MES在車體涂裝車間的數(shù)字化和智能化應(yīng)用

關(guān)鍵詞：信息化管理系統(tǒng)（MES）；車體涂裝；數(shù)字化；應(yīng)用

0前言

在中國制造業(yè)的快速發(fā)展歷程中，信息化管理系統(tǒng)（MES）扮演著至關(guān)重要的角色。特別是在制造企業(yè)中，MES 的作用日益凸顯，其優(yōu)化與應(yīng)用已成為一項不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本研究致力于探索MES 在汽車制造領(lǐng)域中的核心價值與應(yīng)用前景，為國內(nèi)制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供參考與指導(dǎo)。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1. 1 設(shè)計目標(biāo)

本項目通過精益思想優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，結(jié)合信息化手段進行生產(chǎn)制造系統(tǒng)的整合，通過MES 在車體涂裝車間的拓展實施和應(yīng)用，滿足車間的后續(xù)產(chǎn)能需求。通過智能排產(chǎn)、智能調(diào)度與資源識別技術(shù)，增強生產(chǎn)計劃的可執(zhí)行性，打造精益化、工位制和節(jié)拍化生產(chǎn)模式，從而降低制造成本，提升作業(yè)效率［1］。

1. 2 總體設(shè)計

數(shù)據(jù)采集與調(diào)用在MES 中是決策分析和生產(chǎn)優(yōu)化的關(guān)鍵步驟。通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的及時調(diào)用和采集，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和分析，為管理決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持［2］。信息的深度加工與即時推送機制將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為決策信息，促進快速響應(yīng)與調(diào)整。此外，終端布置也是重要環(huán)節(jié)，確保生產(chǎn)現(xiàn)場各個終端設(shè)備能夠順利接入MES，實現(xiàn)信息的即時傳遞和共享。通過以上各項內(nèi)容的完善和整合，MES 可以全面提高人、機、料、法、環(huán)、測六要素的協(xié)同性，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的高效管理和優(yōu)化控制。MES 的工藝管理、計劃管理、生產(chǎn)執(zhí)行、質(zhì)量管理、設(shè)計管理、采購管理等功能模塊的應(yīng)用，將為企業(yè)帶來更高效的生產(chǎn)運營和管理體系，助力企業(yè)提升競爭力并實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展［3］。MES 業(yè)務(wù)功能架構(gòu)如圖1 所示。

2 MES 在車體涂裝的應(yīng)用

2. 1 工藝管理

數(shù)字工藝設(shè)計模塊的主要目的是為工藝設(shè)計人員提供車體涂裝結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計的操作平臺，以達到規(guī)范和簡化工藝設(shè)計流程、豐富工藝輸出內(nèi)容，并通過與MES 的聯(lián)動，實現(xiàn)實時的智能工具控制，達到智能防錯、精準(zhǔn)匹配及企業(yè)資源的合理配置，提高工藝的總體控制力度［4］。同時，通過對產(chǎn)品生產(chǎn)過程工藝數(shù)據(jù)的智能控制和采集，將傳統(tǒng)人腦經(jīng)驗變成可用數(shù)據(jù)，不僅促進了工藝創(chuàng)新與傳承，還增強了企業(yè)的工藝設(shè)計能力及整體調(diào)控能力，提升工藝管理水平。

數(shù)字工藝設(shè)計模塊主要包括工藝資源、工藝設(shè)計、平臺管理3 個菜單。工藝設(shè)計是工藝模塊的主體功能，通過設(shè)計產(chǎn)品的工藝流程、編制動作編碼、作業(yè)指導(dǎo)文件等完成產(chǎn)品工藝文件的發(fā)布工作。平臺管理主要針對有產(chǎn)品平臺的項目類進行更高一個層級的工藝設(shè)計，進行產(chǎn)品平臺工藝設(shè)計后，屬于該平臺的項目產(chǎn)品可以直接以平臺工藝文件為基礎(chǔ)，更快速地修改、發(fā)布產(chǎn)品工藝文件。工藝資源主要管理工藝動作、標(biāo)準(zhǔn)視頻、工藝參數(shù)等虛擬資源及工裝、工具、設(shè)備類別等實物資源，為工藝設(shè)計提前建庫，做好結(jié)構(gòu)化資源準(zhǔn)備。

2. 2 計劃管理

計劃管理確保生產(chǎn)活動的有序開展，主要流程是首先項目管理信息平臺獲取各項目的交付計劃，包括年度計劃的設(shè)定和審批發(fā)布，確保計劃的合理性和可行性，隨后細化成月度計劃，根據(jù)實際情況進行適時調(diào)整。最后制定和執(zhí)行短期滾動計劃“四日計劃”，緊密跟蹤生產(chǎn)進度，靈活應(yīng)對短期變動，為排產(chǎn)人員提供即時的調(diào)度依據(jù)。

