零件加工企業(yè)機械加工MES項目需求分析

零件加工企業(yè)機械加工MES項目需求分析公司現(xiàn)狀描述AA集團隸屬于中國兵器工業(yè)集團，屬于離散型企業(yè)，生產(chǎn)有零件加工和裝配，在我國國防建設(shè)和國民經(jīng)濟中發(fā)揮著基礎(chǔ)性、前沿性的重要作用。目前公司已實施了PDM、CAPP、ERP、OA系統(tǒng)?，F(xiàn)有54臺數(shù)控機床通過NC702智能轉(zhuǎn)換終端進行了聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了加工代碼的上傳下載，但裝配自動化和數(shù)控化程度非常低，基本采用手工方式。車間的作業(yè)計劃排程、實時進度跟蹤反饋、、現(xiàn)場物料消耗、質(zhì)量問題追蹤、數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計等幾乎采用手工方式，這和建立“行業(yè)領(lǐng)先國際知名”的目標(biāo)有非常大的差距。因此，企業(yè)下決心用先進的技術(shù)管理手段變革現(xiàn)有的生產(chǎn)組織和管理模式，實現(xiàn)機加和裝配生產(chǎn)過程管控的數(shù)字化，不斷挖掘生產(chǎn)制造過程的潛力，做到生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確，為公司組織生產(chǎn)提供可靠的依據(jù)。信息化建設(shè)狀態(tài)：表格SEQ表格\*ARABIC1DFG信息化系統(tǒng)狀況表信息化系統(tǒng)用途備注集團ERP主要管理集團的財務(wù)、物流（采購、銷售、庫存）、生產(chǎn)管理上線時間：2002年目前生產(chǎn)部分基本沒有怎么用起來，主要原因是由于排產(chǎn)存在嚴重問題。未來希望通過MES系統(tǒng)建設(shè)來深化應(yīng)用ERP的系統(tǒng)；CAPP系統(tǒng)質(zhì)控部使用，用來編制工藝卡片和質(zhì)檢卡片。希望CAPP的工藝數(shù)據(jù)能夠和MES系統(tǒng)很好的集成起來；PDM系統(tǒng)OA系統(tǒng)信息化愿景：希望制定一套完整的MES實施方案，包括軟硬件。功能包括：作業(yè)計劃排產(chǎn)、作業(yè)調(diào)度、制造過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量追溯管理、成本管理、刀具工裝物料管理、DNC管理、在線測量、決策支持（交互看板）、系統(tǒng)集成、軟硬件及費用概算。實施的目標(biāo)：通過MES系統(tǒng)軟硬件實施，使MES系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)實現(xiàn)雙向的信息集成，接收ERP下達的車間生產(chǎn)計劃，并進行詳細作業(yè)計劃和任務(wù)分配，向ERP系統(tǒng)反饋生產(chǎn)、質(zhì)量等信息，同時通過MES系統(tǒng)實現(xiàn)對生產(chǎn)制造過程信息的實時采集、管理和反饋，進行批次跟蹤，實現(xiàn)質(zhì)量追溯，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，改進產(chǎn)品質(zhì)量，對物料進行管理，對關(guān)鍵設(shè)備進行有效監(jiān)控，并實現(xiàn)生產(chǎn)過程與管理決策的高效集成。另外：希望兼顧AA集團的實際需求和現(xiàn)有條件給出具體的實施建議，以及實施方法和步驟；實施以后對指導(dǎo)生產(chǎn)達到什么樣效果。特別是要實施MES,充分利用現(xiàn)有條件的同時，還需增減和完善的硬件基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、管理制度等，最大程度的發(fā)揮軟件功能，達到最好的應(yīng)用和展示效果，為決策者和高層決策提供全面及時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。