企業(yè)信息化與精益化融合的應(yīng)用研究

張晶晶 楊建利 常悅

摘要：本論文通過分析工廠精益生產(chǎn)管理與制造執(zhí)行系統(tǒng)融合應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題，將精益思想及信息技術(shù)相結(jié)合，實(shí)施單臺(tái)流準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)，優(yōu)化制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實(shí)現(xiàn)工廠精益生產(chǎn)管理的科學(xué)化、精細(xì)化，提高作業(yè)運(yùn)行的效率，從而達(dá)到提升工廠信息化精益管理水平，提高工廠競爭力；確立行業(yè)內(nèi)現(xiàn)場作業(yè)信息化精益生產(chǎn)管理領(lǐng)先和示范地位的預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：精益生產(chǎn)；制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）；融合

中圖分類號(hào)：TP39

信息化與精益化融合應(yīng)用，即在多品種、小批量的生產(chǎn)模式下，結(jié)合企業(yè)制造現(xiàn)場的實(shí)際情況，通過推行MES，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的科學(xué)性、實(shí)效性，保證作業(yè)流程的穩(wěn)定與高效，并通過資源的有效利用，實(shí)現(xiàn)制造的流動(dòng)，提高作業(yè)運(yùn)行的效率，從而提升工廠綜合制造能力、管理水平和競爭力，體現(xiàn)工廠的領(lǐng)先地位。

1生產(chǎn)管理現(xiàn)狀分析

1.1國內(nèi)MES系統(tǒng)與精益生產(chǎn)的發(fā)展?fàn)顩r

國內(nèi)對MES的研究與開發(fā)起步較晚，現(xiàn)階段的研究方向主要集中在MES的開發(fā)及應(yīng)用上。在理論研究方面，引入了敏捷、網(wǎng)絡(luò)化、并行、可重構(gòu)等一些先進(jìn)思想；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，多采用面向?qū)ο?、代理、?gòu)件等技術(shù)，取得了很多有益的成果。

生產(chǎn)實(shí)踐方面，國內(nèi)對于精益生產(chǎn)的接觸可以追溯到七十年代末，長春第一汽車制造廠組織工程師第一次訪問豐田公司，這個(gè)時(shí)間甚至要比西方J?WOMACK教授等人對豐田公司的訪問早很多年。近年來，隨著現(xiàn)場改善的方法和理論不斷成熟與完善，國內(nèi)很多企業(yè)紛紛將精益生產(chǎn)方式作為提高企業(yè)競爭力的有效工具，但國內(nèi)學(xué)術(shù)界和企業(yè)界對精益生產(chǎn)方式的研究與總結(jié)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國等西方國家。

1.2企業(yè)管理現(xiàn)狀和信息化應(yīng)用現(xiàn)狀

企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)的主要來源可歸納為：ERP發(fā)出的推式零組件生產(chǎn)計(jì)劃；由裝配環(huán)節(jié)發(fā)出的零組件拉式需求看板；企業(yè)內(nèi)部各個(gè)制造單元之間的單工序協(xié)作計(jì)劃。計(jì)劃員根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃及生產(chǎn)準(zhǔn)備情況編制季度、月度生產(chǎn)計(jì)劃、周計(jì)劃和日班產(chǎn)計(jì)劃，并通過MES系統(tǒng)或手工下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃。計(jì)劃員編制并下達(dá)日班產(chǎn)計(jì)劃后，需對計(jì)劃進(jìn)行派工處理，根據(jù)計(jì)劃情況將生產(chǎn)任務(wù)派工至生產(chǎn)工人，生產(chǎn)工人在接到工作指令后進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)完成后進(jìn)行完工處理。

目前，企業(yè)MES系統(tǒng)各功能模塊均可正常使用，但在MES系統(tǒng)應(yīng)用過程中仍存在以下問題：（1）工藝數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、存在缺失現(xiàn)象，且工序沒有與設(shè)備、工裝工具等信息關(guān)聯(lián)。（2）現(xiàn)場采集不及時(shí)，存在計(jì)劃員代替工人操作開工、完工的情況，且系統(tǒng)內(nèi)班產(chǎn)完成情況也不好。（3）工時(shí)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，無法依據(jù)MES系統(tǒng)計(jì)算工時(shí)。（4）不能及時(shí)反映設(shè)備信息。工序、人、設(shè)備等信息沒有關(guān)聯(lián)起來，計(jì)劃員進(jìn)行派工，工人進(jìn)行開工、完工等操作時(shí)，系統(tǒng)不能讀到設(shè)備的信息，“設(shè)備監(jiān)控”功能沒有發(fā)揮作用。

