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生产制造企业数字化转型之MES系统

2021-09-30

一、系统概述 

       1.系统背景

       系统主要实现生产组织全过程中技术准备,生产计划及调度,产品加工,资源保障等部门的信息共享协同工作,保证设备利用率,合理配置和调度资源,提高生产能力。实现业务流程的可视化,促进业务流程的持续优化。

       当前所面临的问题主要焦点集中在“针对计划、物料、生产过程问题的解决”。计划层与执行层存在空隙,造成这种空隙的是资源物料、计划、生产过程的不断更新导致。主生产计划及物料需求计划都是建立在理想稳定的状态基础上,然而计划,资源等会在计划到生产这段时间内发生改变,制造环境也可能发生变化,设备的突然故障或者更换以及不合格品率不符合要求都会导致计划的混乱。那么需要计划排程来规避这些问题的发生,有机的将计划、资源、生产串联起来,做到实时化、智能化、集成化的更新。

       为了更好的管控车间现场,需要对生产车间内生产设备进行监控管理,并由设备管理延伸到整个车间的生产管控。需要一套适合车间生产管理软件结合设备监控系统来提高工厂对生产现场的管控能力、优化生产。
       
       2.系统建设目标


       以柔性制造系统、敏捷制造等信息化改造为建设目标,利用传感技术、无线通信技术、计算机网络技术、智能数字化技术、物联网应用服务平台技术等多种现代化技术,打造基于物联网的综合示范平台,建立起一个示范性应用基地。

       通过WIP(在制品管理)+SCADA(设备联网)实现敏捷制造的生产管理目标,以信息可视化提供的数据支撑,准确掌握各类生产的资源负荷状况,提高瓶颈资源利用率,提升原料工装夹具配送精准度、提升生产应变能力。以信息可视化达到问题预判、问题预防,减少生产问题。及时传递操作中的生产作业状态信息,促使解决问题流程的实施及现场管理组体系的完善。以信息化手段,实现可视化全息车间管理。提供多种统计分析,为决策者提供充足的数据依据。打造具有先进性、科学性、前瞻性的现代化生产体系。

       可视化的车间管理,提升效益,通过原料准备、生产计划信息、加工过程的透明化、实时化,提升配送精准度,监控生产设备运行情况,确保及时生产配送,提高效率。以设备信息可视化,提高设备信息化水平,提升效率,降低不合格品率,提高用户满意度。以产品生命周期可视化,分析流程瓶颈,有效推进生产协调,降低生产执行出错率,提升部门协作效率。以工艺内容可视化,加强员工自主性,提高数据共享效率,增加产线应变能力。以异常信息可视化,快速响应并有效解决,避免停线,降低风险。通过库存信息透明化、实时化,避免信息传递延时而导致的物料出入库错误,降低仓储成本。形成透明化、实时化、现代化的智慧车间。

       1.打造具有先进性、科学性、前瞻性的现代化生产标杆。

       2.通过信息化手段实现智能调度排产、生产数据跟踪,提高生产协同效率。

       3.通过信息可视化促进精益生产以提升管理过程的问题解决能力,达到问题预判、问题预防的效果,可视化包括:

       生产进度可视化:实时对生产进度进行跟踪,挖掘生产瓶颈,提升交期把控。

       生产质量可视化:分析生产过程中的不良问题,归纳总结不良原因,整理解决方案,提高生产质量。

       异常信息可视化:提高异常情况响应速度,保证生产过程流畅性,提高生产效率。

       4.打造信息化工艺流程,生产排产、生产过程高度自动化,将生产工艺标准化,准确化。

       5.通过信息化,智能化,缩减人工成本,提升设备高度协同能力。

       6.通过物联网技术实现设备数据自动采集,设备数据和生产数据自动报工。

       7.提供多种统计分析,为决策者提供充足的数据依据。

二、核心模块分析

       1.计划管理

       根据订单和生产计划制定详细排程和车间生产作业计划(是一种资源分配的决策活动。考虑订单优先级、交货期、库存、加工路径、产品特性、加工工序、设备负荷、资源限制等条件,将生产计划与用户订单转化为具体的生产作业计划,排出高效率的日(班、线、台等)的作业顺序,并将设备的调整降低到最小程度。在系统设计过程中主要有以下需求:

       总厂计划(系统集成):在系统设计过程中需要考虑与整厂对各类订单的加工产线计划导入以及和交货期进行控制管理,并在MES中进行车间现场详细排产工作。

       手动排产:该功能模块主要是根据从总厂中读取的主计划进行分解,企业工作人员根据现场设备负荷、交货期等情况在系统中进行手动排产、派工等操作,可具体到人员、设备、工位等。