MES信息化實施步驟建議：首先解決如何讓這個生產(chǎn)過程透明化，使得各個環(huán)節(jié)和層次都能夠通過這個系統(tǒng)獲取想要的數(shù)據(jù)，來監(jiān)視透明整個生產(chǎn)活動；在第一步的基礎(chǔ)上，開始從局部改善生產(chǎn)管理環(huán)境，包括優(yōu)化排產(chǎn)，優(yōu)化質(zhì)量管理并利用SPC過程統(tǒng)計分析方法改善產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化設(shè)備管理和關(guān)鍵資源管理，在第二部的基礎(chǔ)上，從全局的角度，如何優(yōu)化生產(chǎn)流程，進行流程再造，達到真正意義上的精益生產(chǎn)；通過DFG公司MES的成功應(yīng)用，開始推廣到整個集團的不同分公司，實現(xiàn)整個集團的精益化生產(chǎn)管理生產(chǎn)管理主要問題及分析根據(jù)對DFG的現(xiàn)狀的初步調(diào)研，目前企業(yè)突出的問題反映如下：問題一、總體面上缺乏決策信息進行持續(xù)改善生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)目前缺乏信息化系統(tǒng)支撐，缺乏一個信息共享平臺來發(fā)布并監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)運作過程中的各種生產(chǎn)活動和相關(guān)數(shù)據(jù)信息，使得從總體上能夠?qū)崟r、有效、全面監(jiān)控生產(chǎn)各項活動的狀態(tài)和預(yù)警，使得很難有據(jù)可依來持續(xù)改善工廠生產(chǎn)過程。MES精益生產(chǎn)改善措施，分三步走：暴露問題,解密黑箱：通過MES系統(tǒng)使得生產(chǎn)計劃進度和生產(chǎn)資源情況透明化，使得生產(chǎn)部甚至整個企業(yè)可以實時查看到合同訂單的執(zhí)行情況，包括進度（是否完工、完工數(shù)量、完工進度情況、備料情況、生產(chǎn)資源情況），資源使用情況（刀具、設(shè)備、工裝），生產(chǎn)報警信息（進度報警、質(zhì)量報警、設(shè)備報警）；識別問題，找出改善點：根據(jù)MES的透明化數(shù)據(jù)平臺，根據(jù)通過采用MES的分析決策工具，提取決策分析數(shù)據(jù)，通過以圖表、報表、儀表盤、SPC過程統(tǒng)計圖、設(shè)備OEE的分析的方式提供決策依據(jù)，找出問題的原因點，從而提供改善的依據(jù)；精益化持續(xù)改善(PDCA循環(huán)改善)：找到問題后，可以通過MES系統(tǒng)進行優(yōu)化生產(chǎn)模型和組織方式（包括BOM結(jié)構(gòu)、工藝過程、質(zhì)量檢驗?zāi)Ｐ?、JIT局部應(yīng)用），并改善生產(chǎn)計劃流程，從而達到事前的優(yōu)化控制，另外在生產(chǎn)執(zhí)行過程中，通過MES系統(tǒng)可以重點對關(guān)鍵問題點進行檢查控制，盡量及時盡早的發(fā)現(xiàn)問題，從而防止問題的蔓延和不必要的浪費。最后再對一階段的生產(chǎn)執(zhí)行情況進行統(tǒng)計分析和KPI分析，從而到達真正意義上的持續(xù)改進；問題二、排產(chǎn)困難、調(diào)度困難一方面，目前ERP排產(chǎn)不能解決工序級別損耗問題，導(dǎo)致排產(chǎn)結(jié)果基本不可用；另一方面，工廠的生產(chǎn)環(huán)境經(jīng)常無條件變更，包括設(shè)備、原材料供應(yīng)、上游瓶頸工序，由于缺乏有效實時的監(jiān)控，導(dǎo)致排產(chǎn)調(diào)度困難、生產(chǎn)過程難事中甚至事前監(jiān)控和優(yōu)化，等到發(fā)現(xiàn)問題時候已經(jīng)處于后期階段，造成局部在制品和原材料積壓嚴重，工件的返工等不必要的浪費行為，從而降低了產(chǎn)能，最終無法保證交貨期或者延長交貨期；MES精益生產(chǎn