制造执行系统的多元集成-杭州涵湛软件有限公司

制造执行系统的多元集成

2022/2/11 17:10:35 点击：

面对短期交货要求、客户需求多样、产品结构复杂、制造工艺个性、产品数据多变、物资采购离散、设备能力不足、人员技能不够和计划模式陈旧等新型现状，企业生产部门如何更好协同研发部门、工艺部门、采购部门、铸造部门、质量保证部门、财务部门、人力资源部门和外部协同单位，灵活调度人力、财力、物力和信息资源，高效组织毛坯备料、零件加工、整机装配、检验试验、包装发运等生产过程，确保按合同交货日期准时交付满足客户个性要求的高质量定制产品，同时保持个性化定制产品生产成本的相对稳定，是摆在企业生产部门和所有管理人员面前的一项巨大挑战。面向这一挑战，企业在制造维度主要有如下几个核心业务问题：一是如何确保生产全过程可视，二是如何确保生产全过程有序，三是如何确保全生产过程受控。

业务问题1：如何确保生产全过程可视

可视就是看得见，即以一种简单实用、通俗易懂的模块化方式，让各类原本看不见或难以看见的生产过程信息通过友好的计算机软件界面展示出来，以便于生产人员直观的、清楚的、毫不费力的理解和掌握生产状态，从而更加实时、更加科学的做出管理决策或操作行为。从而降低生产管理难度、简化生产管理过程、减少制造执行成本、提高制造执行效率。

从生产过程角度，企业如何基于信息系统实现毛坯备料、零件加工、整机装配、检验试验和包装发运等业务过程的可视？

从设备管理角度，企业如何基于信息系统实现生产设备、检测设备、物流设备等设备状态的可视？

从生产物料角度，企业如何基于信息系统实现生产物料进度状态、质量状态、位置状态的可视？

从产品数据角度，企业如何基于信息系统实现零部件信息、物料清单、设计图纸、工艺文件、材料定额、数控程序、检测规划等产品数据的可视？

从绩效管理角度，企业如何基于信息系统实现操作者工时、外部协同加工费用、内部协同加工费用、生产成本、质量合格率等绩效数据的可视？

从生产管理角度，企业如何基于信息系统实现设备排班、人员排班、工位作业负载、质量异常、物料异常、设备异常、进度异常、产品数据异常等管理要素的可视？

解决思路：

从生产过程来看，要基于制造执行系统（MES）构建适用于毛坯备料、零件加工、整机装配、检验试验和包装发运等生产过程的各级作业单，通过开发友好的软件功能界面实现各级作业任务的可视。

从设备管理来看，要借助设备监控系统全面实现生产设备联网，通过开发友好软件功能界面实现生产、检测、物流、仓储等设备状态的可视。

从生产物料来看，要基于制造执行系统（MES）全面采集生产过程数据，通过开发友好的软件功能界面实现生产物料进度状态、质量状态、位置状态的可视。

从产品数据来看，要做好制造执行系统（MES）与产品全生命周期管理系统（PLM）的集成应用，通过开发友好的软件功能界面实现零部件信息、物料清单、设计图纸、工艺文件、材料定额、数控程序、检测规划等产品数据的可视。

从绩效管理来看，要基于制造执行系统（MES），通过构建各类适用的模块统计分析模块，实现操作者工时、外部协同加工费用、内部协同加工费用、生产成本、质量合格率等绩效数据的可视。

从生产管理来看，要基于制造执行系统（MES）采集生产过程数据，开发友好的软件功能界面实现设备排班、人员排班、工位作业负载、质量异常、物料异常、设备异常、进度异常、产品数据异常等管理要素的可视。

业务问题2：如何确保生产全过程有序

有序就是有顺序，就是要在“可视”的基础上，以一种简单实用、直观有效的模块化方式，让各类原本没有顺序或难以有序化的生产任务通过友好的计算机软件功能界面有序的展示出来，以便于生产人员直观的、清楚的、轻松的理解、掌握和执行有序化的生产指令，从而提高订单在部门之间、车间之间、班组之间、工位之间的协同执行能力，提高生产资源、生产资金、产能利用的合理性，缩短个性定制产品制造周期。确保合同有序履约、产品有序交付。

从生产过程角度，企业如何基于信息系统实现毛坯备料、零件加工、整机装配、检验试验和包装发运等业务过程整体有序？

从部门协同角度，企业如何基于信息系统实现采购部门、财务部门、毛坯铸造部门、机加部门、装配部门、质量保证部门、外协加工单位、生产技术部门以及产品研发部门之间协同有序？

从生产班组角度，企业如何基于信息系统实现生产班组之间协同有序？

从生产工位角度，企业如何基于信息系统实现工位协同有序？

从物料投放角度，企业如何基于信息系统实现原材料投放有序？

从设备利用角度，企业如何基于信息系统实现生产设备利用有序？

从资金使用角度，企业如何基于信息系统实现资金利用有序？

解决思路：

要确保生产全过程整体有序，就是要开发、完善和持续优化制造执行系统（MES）的各级作业单（软件功能模块），包括：部门级作业单、车间级作业单、班组级作业单、工位级作业单。各级作业单要始终以生产计划为中心，依据计划开始时间或计划完成时间自动排定作业任务的优先顺序，作为各级执行者的带有优先顺序的作业指令。

