機械加工行業(yè)面臨的難題:
1、機械加工行業(yè)產(chǎn)品制造的特點:
(1)產(chǎn)品零部件數(shù)量多,部件幾十種,零件甚至有上千種。
(2)生產(chǎn)工藝和過程復雜,技術難度大,質量要求苛刻。
(3)生產(chǎn)模式為單件、小批量和中批量共存且種類繁多。
(4)生產(chǎn)柔性高,按訂單生產(chǎn)。
2、機械加工行業(yè)生產(chǎn)車間管理需求:
車間生產(chǎn)制造模式還是采用傳統(tǒng)的管理方式,車間的管理制度也存在很多執(zhí)行不規(guī)范的地方,生產(chǎn)現(xiàn)場也沒有一個完整的信息反饋過程。主要存在以下幾個方面的問題:
(1)車間管理人員無法準確掌握在制品的數(shù)量和存貯位置。
(2)車間生產(chǎn)過程和管理狀態(tài)不明晰,工藝路線和設備使用非常靈活,計劃頻繁變更,計劃的預見性差。
(3)生產(chǎn)管理自動化水平較低,人工進行設計更改和工藝更改,反應遲緩,產(chǎn)品過程質量缺乏有效監(jiān)控,產(chǎn)品不良率很高。
(4)車間的信息傳遞與反饋仍以人工為主,傳遞慢,反饋不及時,信息量損失大,而且易出差錯。
(5)車間領導習慣于傳統(tǒng)的人工管理模式,對現(xiàn)代信息技術的發(fā)展和應用不熟悉。車間生產(chǎn)管理急需提高生產(chǎn)技術、精確度標準和質量監(jiān)控以提高整體產(chǎn)品的質量、效率和降低成本,縮短制造周期。
功能模塊設計
根據(jù)對機械加工行業(yè)的產(chǎn)品制造模式和需求的調(diào)查開發(fā)出了符合機械加工行業(yè)自身情況的MES系統(tǒng),微締軟件MES系統(tǒng)具備了車間計劃編制、作業(yè)調(diào)度、制造資源、檢驗信息、工藝信息、生產(chǎn)信息的集成管理等功能。主要包括8個模塊,MES系統(tǒng)運行示意圖。如圖1所示。
圖1 機械加工行業(yè)MES系統(tǒng)運行示意圖
MES系統(tǒng)運行圖說明:
(1)數(shù)據(jù)集成接口同步PDM的工藝信息和ERP下達的生產(chǎn)計劃信息,作為MES系統(tǒng)運行的業(yè)務數(shù)據(jù)基礎。ERP與MES成功運用的關鍵在于數(shù)據(jù)的實時共享并保持一致性。
(2)生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理是從產(chǎn)品、組件到零件,定義物料編碼、物料名稱、物料BOM結構等數(shù)據(jù),定義物料的特有屬性,如承制單位等,定義生產(chǎn)最關心的批次號,便于質量追溯,全面維護生產(chǎn)的基礎數(shù)據(jù)。
(3)在生產(chǎn)計劃排程模塊中,計劃員通過集成接口從ERP系統(tǒng)獲取廠制造部向車間下達的總的月完成任務,并結合車間實際在制品生產(chǎn)情況,編制出月生產(chǎn)計劃。在系統(tǒng)中,采用灰藍綠等顏色標志,很容易查看每個訂單和工序的狀態(tài),包括是否編制零部件計劃、工序計劃、已派工和是否檢驗等,所有信息一目了然。當有臨時插單或生產(chǎn)異常發(fā)生時(如設備故障、物料到貨不及時等),系統(tǒng)允許計劃員調(diào)整作業(yè)計劃,對于生產(chǎn)作業(yè)計劃中出現(xiàn)的緊急插單進行隨時調(diào)整,包括進行零件分批、生產(chǎn)訂單拆分、外協(xié)加工等調(diào)整。
(4)當零部件計劃完成后,調(diào)度員接收計劃訂單,編制工序作業(yè)計劃,合理安排和分配任務,平衡車間生產(chǎn)能力,根據(jù)工序計劃進行作業(yè)派工,并自動生成包括產(chǎn)品名稱,工作中心、批次、工序、加工數(shù)量、要求時間等各種信息的派工單。派工單是MES的核心單據(jù),作為計劃執(zhí)行、跟蹤和反饋的介質,可將產(chǎn)品整個制造過程中全部業(yè)務數(shù)據(jù)集于一體。
