制造執(zhí)行系統(tǒng)在牙膏生產(chǎn)中的應(yīng)用

鄭亮亮 陳萬金 湯立平

(福建愛潔麗日化有限公司，漳州 363000)

1 傳統(tǒng)溝通方式的缺陷

2016年開始，公司由原廠址搬遷入新生產(chǎn)區(qū)域。新工廠生產(chǎn)能力逐步擴(kuò)大，分料、投料、制膏、灌包作業(yè)分布在不同樓層。實(shí)施信息化改造之前，以傳統(tǒng)方式下達(dá)生產(chǎn)指令，進(jìn)行各工序間的溝通。車間主任每天開班將各機(jī)臺的生產(chǎn)訂單和生產(chǎn)順序口頭傳達(dá)給操作員，并將生產(chǎn)日報表交給操作員填寫，作為過程記錄。工序間信息以電話傳達(dá)，投料員完成投料作業(yè)后電話通知制膏機(jī)操作員開始進(jìn)料作業(yè)；反之，制膏機(jī)進(jìn)料完成之后，操作員電話通知投料員進(jìn)行下一鍋次投料。同樣的，灌包車間與放料間通過電話聯(lián)絡(luò)的方式協(xié)調(diào)投放半成品膏體。

在新生產(chǎn)條件下，傳統(tǒng)的溝通方式有以下幾個方面的缺陷。

1.1 信息傳遞速度慢

電話溝通方式需撥號、等待，當(dāng)被聯(lián)絡(luò)者遠(yuǎn)離電話時就不能做到及時有效的溝通。特別地，生產(chǎn)過程出現(xiàn)異常時，溝通不及時將造成更大的浪費(fèi)。

1.2 信息易缺失

口頭傳遞的信息很容易再傳遞的過程中缺失信息片段。當(dāng)指令逐級傳遞時，信息片段丟失會造成指令偏差或遲延，最終影響生產(chǎn)效率。

1.3 不可追溯

生產(chǎn)過程可控是品質(zhì)管理的關(guān)鍵點(diǎn)?？陬^聯(lián)絡(luò)的缺陷在于不能即時留存溝通內(nèi)容，重要的信息反饋隨溝通結(jié)束而消失，不能形成有效的過程文件，當(dāng)發(fā)生異?；虿涣紩r溝通過程反而會成為爭議點(diǎn)，不能幫助分析異常原因及對策。

1.4 較難對作業(yè)過程進(jìn)行有效監(jiān)控，不能起到防錯、糾錯作用

以2017年3月為例，共計出現(xiàn)9起備料、投料錯誤。原因?yàn)楫?dāng)期因擴(kuò)大生產(chǎn)，有新工人大量入職，實(shí)操過程中錯誤執(zhí)行流程步驟導(dǎo)致，漏備料、備錯料、重復(fù)投料的事件。雖過程由巡檢人員及時發(fā)現(xiàn)，但仍然造成返工工時浪費(fèi)。

實(shí)際生產(chǎn)過程中有因?yàn)闇贤ㄊ?dǎo)致投料錯誤、生產(chǎn)延誤的情況發(fā)生。傳統(tǒng)溝通方式的缺陷使新生產(chǎn)方式無法真正發(fā)揮出優(yōu)勢，制約了生產(chǎn)效率的提高。因此，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研，對作業(yè)員進(jìn)行訪談，并引進(jìn)軟件公司作為協(xié)作單位，定制開發(fā)出制造執(zhí)行系統(tǒng)，打破信息流的瓶頸，提高了生產(chǎn)效率。

2 制造執(zhí)行系統(tǒng)功能

2.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)定義

制造執(zhí)行系統(tǒng) (manufacturing execution system， 簡稱MES)是美國AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc．)在上世紀(jì)90年代初提出的，旨在加強(qiáng)物料需求計劃(MRP)的執(zhí)行功能，把MRP計劃同車間作業(yè)現(xiàn)場控制，通過執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)系起來。