2企業(yè)結(jié)合MES系統(tǒng)推進(jìn)精益生產(chǎn)的具體方法

2.1結(jié)合企業(yè)實(shí)際升級(jí)MES系統(tǒng)

考慮到企業(yè)生產(chǎn)管理現(xiàn)狀及MES系統(tǒng)與ERP、PDM、DNC等系統(tǒng)之間的集成，必須對原有MES系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，升級(jí)后的MES系統(tǒng)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、計(jì)劃管理、作業(yè)過程管理、質(zhì)量作業(yè)管理、工具工裝管理、設(shè)備維修管理、機(jī)床監(jiān)視與控制、可視化管控、系統(tǒng)管理九個(gè)子系統(tǒng)，重要接口包括與PDM的產(chǎn)品和工藝數(shù)據(jù)接口、與ERP目前的工單數(shù)據(jù)接口、庫存數(shù)據(jù)接口、與DNC的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集接口。

2.2依托MES系統(tǒng)限制過量生產(chǎn)

用MES系統(tǒng)進(jìn)行季度計(jì)劃分解和生成月的零件投入產(chǎn)出計(jì)劃以及毛坯、原材料的需求計(jì)劃，控制生產(chǎn)的投產(chǎn)數(shù)量和時(shí)間，在保證配套交付的前提下實(shí)現(xiàn)“配套投入、最少投入、最晚投入”的精益理念。在生產(chǎn)管理過程中增加了一個(gè)車間訂單SO層次。車間之間的零件轉(zhuǎn)移由車間訂單SO控制，從而加強(qiáng)對零件進(jìn)出車間的橫向協(xié)同。根據(jù)考核計(jì)劃、毛坯供給狀態(tài)和設(shè)備工裝可用性情況，調(diào)整計(jì)劃，下達(dá)班產(chǎn)，改善作業(yè)計(jì)劃的可行性和穩(wěn)定性，減少現(xiàn)場變化和頻繁分批的弊病。

2.3改進(jìn)工序作業(yè)計(jì)劃管理過程

由生產(chǎn)線進(jìn)行工序作業(yè)計(jì)劃的管理，包括領(lǐng)毛坯后將配套信息輸入系統(tǒng)；開工、完工管理，關(guān)閉工序作業(yè)計(jì)劃和車間訂單；按照緊急任務(wù)調(diào)整工序作業(yè)計(jì)劃。

在工序作業(yè)級(jí)設(shè)備和人員的派工過程中，以項(xiàng)目管理理論和約束理論為基礎(chǔ)優(yōu)化排序方法，重點(diǎn)保證瓶頸設(shè)備的高效和滿負(fù)荷運(yùn)行。完善現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的編制機(jī)制，提高整個(gè)價(jià)值流生產(chǎn)線的利用率和生產(chǎn)計(jì)劃的穩(wěn)定性。

2.4擴(kuò)大系統(tǒng)應(yīng)用范圍，完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

為保證MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，全面梳理MES系統(tǒng)工藝路線數(shù)據(jù)，重點(diǎn)針對與實(shí)際不符的工藝路線進(jìn)行修正，完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，補(bǔ)全MES系統(tǒng)工序信息中的設(shè)備、工裝工具信息。將MES系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫作為工廠人事、設(shè)備、工藝、工裝工具檔案，將操作者、設(shè)備、工序有機(jī)地關(guān)聯(lián)起來，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)定人、定設(shè)備，重點(diǎn)設(shè)備加工固定產(chǎn)品，固化工藝參數(shù)及設(shè)備的經(jīng)濟(jì)批量。

2.5實(shí)現(xiàn)進(jìn)度信息可視化和在制品控制

依托MES系統(tǒng)對計(jì)劃的各個(gè)層次包括整個(gè)零件的計(jì)劃——工作訂單、按車間進(jìn)出的計(jì)劃——車間訂單以及每一道工序的作業(yè)計(jì)劃的進(jìn)度實(shí)時(shí)采集，做到可視化。清晰的圖形便于計(jì)劃人員隨時(shí)根據(jù)企業(yè)計(jì)劃的改變進(jìn)行督促和調(diào)整。通過對在制品的可視化監(jiān)控，扭轉(zhuǎn)在制品流轉(zhuǎn)過程中的擁堵現(xiàn)象。