通过全面统一应用各级作业单功能，确保毛坯备料过程、零件加工过程、整机装配过程、外协加工过程、物料转运过程、质量检测过程和包装发运过程整体有序。确保部门之间、车间之间、班组之间、工位之间整体有序，确保物料投放、设备利用、资金使用和人员利用整体有序。

业务问题3：如何确保全生产过程受控

受控就是所有生产活动都要受控于生产管理中心，就是要在“可视”和“有序”的基础上，让高级生产管理人员能够在宏观层面上根据交期临近和实际生产进度，以一种简约灵活、富有弹性的模块化方式，有的放矢的暂停、放行或调控各级作业任务、灵活调控订单生产优先级，进而使各类原本无法控制或难以控制的生产任务都能够自动受控于制造执行系统（MES）的各级作业单。所有部门级、车间级、班组级、工位级作业任务，以及平行协同、上下协同和内外协同，都要统一受控于生产宏观调控措施。调控措施要张弛有度，调控指令要直达工位、全面自动响应，以此控制生产活动向计划进度回归。这是在生产管理上进一步进行“质”的提升。

从生产过程角度，企业如何基于信息系统实现毛坯备料、零件加工、整机装配、检验试验和包装发运等业务过程整体受控？

从部门协同角度，企业如何基于信息系统实现采购部门、财务部门、毛坯铸造部门、机加部门、装配部门、质量保证部门、外协加工单位、生产技术部门以及产品研发部门之间协同受控？

从生产班组角度，企业如何基于信息系统实现生产班组之间协同受控？

从生产工位角度，企业如何基于信息系统实现工位协同受控？

从变更管理角度，企业如何基于信息系统实现产品设计、制造工艺、检测方法、生产计划等业务变更在全生产过程受控？

从物料投放角度，企业如何基于信息系统实现原材料投放受控？

从设备利用角度，企业如何基于信息系统实现生产设备利用受控？

从资金使用角度，企业如何基于信息系统实现资金利用受控？

解决思路：

通过制造执行系统宏观调控“当日可开工任务窗口”大小，将每日可开工任务调控在特定范围之内，保证部门级、车间级、班组级、工位级在特定时间段内执行指定的作业任务，保证平行协同、上下协同和内外协同的一致性，防止过早开工和滞后开工。避免不合理占用和消耗物料、人员、机器、场地、器具、时间等生产资源，高级别规避生产资源争用，盘活并有效利用可用产能和生产资金。进一步优化作业任务有序性、提升生产过程协同性，进一步提高生产资源、生产资金、产能利用的合理性，进一步降低生产成本、缩短制造周期、提高产品质量。

通过统一的、柔性的宏观调控措施和有序的、受控的各级作业单，确保毛坯备料、零件加工、整机装配、检验试验和包装发运等业务过程整体受控，确保采购部门、财务部门、毛坯铸造部门、机加部门、装配部门、质量保证部门、外协加工单位、生产技术部门、产品研发部门之间协同受控，确保产品设计、制造工艺、检测方法、生产计划等业务变更在全生产过程受控，确保原材料投放、生产设备利用和生产资金使用受控。

总得来说，解决方法如下所示：

首先，要实现生产工位全员计算机化。就是要通过设计、定制并向制造工位集成工业计算机（工位数字化看板）或手持终端，确保毛坯备料、零件加工、整机装配、检验试验和包装发运等所有制造工位都有计算机系统可用。确保在全生产过程人人都有计算机可用，是操作者和信息系统交互的硬件基础，也是实现智能制造的立足点。

其次，要实现生产车间全范围网络化。就是要以工位、车间、厂房为单位，依次构建工业计算机网络。确保每个工位、每个车间、每个厂房都要有计算机网络可用。网络形式可包括：有线网络、无线网络、移动网络。就是要以各类信息系统为工具，将所有生产设备接入计算机网络，将所有工业计算机接入计算机网络，确保全生产过程处处都有计算机网络，实现生产车间全员网络化，为企业实施和应用制造执行系统（MES）奠定网络基础。

再其次，要实现生产过程全要素数字化。就是要面向生产工位、生产班组、生产车间、生产部门，研究、分析、规划、开发、实施和持续优化集成的制造执行系统（MES），确保全生产过程、全生产要素都能享受制造执行系统带来的工作便利和效率提升。就是要通过制造执行系统全面呈现作业任务、产品数据、制造工艺、检测方法和时限要求。就是要通过制造执行系统全向采集生产过程数据，监控任务状态、设备状态、物流状态和质量状态。就是要通过制造执行系统实时在线跟踪订单生产进度、追溯产品制造过程和调度生产资源。就是要通过制造执行系统全面替代人力，在线统计和分析生产绩效、自动汇编和输出产品报告。

然后，要实现生产过程管理智能化。就是要始终以生产计划为中心，结合产品制造工艺和车间实际产能，有节制的自动生成各级作业任务序列（部门级、车间级、班组级、工位级），弹性调控各级作业任务有序执行。就是要通过制造执行系统实时监控各级作业任务的执行状态，自动预警进度异常、设备异常、质量异常、物流异常、仓储异常、设计异常、工艺异常和资金异常，在线受理和处置各类生产异常、监督并使异常处理结果按原路返回生产现场。就是要以制造执行系统为生产管理核心抓手，降低生产管理难度、简化生产管理过程、提高生产管理技能，增强生产状态感知、提升生产调度时效、提高生产资源利用。

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