(5)班組長或調(diào)度員在工段管理模塊中接收生產(chǎn)計劃并對工人進行任務派工,工人掃描派工卡,推送NC程序和工藝文件到現(xiàn)場設備端。在生產(chǎn)現(xiàn)場,工人通過現(xiàn)場終端登錄MES系統(tǒng)進行任務接收、瀏覽、生產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢以及相關信息的反饋。
(6)質檢管理模塊可以通過現(xiàn)場終端錄入和管理首檢、工序間檢驗和機加成品檢驗等結果。操作者提交檢驗后,檢驗員可以自動收到任務信息。
(7)庫存管理模塊是對現(xiàn)場領料、半成品、成品入庫進行管理。建立統(tǒng)一的車間庫存管理平臺,將車間半成品庫存和成品庫存數(shù)字化、可視化。
(8)信息看板模塊顯示生產(chǎn)過程中的物料、設備、檢驗、人員和任務執(zhí)行信息,實時反映生產(chǎn)實際情況。信息看板會發(fā)布生產(chǎn)變更通知、生產(chǎn)異常情況、重要信息發(fā)布、企業(yè)內(nèi)部信息交流等信息。
機械加工行業(yè)數(shù)字化車間的實施步驟
搭建好的MES系統(tǒng)要應用到車間制造中,應對MES的推進過程做總體的規(guī)劃。通過數(shù)字化車間的建設,解決企業(yè)車間管理信息技術和工業(yè)技術的融合問題,機械加工行業(yè)根據(jù)“總體規(guī)劃、分步實施、以點帶面、整體推進”的原則,首先在某個產(chǎn)品生產(chǎn)線上進行試點,然后在全廠全面推廣應用。
1、確定需求與調(diào)研
在數(shù)字化車間實施之前,確定機械加工行業(yè)的生產(chǎn)信息化的具體需求是首要的任務,MES的實施涉及到企業(yè)生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié),部門與人員之間的協(xié)調(diào)非常重要,成立的項目小組對機加和裝配車間進行了生產(chǎn)組織過程差異分析和生產(chǎn)過程調(diào)研。
2、制定實施方案
企業(yè)的情況各有不同,項目組配合中標軟件公司做好MES的業(yè)務需求調(diào)研,與中標公司一起制定出了機械加工行業(yè)MES系統(tǒng)實施方案。
3、網(wǎng)絡敷設和硬件部署
數(shù)字化車間的網(wǎng)絡建設是串聯(lián)各項業(yè)務,使之互相協(xié)作的保障,部署了包括觸摸一體機、新增數(shù)控機床、對刀儀、坐標儀、機床推送一體機等設備所需聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡。
4、基礎數(shù)據(jù)準備
基礎數(shù)據(jù)的規(guī)范性和準確性是保證項目成功實施的關鍵。聯(lián)系車間、工藝處相應管理人整理、核查、錄入部門人員基本資料、設備、工藝路線、定額等信息,并進行了相應角色的權限劃分,以及系統(tǒng)上線前的動員培訓和使用培訓。
5、功能測試及試運行
MES系統(tǒng)開發(fā)基本完成后,項目組對系統(tǒng)中的計劃排產(chǎn)、分廠調(diào)度、計劃編輯修改、追加零件計劃、待派工任務、反饋結果等過程管理、生產(chǎn)追蹤等功能 進行了測試,并在車間進行了試運行。
6、系統(tǒng)集成
MES需要和ERP、PDM/CAPP系統(tǒng)進行集成,更需要和底層設備之間進行集成,MES系統(tǒng)集成的ERP系統(tǒng)下發(fā)的生產(chǎn)制造計劃和反饋執(zhí)行的結果,以及集成接收的PDM/CAPP的工藝文件和作業(yè)指導文檔,通過車間DNC網(wǎng)絡平臺能夠及時、準確地被推送到加工現(xiàn)場。
7、培訓和應用推廣
培訓參與項目的各單位人員MES的配置和操作流程,全面落實系統(tǒng)的使用。召開車間制造執(zhí)行系統(tǒng)上線運行大會,共同推進生產(chǎn)過程管理信息化建設,為公司全面推廣MES起到示范作用。
機械加工行業(yè)MES解決方案
1、MES實施的主要經(jīng)驗
