面向集團(tuán)化多工廠的生產(chǎn)指揮調(diào)度中心建設(shè)方案

楊勇昌 付紅旭

隨著ERP、MES、PLM等信息化技術(shù)的不斷深入應(yīng)用，企業(yè)在精益生產(chǎn)方面的管理水平得到了大幅提升。但因企業(yè)的集團(tuán)化多工廠屬性及多業(yè)務(wù)、多車間間的協(xié)作緊密，如何在集團(tuán)層面建立生產(chǎn)的一體化管控機(jī)制，建立以總裝車間為拉動的各分廠高效配套能力，減少停工待料情況，提高生產(chǎn)效率成了許多企業(yè)困惑的問題。本文將針對集團(tuán)化多工廠的協(xié)同生產(chǎn)管理問題提出生產(chǎn)指揮調(diào)度中心的建設(shè)方案。

生產(chǎn)管理;精益生產(chǎn);協(xié)同制造;指揮調(diào)度

引言

目前大部分企業(yè)已經(jīng)實(shí)施了ERP、PLM、MES、DNC/MDC等傳統(tǒng)的信息化管理系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、資源調(diào)度與財(cái)務(wù)信息化、生產(chǎn)制造與質(zhì)量管理、設(shè)備監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集等基本功能。但面向上層決策層的信息化還處于非常薄弱或者空白的階段。當(dāng)前企業(yè)在集團(tuán)化生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)面臨的挑戰(zhàn)主要包括：

1、集團(tuán)化企業(yè)多工廠模式下的協(xié)作難度大，如何以總裝任務(wù)為源頭拉動下游分廠及外協(xié)單位的配套任務(wù)顯得束手無策;

2、企業(yè)生產(chǎn)部門或經(jīng)營計(jì)劃部門無法全面掌握各個分廠或外協(xié)單位的加工進(jìn)度，缺少對分廠或外協(xié)單位的總體協(xié)調(diào)能力;

3、缺少信息化支撐的條件下只能通過電話、協(xié)調(diào)會、現(xiàn)場勘查等方式了解現(xiàn)場狀況，造成大量的人力和物力消耗，計(jì)劃工作陷入深淵;

4、管理經(jīng)營部門對現(xiàn)場發(fā)生的各類異常情況不能第一時間獲知并采取必要的措施，導(dǎo)致整體計(jì)劃的延誤，影響交付;

一、需求分析

企業(yè)生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)需要依托現(xiàn)有的中心機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)和布線、現(xiàn)場終端設(shè)備及調(diào)度中心大屏幕、視頻監(jiān)控和呼叫中心等硬件條件基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有ERP、MES、PLM及底層MDC數(shù)據(jù)系統(tǒng)的軟件集成，實(shí)現(xiàn)綜合的數(shù)據(jù)展示、生產(chǎn)監(jiān)控、運(yùn)營分析和指揮調(diào)度等功能。幫助企業(yè)建立企業(yè)級的數(shù)字化監(jiān)控與運(yùn)營中心，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場可視化監(jiān)控與全產(chǎn)業(yè)鏈的信息協(xié)同，從而為降低成本、提高效率、確保交付等提供支撐。

項(xiàng)目建設(shè)的目標(biāo)主要包括如下：

（1）在生產(chǎn)調(diào)度指揮中心采用大屏幕液晶拼接屏形成可視化的數(shù)字看板，將生產(chǎn)信息總覽、生產(chǎn)進(jìn)度、設(shè)備狀態(tài)、工裝資源配套、現(xiàn)場問題報(bào)警及綜合統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表進(jìn)行集中展示，協(xié)助計(jì)劃調(diào)度人員掌握生產(chǎn)進(jìn)度并及時采取調(diào)度措施。

（2）以現(xiàn)場ERP、MES系統(tǒng)和DNC/MDC系統(tǒng)為源頭，收集生產(chǎn)過程的計(jì)劃和執(zhí)行進(jìn)度及狀態(tài)信息等，滿足集團(tuán)公司生產(chǎn)部對下屬各車間現(xiàn)場進(jìn)度監(jiān)控和任務(wù)調(diào)度的需求，通過調(diào)度中心直接進(jìn)行生產(chǎn)任務(wù)的下達(dá)、監(jiān)控、調(diào)度、協(xié)調(diào)等，實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)。

（3）通過生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)控和報(bào)警功能，實(shí)時反饋生產(chǎn)過程中遇到的各種問題，使生產(chǎn)管理人員能夠了解到生產(chǎn)現(xiàn)場的各種問題，并商量對策，安排相關(guān)人員進(jìn)行處理，以便保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

（4）通過生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)、報(bào)表，為公司的生產(chǎn)作業(yè)會及生產(chǎn)專題分析會議提供數(shù)據(jù)支持、決策支持。并發(fā)布相關(guān)會議決定、會議紀(jì)要，供相關(guān)部門人員查詢、貫徹、落實(shí)會議要求。

二、建設(shè)方案

（一）方案總體架構(gòu)