       生产进度跟踪:可实时了解车间产线现场的各订单的实际进度。

       2.工艺管理

       工艺管理是MES系统中必不可少的一个重要环节,工艺管理是企业重要的基础管理,是稳定、提高产品质量、提高生产效率、保证安全生产、降低消耗、增加经济效益、发展生产的重要手段和保证。系统主要需求如下:

       工艺文件和图文的管理:可在系统中对生产工艺图文和相关文件进行统一管理。

       工艺流程管理:可在系统中自定义工艺路线等。

       工艺版本管理:可通过版本管理工艺路线等。

       审批管理:当系统中工艺流程或工艺版本变更时需进行审批,审批流程可自定义。

       3.设备管理

       设备管理是一套对生产设备、操作规程、管理制度、运行监控、故障诊断、维修维护、运行统计等进行全面管理的模块。该模块需要和设备联网系统集成,一起完成该功能。主要需求如下:

       设备台账管理;

       实时运行监控;

       设备故障报警;

       设备运行统计分析;

       点巡检信息化管理;

       维修维护管理;

       备品备件管理;

       零配件采购;

       4.生产报工

       生产进度的实时报工在MES系统中是最重要的一个节点,每一个工序或零件的完成与否将直接决定整个生产任务是否能够完成,甚至影响整个企业的计划安排,所以通过车间实时数据报工,能最大限度地贯彻好调度结果的有效执行。主要需求如下:

       操作终端:每条线关键工位或每几台设备放置一条工位终端,用来进行任务查看、生产进度提交、异常呼叫、图文查看等。

       生产任务查看:在车间现场指定位置放置操作终端,员工在现场终端刷卡来了解自己的生产任务,并可查看相关工位文件、操作说明等。

       生产进度提交:通过现场工位机或设备数据采集直接提交生产数量。

       5.异常管理

       生产过程中有可能出现的异常情况,如设备故障、缺料、加工异常等情况。出现异常时,系统进行异常报备、异常跟踪处理、异常紧急预案处理设置及异常短信通知设置,并定时生成异常处理报告和报表。

       实现快速的信息传递、申请呼叫、实时显示、统计分析、报表生成等,就工序作业、设备状态、质量问题、供应物料情况等过程进行实时的信息传递和管理,对生产全过程构成支撑。

       当品质,工艺,设备,设备参数出现异常报警时,系统会根据预先设定的人员、处理时间及提醒方式,若责任人在时间内未处理报警则逐级进行提醒。主要需求如下:

       可在系统中自定义设置异常类型;

       可以通过短信、邮件、看板的方式通知相关人员,根据故障类型的不同设定不同的处理人员;

       当出现异常时,处理人员处理超时时可以逐级上报。

       可以通过现场操作终端进行异常呼叫,呼叫时需刷员工卡记录呼叫人员信息、呼叫时间、呼叫工位、处理人员、处理时间等。

       6.质量管理

       生产质量管理主要是为了控制产品生产过程质量,降低生产风险,提高合格率和客户满意度,针对关键工序设置检验指导内容、质检项及参数供质检人员对比确认,大大降低了因上道工序存在的质量问题继续加工生产而带来的损失。主要需求如下:

       通过现场终端可以提交生产过程中产品自检、报废、返修等数据。

       移动检验:检验人员配备移动终端,如PDA,PAD等。通过移动终端选定生产任务进行检验,并提交检验数据。

       工作人员可通过系统实时查看当前生产任务的检验记录和统计结果。

       通过设备数据采集,可自动获取检验设备的检验数据并向系统提交。

       7.看板管理

       看板是把相关人员需要的数据直观的展示出来,需要了解这些信息的员工能一目了然的看到这些信息,帮助操作人员和管理人员进行生产管控。主要需求如下:

       可在每条产线、关键工位、关键部门放置对应的看板。看板位置和看板内容需详细调研后确定。

       看板类型:可选液晶看板或LED看板,大小待定。

       8.统计报表

       在企业中,只有把收集的统计数字经过多次加工处理,进行系统地、深入地分析,才能转换成各种有用的信息,使大量的统计数据完全实现它们的使用价值,才能发挥统计的服务和监督作用。

       系统可根据各种数据源生成各种报表,如设备故障统计报表,设备运行统计报表等等,并支持自由选取时间跨度,对象进行统计等功能。具体报表内容和报表展示方式需详细调研后系统根据已有数据及企业需要生成。

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