機械加工行業(yè)車間制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)項目的成功實施,是關鍵用戶配合和團隊共同努力的結果。可以總結為以下幾點經(jīng)驗:
(1)系統(tǒng)選型與功能取舍
量體裁衣,根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)特點,選擇最適合的廠商,選擇實力強、軟件技術水平高可集成性好,可定制開發(fā)的廠商;考慮與現(xiàn)有系統(tǒng)的配套性,與車間設備控制的兼容性。
(2)業(yè)務部門參與度
系統(tǒng)的最終使用者是工藝部門和生產(chǎn)車間,因此在設計流程和二次開發(fā)時一定要和使用系統(tǒng)的部門進行充分的溝通,真正掌握企業(yè)現(xiàn)狀,才能進一步改善、定制出合理的系統(tǒng),如果系統(tǒng)實施只是簡單地錄入數(shù)據(jù)或者根據(jù)用戶的使用情況進行簡單電子化定制,那么就失去的項目實施的真正意義。
(3)科學的引導和推廣
MES上線后,對現(xiàn)有流程會有較大的改變。改變后的流程是否具有可操作性,能否為廣大的生產(chǎn)管理和操作人員所認可和接受,需要科學的引導和推廣。很多企業(yè)在推廣信息化系統(tǒng)時會走兩個極端:一個是“太硬”,企業(yè)管理層高舉考核、懲罰的大斧,結果使得用戶雖然在用,心里卻不斷地抗拒,難免會出現(xiàn)一些問題;一個是“太軟”,車間管理人員和生產(chǎn)人員很忙,交貨進度催緊,于是放松考核,最終MES系統(tǒng)的使用只能浮于表面。因此,系統(tǒng)推廣應以激勵為主,考核為輔。
2、項目建設的建議
針對不同企業(yè)的特點,在實施MES車間信息系統(tǒng)時應該有所側重,關注車間的實際需求。一定要選擇適合各廠的,生搬硬套別人的所謂先進管理技術和經(jīng)驗往往達不到自己想要的結果。一個企業(yè)生產(chǎn)管理方式的變化不是一朝一夕就可以完成的,應該遵循循序漸進的原則朝正確的方向前進。任何信息化系統(tǒng)充其量只是一個工具,企業(yè)必須在提升管理手段的前提下,利用好信息化系統(tǒng)。
MES的實施會對原有的傳統(tǒng)工作流程、工作習慣和工作思路產(chǎn)生沖擊,需要進行適當轉換。隨著工業(yè)生產(chǎn)過程的日益復雜與規(guī)模的大型化,要求計算機系統(tǒng)不僅要完成直接面向過程的控制和優(yōu)化,而且要在獲取生產(chǎn)全部過程信息基礎上進行指揮調(diào)度和綜合管理,MES的實施就是經(jīng)歷如何利用計算機系統(tǒng)平臺開展業(yè)務,提高企業(yè)的管理水平的過程。
企業(yè)充分了解自己管理上存在的問題,實施了MES后能很快看到問題解決后帶來的效益,而MES的某些功能對企業(yè)來說近期不必要或是管理達不到適用這個功能的水平,實施后可能會對現(xiàn)有生產(chǎn)方式造成一些沖擊。對于這些不太符合企業(yè)當前需求的功能模塊,短期看不到很好的益處,但如果有些企業(yè)希望根據(jù)MES提供的專業(yè)的想法和管理觀點來改變自身的生產(chǎn)流程,獲得長遠的效益,可以對這些功能模塊逐步滲透。
實施效果
通過微締軟件MES相關項目的實施,數(shù)字化地整合了機械加工行業(yè)機加、裝配等整體生產(chǎn)線的信息以及車間現(xiàn)場的第一手數(shù)據(jù)。強化和規(guī)范了流程控制,大大提高了工作效率,建立了風險評估與預警機制,可做到協(xié)同有序、調(diào)度有效,實現(xiàn)了統(tǒng)計精準化,也是公正和科學的考核體系與實施手段。
MES技術應用實施是建立低成本、高效率的現(xiàn)代化生產(chǎn)線的必然要求,同時實現(xiàn)企業(yè)信息化是一個長期的過程,不可能一蹴而就。在實踐過程中,各種系統(tǒng)之間會越來越契合、合理、及時、有效地協(xié)助企業(yè)提高管理水平。
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