數(shù)字化車間生產(chǎn)指揮調(diào)度中心是在企業(yè)現(xiàn)有數(shù)字化生產(chǎn)線、PLM、ERP、MES等信息化條件基礎(chǔ)上，通過對各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)抽取和分析，以大屏幕液晶電視墻（數(shù)字化看板）等方式對全廠的業(yè)務(wù)進(jìn)行綜合監(jiān)控和智能調(diào)度指揮。

生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)平臺總體架構(gòu)如下圖所示：

生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)平臺整體架構(gòu)

1、軟件系統(tǒng)方面，生產(chǎn)調(diào)度中心的調(diào)度人員在日常生產(chǎn)過程中可以利用指揮調(diào)度功能與各業(yè)務(wù)科室級車間現(xiàn)場的工作人員進(jìn)行業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)，通過生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)入ERP、MES系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)計(jì)劃任務(wù)的調(diào)度操作。

2、硬件設(shè)備方面，主要包括了各類大屏幕液晶電視墻、網(wǎng)絡(luò)及控制系統(tǒng)、現(xiàn)場終端電腦、語音呼叫服務(wù)器、監(jiān)控設(shè)備等。

3、現(xiàn)場調(diào)度過程中除了通過各類系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)的指揮調(diào)度以外，還可以利用調(diào)度中心的語音對講系統(tǒng)進(jìn)行在線呼叫和對講，通過短信或內(nèi)部在線通訊工具進(jìn)行及時溝通，重大事項(xiàng)可以通過視頻會議系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)會議等。通過各類軟硬結(jié)合的在線互動方式提高生產(chǎn)調(diào)度的及時性和高效性。

（二）可視化監(jiān)控

利用三維建模技術(shù)構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的數(shù)字雙胞胎平臺，將現(xiàn)場產(chǎn)線、設(shè)備及工裝資源的狀態(tài)信息以虛擬方式在三維環(huán)境進(jìn)行映射，并支持通過現(xiàn)場看板和調(diào)度指揮中心大屏幕對現(xiàn)場問題的協(xié)調(diào)、反饋與統(tǒng)計(jì)分析等功能。

1、生產(chǎn)信息總覽

生產(chǎn)信息總覽是從公司各個管理系統(tǒng)中抽取相關(guān)數(shù)據(jù)、信息，形成集各種報(bào)表、可視化圖表、文檔等，并通過現(xiàn)場大屏幕看板或個人電腦終端進(jìn)行展示分析的功能。各個管理系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息經(jīng)加工處理，匯集到生產(chǎn)信息綜合展示平臺中，供生產(chǎn)管理人員及公司領(lǐng)導(dǎo)查看并及時采取策略。

2、生產(chǎn)線監(jiān)控

針對不同的生產(chǎn)線和站位分布，分別顯示各站位對應(yīng)的臺次信息、進(jìn)度信息和狀態(tài)監(jiān)控信息，以進(jìn)度條和百分比形式顯示每個站位內(nèi)裝配工序的完成進(jìn)度（以工序數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)），同時將每個站位對應(yīng)的在崗人數(shù)、脈動次數(shù)、報(bào)警次數(shù)、質(zhì)量問題反饋次數(shù)等信息在生產(chǎn)線總覽界面中進(jìn)行展示。

3、站位監(jiān)控

針對具體的站位可以集中展示在本站位內(nèi)的所有相關(guān)信息，包括當(dāng)前批次信息、站位內(nèi)的生產(chǎn)和裝配進(jìn)度、進(jìn)度條和百分比顯示，離交付的日期，當(dāng)前的脈動計(jì)時、脈動次數(shù)、在崗人維護(hù)、當(dāng)前加工活裝配的工序號、工序名稱、加工時間等。

4、設(shè)備監(jiān)控

系統(tǒng)能夠根據(jù)車間現(xiàn)場真實(shí)情況進(jìn)行場景虛擬建模，實(shí)現(xiàn)和底層自動化系統(tǒng)的集成，實(shí)時獲取設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和參數(shù)信息。通過點(diǎn)擊模型中的每臺設(shè)備，可以查詢該臺設(shè)備是否完好、狀態(tài)如何、當(dāng)前的檢驗(yàn)任務(wù)和檢測參數(shù)等信息，實(shí)時了解生產(chǎn)現(xiàn)狀。

（三）生產(chǎn)指揮調(diào)度

生產(chǎn)指揮調(diào)度子系統(tǒng)是從公司各個管理系統(tǒng)中抽取相關(guān)數(shù)據(jù)、信息，形成集各種報(bào)表、可視化圖表，匯集到生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)中，供生產(chǎn)管理人員及公司領(lǐng)導(dǎo)查看，方便計(jì)劃調(diào)度人員展開業(yè)務(wù)查詢和調(diào)度指揮工作。