)改善措施：生產(chǎn)模型標(biāo)準(zhǔn)化：通過MES進行生產(chǎn)建模，包括車間生產(chǎn)資源模型，BOM模型，工藝路線模型（解決工序損耗問題），檢驗?zāi)Ｐ停源藖硎虑皟?yōu)化生產(chǎn)過程；調(diào)度可視化：通過MES系統(tǒng)工具，幫助計劃員制定計劃，檢查計劃的可行性，計劃變更時可以快捷的獲取影響面，快捷的調(diào)整計劃或改派工作；問題三、生產(chǎn)過程難以事前和事中控制機加工車間生產(chǎn)過程基本不透明，缺乏過程管理和過程控制，使得生產(chǎn)跟蹤很困難，目前很難實時有效監(jiān)控生產(chǎn)進度和發(fā)現(xiàn)進度拖期，不能關(guān)聯(lián)得到問題的原因，是否是人工的？設(shè)備的？材料的？在這種情況下，即使發(fā)現(xiàn)問題也是相互扯皮；根本原因缺乏事實監(jiān)控的數(shù)據(jù)和手段，因此也就無法做到事前和事中的有效控制另外，這個監(jiān)控也是靠過程檢驗人員的每天時候統(tǒng)計手工處理，這樣一方面導(dǎo)致不實時，另外也很難保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。這樣往往是事后行為。MES精益生產(chǎn)改善措施：生產(chǎn)過程透明：通過MES的實施，及時有效準(zhǔn)確的采集作業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，包括人、機、料、法、質(zhì)量等數(shù)據(jù)，使得整個生產(chǎn)過程透明化，包括在制品狀況，各個工位的產(chǎn)能和負荷狀況，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的各種預(yù)警信息；可視化監(jiān)控：通過MES系統(tǒng)監(jiān)控機制和工具，可以及時的以多種視角來檢查工單的進度和相關(guān)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。多種視角包括：從工單的角度、從設(shè)備(工作中心)的角度、人員的角度、刀具的角度來監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場；另外，MES提供預(yù)警器的方式，可以提前防范問題發(fā)生的可能性；所有這些都將很好提到生產(chǎn)管理效率，也可以很好的達到事前事中防錯監(jiān)控能力；問題四、設(shè)備利用率不高、分析困難目前各設(shè)備利用率存在很大的浪費，有的設(shè)備浪費率達到25%，造成這個原因的主要因素是缺乏有力的監(jiān)控手段，很多問題都是時候查出來；所以要最大化的減少人為因素，并加快設(shè)備問題的處理的響應(yīng)速度、已經(jīng)對故障發(fā)生后生產(chǎn)調(diào)整能力。從而最大化的提升產(chǎn)能。MES精益生產(chǎn)改善措施：設(shè)備實時數(shù)據(jù)采集：通過MES的采集服務(wù)，可有效準(zhǔn)確的采集設(shè)備的運行的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括機床狀態(tài)（開、關(guān)機、運行、報警）、加工程序名稱、加工開始時間、結(jié)束時間、當(dāng)前刀具號、主軸負載、機床操作履歷、倍率、報警開始時間、結(jié)束時間、報警號、機床坐標(biāo)系等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將為監(jiān)控、OEE性能分析、改善決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐；設(shè)備生產(chǎn)可視化監(jiān)控：通過MES組態(tài)畫面監(jiān)控工具，可以模擬實際的工廠設(shè)備布局，通過圖形化的監(jiān)控一目了然的監(jiān)控到各設(shè)備的狀態(tài)(加工、停機、維修)，并可以點擊對應(yīng)的設(shè)備，查看當(dāng)前設(shè)備的具體參數(shù)，達到實時統(tǒng)籌監(jiān)控；設(shè)備OEE性能分析：根據(jù)對設(shè)備數(shù)據(jù)的采集，對設(shè)備的各種性能進行綜合分析，包括負荷波動取消、設(shè)備利用率，最后綜合分析出OEE性能曲線圖，為精益化改善提供最直接的決策依據(jù)。