愛潔麗制造執(zhí)行系統(tǒng)是基于牙膏產(chǎn)品制膏以及灌裝工藝過程，及作業(yè)現(xiàn)場的執(zhí)行實(shí)際情況與重點(diǎn)性問題，定制化設(shè)計開發(fā)。通過系統(tǒng)后臺預(yù)先錄入各產(chǎn)線的生產(chǎn)計劃及工藝流程，由系統(tǒng)引導(dǎo)作業(yè)人員按標(biāo)準(zhǔn)工藝流程完成相關(guān)作業(yè)，并確認(rèn)。當(dāng)生產(chǎn)計劃或操作員動作步驟偏離預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時，系統(tǒng)提出警告并提示執(zhí)行，達(dá)到防錯、糾錯的目的。同時，感應(yīng)器實(shí)時采集數(shù)據(jù)，經(jīng)后臺整合輸出，管理者可以實(shí)時掌握生產(chǎn)進(jìn)度，生產(chǎn)效能，以及與歷史數(shù)據(jù)的對比，把握動態(tài)生產(chǎn)效率。從而在管理者與執(zhí)行者之間建立起雙向、多維度的信息傳遞平臺，達(dá)到控制過程風(fēng)險、提升產(chǎn)品品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率的目的。

2.2 預(yù)定功能

2.2.1通過系統(tǒng)后臺下達(dá)生產(chǎn)指令，精確控制每部制膏機(jī)、灌裝機(jī)每天的生產(chǎn)任務(wù)及生產(chǎn)順序，準(zhǔn)確把控生產(chǎn)進(jìn)度。

2.2.2通過系統(tǒng)狀態(tài)信息展示，解決傳統(tǒng)溝通方式產(chǎn)生的信息失誤并且難追溯查詢的問題，杜絕因此產(chǎn)生的制膏投料錯誤，起到過程防差錯的作用。

2.2.3實(shí)時展示生產(chǎn)進(jìn)度及狀況，方便管理人員有效控制生產(chǎn)過程，及時處理異常。

2.3 系統(tǒng)模塊

2.3.1用戶管理模塊：定義用戶角色，設(shè)置用戶角色權(quán)限，查看、修改、刪除角色，以完備系統(tǒng)安全性。

2.3.2生產(chǎn)計劃模塊：生產(chǎn)部制單員根據(jù)物控部門發(fā)布的生產(chǎn)計劃，在系統(tǒng)中錄入或修改車間生產(chǎn)計劃列表，對制膏生產(chǎn)車間與灌包生產(chǎn)車間的生產(chǎn)任務(wù)，進(jìn)行分配或臨時調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)。

2.3.3看板顯示模塊：分別開發(fā)各車間電子看板程序，運(yùn)行時將報表實(shí)時輸出到車間大屏幕顯示器，方便車間管理者實(shí)時通過電子看板執(zhí)行任務(wù)和了解狀態(tài)。

2.3.4報表模塊：針對制膏和灌包車間的實(shí)際流程，設(shè)計供大屏看板顯示報表，以及管理人員的網(wǎng)絡(luò)終端顯示，包括追溯綜合查詢之用。

2.3.5語音引擎模塊：開發(fā)2路看板語音播報接口，將生產(chǎn)指令、操作確認(rèn)信息同步生成話音接口，同步傳送到各車間進(jìn)行語音播報。

2.3.6其它模塊：儲罐接料間操作客戶端，制膏及粉料投料操作功能等。

圖1

2.3.7終端設(shè)備通訊服務(wù)協(xié)議模塊：響應(yīng)并發(fā)送指令到各個工作崗位的操作終端設(shè)備，并實(shí)時采集生產(chǎn)線生產(chǎn)數(shù)據(jù)到服務(wù)器進(jìn)行處理及統(tǒng)計。

2.3.8系統(tǒng)所有終端設(shè)備均采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)接入局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與軟件系統(tǒng)通信。

2.4 系統(tǒng)原理

2.5 功能邏輯

2.5.1投料間各個工位均安裝獨(dú)立LED屏顯終端。計劃鍋次編號和操作指令均顯示在LED屏幕上。每次投料工序完成后，工人即刻按下終端狀態(tài)按鈕，完成進(jìn)度確認(rèn)反饋。制膏車間對應(yīng)的制膏工位即可在第一時間響應(yīng)生產(chǎn)，所有交互狀態(tài)均同步顯示到制膏車間電子看板總系統(tǒng)上，并通過語音系統(tǒng)功能同步播報提醒。