1、生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度

生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度管理可根據(jù)不同批次產(chǎn)品在生產(chǎn)和裝配及檢驗(yàn)過程的執(zhí)行結(jié)果，統(tǒng)計(jì)各個節(jié)點(diǎn)、工位、生產(chǎn)線、車間的實(shí)時生產(chǎn)狀態(tài)，包括計(jì)劃工單數(shù)量、累計(jì)完成數(shù)量、累計(jì)合格品數(shù)量、不良品數(shù)量、未完成數(shù)量、設(shè)備狀態(tài)、人員狀態(tài)等各項(xiàng)生產(chǎn)信息。

2、物料配套調(diào)度

針對車間作業(yè)計(jì)劃（制造工單）對應(yīng)的物料準(zhǔn)備、配套、發(fā)料、收料及消耗等信息，以數(shù)字化看板方式在指揮中心大屏幕顯示，集中監(jiān)控物料配套的全過程。對需要配套的物料進(jìn)行提前信息播報(bào)，對生產(chǎn)現(xiàn)場的缺件物料進(jìn)行報(bào)警和呼叫，對緊急任務(wù)的物料配套請求進(jìn)行發(fā)布和跟蹤，對所有生產(chǎn)過程的物料消耗記錄進(jìn)行跟蹤追溯等。在物料配套過程中發(fā)現(xiàn)缺件信息（如標(biāo)準(zhǔn)件、附件缺件等）后，及時生成缺件記錄表并發(fā)送給相應(yīng)的車間計(jì)劃、調(diào)度和物資庫房管理人員，以督促缺件任務(wù)的快速執(zhí)行。

3、設(shè)備及工裝資源調(diào)度

能夠通過DNC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)NC程序下發(fā)及MDC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)控等功能，包括設(shè)備的開機(jī)、停機(jī)、故障報(bào)警和維修維護(hù)等動作。針對重要的設(shè)備，可以設(shè)計(jì)單獨(dú)的查看和監(jiān)管看板，通過三維模型和二維看板結(jié)合的方式，將無法通過動作體現(xiàn)的數(shù)據(jù)，通過自定義的看板進(jìn)行靈活的展現(xiàn);按照功能需求，看板具備設(shè)備三維仿真，實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)控，報(bào)警管理，歷史數(shù)據(jù)查詢，遠(yuǎn)程操作控制等功能。

4、質(zhì)量檢驗(yàn)調(diào)度指揮

質(zhì)量檢驗(yàn)調(diào)度指揮主要是將制造過程各工序、各產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量檢驗(yàn)信息在調(diào)度中心集中展示。系統(tǒng)提供工具能夠及時、充分體現(xiàn)制造過程各工序、各產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量信息（包括質(zhì)量趨勢、不合格品、質(zhì)量問題跟蹤處理等），以便生產(chǎn)人員進(jìn)行了解和控制。對生產(chǎn)現(xiàn)場質(zhì)量的及時了解控制，可以減小不良浪費(fèi)，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)全程質(zhì)量管理（TQM）的一個重要環(huán)節(jié)。當(dāng)車間現(xiàn)場出現(xiàn)不合格品或者批量質(zhì)量問題時，調(diào)度指揮中心可以通過大屏幕采取質(zhì)量問題的報(bào)警、呼叫、廣播及視頻會議等動作，對質(zhì)量問題通過現(xiàn)場看板進(jìn)行發(fā)布和跟蹤，直至質(zhì)量問題得以處理后解除報(bào)警。

5、現(xiàn)場問題報(bào)警與跟蹤處理

生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)各種情況，包括設(shè)備故障、原材料缺失、質(zhì)量問題、生產(chǎn)異常情況等，使生產(chǎn)中斷，這時需要一個生產(chǎn)問題反映反饋處理平臺，使生產(chǎn)管理人員能夠了解到生產(chǎn)現(xiàn)場的各種問題，并商量對策，安排相關(guān)人員進(jìn)行處理，以便保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

結(jié)束語

面向集團(tuán)化多工廠的生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)是在企業(yè)現(xiàn)有PLM、ERP、MES等信息化條件基礎(chǔ)上，以大屏幕液晶電視墻（數(shù)字化看板）等方式對全廠的業(yè)務(wù)進(jìn)行綜合監(jiān)控和智能調(diào)度指揮，并利用各類廣播、郵件、電話和視頻、在線消息等方式進(jìn)行有機(jī)互動，有效提高車間及上游生產(chǎn)、質(zhì)量、工藝、物資供應(yīng)等部門及第三方外協(xié)單位、合作伙伴的協(xié)作效率，建立全產(chǎn)業(yè)鏈的信息協(xié)作機(jī)制，從而全面提升企業(yè)的數(shù)字化管控能力。

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作者簡介：楊勇昌，中國航發(fā)貴州黎陽航空動力有限公司管理與信息化部副部長，高級工程師，主要從事企業(yè)信息化建設(shè)與應(yīng)用;

付紅旭，通力凱頓（北京）系統(tǒng)集成有限公司解決方案中心總監(jiān)，負(fù)責(zé)企業(yè)信息化咨詢規(guī)劃實(shí)施。