2.6實(shí)行全局設(shè)備狀態(tài)可視化管理

依托MES系統(tǒng)建立設(shè)備管理臺(tái)帳，對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)管理，對二保和三保的周期進(jìn)行定義，由系統(tǒng)自動(dòng)生成二保維修計(jì)劃，通過系統(tǒng)進(jìn)行二保派工、記錄維修結(jié)果和狀態(tài)。對于設(shè)備的臨時(shí)故障維修，建立報(bào)警和響應(yīng)機(jī)制，使信息傳遞速度加快并記錄響應(yīng)時(shí)間，加強(qiáng)對機(jī)修人員的考核。

在MES系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行設(shè)備可視化管理，用不同的顏色標(biāo)注設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，加工零件、操作者等信息，使現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)工作更高效便捷直觀，下達(dá)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃前，自動(dòng)對設(shè)備進(jìn)行可用性檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和短缺問題。關(guān)注設(shè)備的可用率和設(shè)備利用率，減少操作者非增值的時(shí)間，保證操作者的有效勞動(dòng)。

2.7建立基于信息化平臺(tái)的精益生產(chǎn)管理績效考核機(jī)制

通過系統(tǒng)論證和科學(xué)分析，明確以精益思想為指導(dǎo)建立生產(chǎn)管理績效考核機(jī)制，在高效、準(zhǔn)確的信息源保障的基礎(chǔ)上，建立一套多層次、多角度的管理考核機(jī)制。為信息化平臺(tái)中的精益生產(chǎn)管理工作提供有力保障和實(shí)施管理的激勵(lì)機(jī)制。在制度、流程不斷完善優(yōu)化的基礎(chǔ)上，將領(lǐng)導(dǎo)及各部門指責(zé)、企業(yè)各項(xiàng)工作流程、企業(yè)各項(xiàng)規(guī)章制度、企業(yè)各崗位的崗位說明書匯總、整理成《企業(yè)流程與制度匯編》，并裝訂成冊下發(fā)至各部門，電子版發(fā)至每名員工。

3項(xiàng)目取得的效果評(píng)價(jià)

通過現(xiàn)場作業(yè)信息化與精益化融合應(yīng)用，在行業(yè)內(nèi)率先實(shí)施以精益思想為指導(dǎo)的現(xiàn)場作業(yè)的信息化管理，迅速培養(yǎng)出一支高素質(zhì)的制造隊(duì)伍，建立一個(gè)高效的產(chǎn)品作業(yè)管理系統(tǒng)，形成機(jī)械加工離散式制造獨(dú)具特色的信息化精益生產(chǎn)管理方式，為企業(yè)ERP、PDM、MES三大系統(tǒng)的信息化融合發(fā)展戰(zhàn)略提供實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。依托現(xiàn)場作業(yè)信息化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)精益生產(chǎn)管理，使企業(yè)精益生產(chǎn)管理取得卓有成效的效果，各項(xiàng)基礎(chǔ)管理水平取得顯著的提升，確立了行業(yè)內(nèi)現(xiàn)場作業(yè)信息化領(lǐng)先和示范的地位。

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作者簡介：張晶晶（1982.2-），女，工程師，遼寧省沈陽市人，現(xiàn)任中航黎明葉片加工廠四級(jí)技術(shù)專家，2012年畢業(yè)于東北大學(xué)工商管理碩士學(xué)位專業(yè)，主要從事企業(yè)MES系統(tǒng)的開發(fā)、實(shí)施、管理等技術(shù)研究工作；楊建利（1980.8-），男，工程師，遼寧省沈陽市人，現(xiàn)任中航工業(yè)黎明葉片加工廠改進(jìn)辦公室主任，2003年畢業(yè)于沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程專業(yè)學(xué)士學(xué)位，主要從事企業(yè)精益生產(chǎn)管理、企業(yè)管理創(chuàng)新研究、MES系統(tǒng)推進(jìn)與實(shí)施管理等方面研究工作；常悅（1982.1-），女，工程師，遼寧省沈陽市人，現(xiàn)任中航黎明葉片加工廠信息化技術(shù)員，2006年畢業(yè)于沈陽航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，主要從事企業(yè)精益生產(chǎn)管理等研究工作。