制造執(zhí)行的計劃管理主要是為排產(chǎn)人員在車體涂裝不同的工藝設(shè)計上進行計劃排程；通過與制造執(zhí)行系統(tǒng)集成，MES 能夠有效地支持生產(chǎn)計劃的執(zhí)行和監(jiān)控，從而確保生產(chǎn)活動按照計劃進行，并且能夠及時做出調(diào)整以適應(yīng)市場需求或資源變化［5］。同時，通過對涂裝設(shè)備運行狀態(tài)和維護情況的持續(xù)監(jiān)控，能夠預(yù)測潛在故障風(fēng)險，從而避免因設(shè)備故障而突發(fā)故障造成的生產(chǎn)中斷。

2. 3 質(zhì)量管理

車體涂裝質(zhì)量管理的目的是確保車身在涂裝過程中符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高涂裝產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和外觀效果，實施嚴(yán)格的檢測和排查措施，旨在及時發(fā)現(xiàn)和糾正涂裝過程中的缺陷和問題，以減少不良品率，對涂裝工藝和流程進行持續(xù)改進，以提高生產(chǎn)效率、降低成本，并確保質(zhì)量穩(wěn)定［6］。

質(zhì)量控制計劃由質(zhì)量部根據(jù)項目制定，填寫計劃內(nèi)容并分配人員，最終由系統(tǒng)質(zhì)量負責(zé)人提交審批。檢驗策劃則根據(jù)需求確定工藝文件標(biāo)準(zhǔn)，并通過“四日計劃”下發(fā)檢驗計劃，專檢人員使用手持終端進行操作。首件鑒定計劃由負責(zé)人發(fā)起，經(jīng)過審批后下發(fā)至各部門負責(zé)人處，進行人員配置和任務(wù)處置，最終發(fā)布給供應(yīng)商。

2. 4 物流管理

該模塊主要用于物流中心的物料及配送管理，分為缺件分析、企業(yè)資源計劃（ERP）閾值設(shè)定、自動生成配送計劃、供應(yīng)商管理庫存（VMI）維護4 個部分，旨在通過系統(tǒng)化、數(shù)字化的方法，提高物流中心的管理水平和生產(chǎn)效率。通過ERP 閾值設(shè)定和對ERP、VMI、ERP+VMI 3 種類型數(shù)據(jù)源整合分析，可以發(fā)現(xiàn)潛在的供應(yīng)鏈瓶頸和問題，并采取相應(yīng)的措施進行優(yōu)化，提高供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性和效率；通過與供應(yīng)商建立VMI 合作關(guān)系，實時監(jiān)控VMI 庫存水平，并根據(jù)設(shè)定的閾值自動觸發(fā)補貨請求，確保庫存充足。

3 MES 在車體涂裝的拓展

3. 1 六要素配置

人：根據(jù)項目特點和工位需求，合理配置適當(dāng)數(shù)量和合格的人力資源，同時確保員工具備必要的技能和經(jīng)過充分的培訓(xùn)，并根據(jù)實際需求合理安排工作任務(wù)和崗位職責(zé)。

機：實施嚴(yán)格的班前、作業(yè)前檢查制度，對工具、工裝、設(shè)備進行全面點檢，合理配置和維護生產(chǎn)設(shè)備和工具，給予安全生產(chǎn)保障。定期進行設(shè)備檢修和保養(yǎng)，提高設(shè)備的可靠性和壽命，確保其性能穩(wěn)定和工作高效。

料：查看原材料、零部件和輔助材料進行合理配置和管理。確保物料供應(yīng)的及時性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，以避免生產(chǎn)過程中的物料短缺或浪費。

法：優(yōu)化生產(chǎn)工藝和流程，確保生產(chǎn)操作規(guī)范、高效和安全。通過采用科學(xué)的工藝、工作標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，實現(xiàn)流程標(biāo)準(zhǔn)化和持續(xù)性改進。

環(huán)：監(jiān)控不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)中水、氣、聲、廢棄物排放情況及其對環(huán)境的影響，制定針對性的環(huán)保管控措施，營造綠色、健康的作業(yè)環(huán)境。

測：運用先進的測量和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控和評估。設(shè)定合適的指標(biāo)和檢測方法，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取糾正措施，以實現(xiàn)過程的持續(xù)改進和質(zhì)量的有效控制。