2.5.2制膏車間各個制膏機(jī)位安裝單按鈕終端設(shè)備。當(dāng)有投料需求并按下按鈕時，投料間的對應(yīng)投料工位可在第一時間響應(yīng)投料，投料間及制膏間整體工況可通過電子生產(chǎn)看板集中反饋，包括進(jìn)度及指令響應(yīng)狀況。

圖2 投料區(qū)LED屏顯終端

表1

2.5.3半成品儲存間配置顯示屏并設(shè)置操作客戶端，實(shí)現(xiàn)各條儲罐接料工位在完成接料動作后的按鍵操作和信息顯示，實(shí)時與生產(chǎn)看板系統(tǒng)交互對接。

圖3

2.5.4灌包車間在灌裝機(jī)上安裝按鈕采集終端，可自動采集各臺灌裝機(jī)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)(產(chǎn)量)，實(shí)時反饋給系統(tǒng)服務(wù)器，并在包裝車間電子看板系統(tǒng)上顯示各灌裝機(jī)產(chǎn)能、產(chǎn)量，進(jìn)度等信息，當(dāng)有給料需求并按下紅色按鈕后，放料間將在第一時間響應(yīng)指令，生產(chǎn)看板也將同步顯示，同時按鈕指示燈同步狀態(tài)指示。

圖4

2.5.5包裝區(qū)，通過人工收集包裝產(chǎn)線完成進(jìn)度狀況，定時進(jìn)行系統(tǒng)錄入，反饋到系統(tǒng)服務(wù)器，并在包裝車間電子看板系統(tǒng)上顯示各包裝產(chǎn)線實(shí)時產(chǎn)能、產(chǎn)量，進(jìn)度等信息。

2.6 實(shí)施效果

2017年7月，系統(tǒng)進(jìn)入全面運(yùn)行階段。項(xiàng)目組針對各工位作業(yè)內(nèi)容分別組織多次系統(tǒng)原理及實(shí)操培訓(xùn)，幫助操作員快速掌握操作方法；通過后臺實(shí)時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常立刻聯(lián)絡(luò)管理者調(diào)查原因并實(shí)施現(xiàn)場再培訓(xùn)。僅一個月時間就完成系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場的融合。試運(yùn)行3個月間，系統(tǒng)準(zhǔn)確運(yùn)行率達(dá)到99.3%，操作員工藝流程執(zhí)行率99.2%，因溝通失效導(dǎo)致的生產(chǎn)異常為0。新員工違反流程作業(yè)事件為0。制膏車間備料人為失誤由單月最多9起降低至0起，實(shí)現(xiàn)一次做對率100%。

表2

圖5

3 結(jié)論

經(jīng)運(yùn)行驗(yàn)證，我們確認(rèn)制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)需求。通過對生產(chǎn)任務(wù)、信息反饋、以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的整合及實(shí)時播報，各層級管理者、各工位作業(yè)員能夠準(zhǔn)確發(fā)布和接收指令，實(shí)現(xiàn)了信息準(zhǔn)確及時傳遞；同時，每個操作步驟及其時間節(jié)點(diǎn)都記錄在后臺數(shù)據(jù)庫，成為現(xiàn)場改善、異常分析工作的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。啟用系統(tǒng)后，生產(chǎn)部在規(guī)范化、品質(zhì)以及生產(chǎn)效率方面均有顯著提升：制膏車間關(guān)鍵崗位操作員培訓(xùn)及輔導(dǎo)期有原先3個月縮短為1個半月，工藝執(zhí)行率提升5個百分點(diǎn)，未出現(xiàn)新工違規(guī)操作事件；投料間、制作間一次做對率達(dá)到100%；制膏機(jī)組操作員減少50%，單位產(chǎn)出工時減少45.4%,包裝車間生產(chǎn)效能提高24.6%，總體上對品質(zhì)及效率有明顯的提升。

為系統(tǒng)保留端口，在下階段升級規(guī)劃中，計劃通過對倉庫系統(tǒng)的升級對接，實(shí)現(xiàn)從來料入庫、配送、備料、制膏、灌裝、包裝、倉儲全流程的信息化，企業(yè)生產(chǎn)自動化將再上新臺階，為最終響應(yīng)國家號召，實(shí)現(xiàn)智能制造2025規(guī)劃邁出了重要一步。