裝配車間的零件需求情況，為其生產(chǎn)計(jì)劃的安排提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)裝配車間與零件車間信息的有效聯(lián)動(dòng)。

（2）以訂單的優(yōu)先級(jí)作為排產(chǎn)依據(jù)。

在生產(chǎn)資源不充足時(shí)，可按照生產(chǎn)訂單的優(yōu)單級(jí)而進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃的安排。

（3）制定與推行預(yù)排產(chǎn)工作機(jī)制。

APS計(jì)劃排產(chǎn)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的高速計(jì)算，然而卻無法進(jìn)行決策，作業(yè)計(jì)劃的編制難以一次完成。首先，計(jì)劃人員應(yīng)先進(jìn)行預(yù)排產(chǎn)，按照訂單優(yōu)化級(jí)進(jìn)行排產(chǎn)，然后，將零件預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間及設(shè)備性能作為工序流程明確與合并的依據(jù)。之后，對(duì)合并后的數(shù)據(jù)再次進(jìn)行預(yù)排產(chǎn)，之后重復(fù)進(jìn)行合并處理與預(yù)排產(chǎn)過程，直至所有計(jì)劃處理完成。

（4）制定可合并工序計(jì)劃決策機(jī)制。

MES系統(tǒng)會(huì)按工藝特征碼進(jìn)行一級(jí)排序，按到達(dá)可合并工序的時(shí)間進(jìn)行二級(jí)排序，同時(shí)，按設(shè)備能力大小進(jìn)行設(shè)備能力占用累加計(jì)算，當(dāng)需求能力超過設(shè)備能力時(shí)，重新進(jìn)行能力需求累加。計(jì)劃員可以按系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策。

（5）作業(yè)計(jì)劃調(diào)整機(jī)制的建立。

由于意外因素的影響，零件的到達(dá)時(shí)間可能與預(yù)期不符，這會(huì)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的按時(shí)進(jìn)行產(chǎn)生影響，出現(xiàn)生產(chǎn)停滯的現(xiàn)象。因此，應(yīng)建立工序調(diào)整機(jī)制，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)管理需求，合理進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的處理與調(diào)整，及時(shí)將未按規(guī)劃時(shí)間到達(dá)的零件訂單進(jìn)行提取，也可將尚未納入合并工序但已到達(dá)合并工位的零件進(jìn)行有效調(diào)整。

2.看板設(shè)計(jì)技術(shù)。

（1）生產(chǎn)任務(wù)積壓看板的設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)目的。管理人員可隨時(shí)掌握各班組生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)展的宏觀情況、任務(wù)分配合理性、產(chǎn)能利用情況、生產(chǎn)線能力是否均衡，以便生產(chǎn)管控人員及時(shí)調(diào)度，平衡資源，也為生產(chǎn)線平衡提供決策依據(jù)。

顯示內(nèi)容。已經(jīng)到達(dá)班組，但尚未開工的訂單數(shù)量。

（2）緊急缺件看板的設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)目的。相關(guān)人員可隨時(shí)掌握裝配車間的緊急需求，以便及時(shí)計(jì)劃、調(diào)度、生產(chǎn)、運(yùn)輸、接收、發(fā)放，盡快滿足裝配車間需求，提高客戶滿意度。

關(guān)注對(duì)象?？窗尻P(guān)注的對(duì)象為管理人員、計(jì)劃、調(diào)度、班組長(zhǎng)、物流主管、庫(kù)管員。

顯示內(nèi)容?？窗屣@示的內(nèi)容為裝配車間MES系統(tǒng)發(fā)出的缺件清單，經(jīng)過ERP、零件車間MES系統(tǒng)處理，關(guān)聯(lián)需求工廠、項(xiàng)目、物料號(hào)、圖號(hào)、數(shù)量、供應(yīng)工廠、狀態(tài)等信息。除在大屏幕顯示上述相關(guān)信息外，裝配車間的MES發(fā)出的缺件信息會(huì)自動(dòng)在零件車間MES系統(tǒng)中對(duì)相關(guān)零件訂單做特殊顏色標(biāo)識(shí)，相關(guān)人員可以很快從系統(tǒng)中得到缺件信息，計(jì)劃員及時(shí)提高訂單的優(yōu)先級(jí)，班組長(zhǎng)優(yōu)先對(duì)訂單派工，物流人員單獨(dú)對(duì)缺件的圖號(hào)包裝運(yùn)輸，庫(kù)管員及時(shí)在ERP系統(tǒng)中優(yōu)先入賬并發(fā)料到裝配車間。缺件看板采用固定行數(shù)滾動(dòng)顯示，沒有缺件時(shí)，不顯示，缺件處理完后，缺件信息不再顯示。

3.系統(tǒng)集成技術(shù)。

（1）MES系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)、OA系統(tǒng)的集成。

SAPERP系統(tǒng)對(duì)外開放的接口方式很多，包括直接方式和間接方式，但限于MES系統(tǒng)的接口方式，采用中間數(shù)據(jù)庫(kù)接口方式實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)集成。在ERP、OA中通過JAVA語言編制WEBSERVICE接口程序，通過不同端口號(hào)來監(jiān)聽不同的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，包括訂單下載、報(bào)工、入庫(kù)、移庫(kù)、審批流轉(zhuǎn)等不同業(yè)務(wù)。

（2）MES系統(tǒng)與CAPP系統(tǒng)的集成。

CAPP系統(tǒng)沒有開放接口程序，在與MES系統(tǒng)集成時(shí)，采用直接集成方式，即在MES系統(tǒng)中直接訪問CAPP系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

結(jié)語：本文通過分析航空鈑金零件的生產(chǎn)特點(diǎn)，結(jié)合MES系統(tǒng)的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了鈑金車間MES系統(tǒng)實(shí)施過程中遇到的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)及其處理方式和方法。本文未涉及的關(guān)鍵技術(shù)還有很多，比如如何實(shí)現(xiàn)制造記錄的無紙化并通過質(zhì)量體系的認(rèn)證，如何在車間現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)中體現(xiàn)MBD的需求等，這些技術(shù)還有待進(jìn)一步研究。