3. 2 生產(chǎn)執(zhí)行作業(yè)前

在車體涂裝生產(chǎn)線的管理中，班前晨會、資源檢查、定置檢查、工位安全隱患排查、班前環(huán)境“5S”管理和物料齊套檢查等環(huán)節(jié)至關(guān)重要。班前晨會是協(xié)調(diào)工作、傳遞信息的關(guān)鍵時刻，通過明確議程、強調(diào)重點任務(wù)，能夠有效提升團隊合作精神和執(zhí)行力；資源檢查和定置檢查確保了生產(chǎn)所需資源和設(shè)備的完備和正常運轉(zhuǎn)，從而保障生產(chǎn)順利進行；工位安全隱患排查和班前環(huán)境“5S”管理，共同構(gòu)建出安全、整潔的工作環(huán)境，有效提高工作效率和員工工作積極性；而物料齊套檢查則是為了確保所需物料的準(zhǔn)確性和及時性，避免因為物料缺失或延遲問題導(dǎo)致的生產(chǎn)延誤［7］。

通過對這些環(huán)節(jié)的嚴(yán)格執(zhí)行和不斷優(yōu)化，可以提高生產(chǎn)線的管理水平，確保生產(chǎn)過程的順利進行，降低生產(chǎn)風(fēng)險，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。只有在每一個細節(jié)都得到重視和把控的情況下，才能實現(xiàn)車體涂裝生產(chǎn)線的穩(wěn)定、高效運行，為企業(yè)的發(fā)展注入持續(xù)的動力。

3. 3 生產(chǎn)執(zhí)行作業(yè)中

為了全面提升車體涂裝作業(yè)中的生產(chǎn)效率和質(zhì)量控制，可以引入數(shù)字化管理手段，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化和信息化。通過對工位生產(chǎn)情況的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，記錄工位各個節(jié)拍的任務(wù)完成狀態(tài)占比，以及產(chǎn)品在每個節(jié)拍下的執(zhí)行工序、任務(wù)進度等信息，并展示在作業(yè)中頁面，為生產(chǎn)效率與質(zhì)量控制提供精準(zhǔn)依據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線的效能瓶頸，及時調(diào)整生產(chǎn)計劃，從而提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)質(zhì)量控制和異常預(yù)警，推動持續(xù)改進和精益生產(chǎn)的實施。

3. 4 生產(chǎn)執(zhí)行作業(yè)后

當(dāng)日作業(yè)完成后，對現(xiàn)場進行巡檢是必要環(huán)節(jié)。首先進行能源系統(tǒng)的全面檢查，確保所有設(shè)備的電源、氣源等供應(yīng)正常，以防患未然，消除安全隱患。接著進行定置檢查，確認所有生產(chǎn)設(shè)備和工具已經(jīng)歸位并進行了妥善固定，以確保下次作業(yè)時能夠順利進行。同時，進行工具、工裝設(shè)備檢查，確認其完好無損、數(shù)量無誤，以保證下次使用時的安全性和有效性。最后，進行物料的齊套檢查，核對所需物料是否齊全，避免因材料短缺阻礙生產(chǎn)進度。

3. 5 生產(chǎn)執(zhí)行管理頁面

生產(chǎn)執(zhí)行頁面作為一種先進的數(shù)字化管理界面，可用于管理車體涂裝生產(chǎn)流程。幫助工位長更好地跟蹤和監(jiān)控生產(chǎn)進度，優(yōu)化資源分配，確保質(zhì)量控制和滿足合規(guī)要求，同時支持?jǐn)?shù)據(jù)分析和持續(xù)改進。通過該頁面，工位長可以使用任務(wù)分配功能將車體涂裝任務(wù)分配給特定的工位或員工。根據(jù)任務(wù)特性和員工技能實現(xiàn)精準(zhǔn)匹配，確保任務(wù)執(zhí)行的專業(yè)性與高效性。生產(chǎn)執(zhí)行頁面通過數(shù)字化管理，實時監(jiān)控生產(chǎn)進度、提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化資源利用、確保質(zhì)量控制和合規(guī)要求，同時通過數(shù)據(jù)的深度挖掘，幫助實現(xiàn)流程的持續(xù)改進。

4 結(jié)語

本研究通過在車體涂裝車間應(yīng)用MES，為企業(yè)實現(xiàn)高效生產(chǎn)、質(zhì)量保障和持續(xù)改進提供了重要參考。在未來的研究和實踐中，可以進一步探討MES 與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的結(jié)合，不斷完善系統(tǒng)功能，提升管理水平，從而實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。未來，基于MES 的智能制造模式將成為制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，為企業(yè)創(chuàng)造更加靈活、高效和可持續(xù)的生產(chǎn)運營模式。