問題五、刀具浪費嚴重對于精加工企業(yè)，刀具成本占用很大的生產(chǎn)的成本，刀具的浪費非常嚴重，基本上是報廢了就以舊換新，無法監(jiān)控刀具的使用情況和使用壽命，另外也缺乏道具的重復(fù)利用機制。MES精益生產(chǎn)改善措施：刀具生命周期管理：通過MES系統(tǒng)，將刀具從第一次領(lǐng)用到最后報廢進行生命周期管理，包括刀具領(lǐng)用、刀具上到、刀具裝刀、刀具修磨、刀具報廢等事件的管理，建立刀具的檔案；刀具的使用數(shù)據(jù)采集：通過對刀具加工件數(shù)的采集和統(tǒng)計，分析出每把（關(guān)鍵）刀具的當(dāng)前加工次數(shù)、累計加工次數(shù)、修磨次數(shù)；刀具的壽命監(jiān)控：根據(jù)刀具的使用數(shù)據(jù)的采集，以及刀具額定壽命的設(shè)定，就可以進行刀具壽命監(jiān)控，到接近刀具額定壽命時候，進行刀具預(yù)警觸發(fā)相關(guān)人員的進行處理邏輯，包括換刀、修磨、報廢等處理；刀具的使用分析：可以對某一類刀具進行分析，也可以對某一機床適用的刀具分析，還可以對刀具領(lǐng)用人進行分析，不斷修訂刀具的額定壽命，使得刀具的使用壽命最大化，從而節(jié)約刀具的成本；問題六、質(zhì)量管理難以受控和持續(xù)改善通過和質(zhì)管部門和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的溝通，質(zhì)量這塊的問題也很多，包括：目前設(shè)置過程檢驗基本沒有起到什么作用，而且浪費了大量的人力；在原材料緊急放行環(huán)節(jié)，沒有做到有力控制，導(dǎo)致問題到成品時候才發(fā)現(xiàn)，甚至到總裝時候才發(fā)現(xiàn)，這樣造成了很大浪費行為，也很大程度上打亂生產(chǎn)節(jié)拍；目前的檢驗數(shù)據(jù)沒有管理起來，基本是紙質(zhì)的檢驗單數(shù)據(jù)，這樣造成無法事后進行過程統(tǒng)計分析和質(zhì)量追溯。導(dǎo)致很難進行持續(xù)質(zhì)量改善工作；MES精益生產(chǎn)改善措施：檢驗?zāi)Ｐ?失效模型)的標(biāo)準(zhǔn)化：通過MES系統(tǒng)，建立各種規(guī)格型號的零部件檢驗?zāi)Ｐ停P(guān)鍵質(zhì)量控制點），當(dāng)然這個檢驗?zāi)Ｐ涂梢噪S著企業(yè)的生產(chǎn)穩(wěn)定程度而改變，這個檢驗?zāi)Ｐ蛯⒃趯嶋H的生產(chǎn)過程檢驗里面用來作為判定合格的標(biāo)準(zhǔn)，也作業(yè)過程質(zhì)量控制和報警的依據(jù)，同時也作業(yè)SPC過程統(tǒng)計分析的判定依據(jù)；過程檢驗的數(shù)據(jù)采集：通過布置現(xiàn)場終端的方式，由操作人員進行檢驗數(shù)據(jù)的錄入，并由MES系統(tǒng)根據(jù)檢驗的數(shù)據(jù)來控制是否可以轉(zhuǎn)序，如果缺少首檢、或者未達到控制要求，將會觸發(fā)異常事件通知質(zhì)量部門相關(guān)人員；從而達到事中控制，同時這樣也減少了過程檢驗人員的崗位要求；SPC過程統(tǒng)計分析：通過對過程檢驗數(shù)據(jù)的采集，MES系統(tǒng)就可以對某產(chǎn)品的某工序的某檢驗項目進行SPC分析，提早發(fā)現(xiàn)當(dāng)前加工狀態(tài)是否處于穩(wěn)態(tài)？從而也可以起到事前預(yù)防控制，另外根據(jù)對缺陷率等分析，可以找出質(zhì)量改善點，完善質(zhì)量檢驗?zāi)Ｐ?，達到質(zhì)量持續(xù)改善的精益化生產(chǎn)要求；質(zhì)量追溯：MES提供正向和反向2中追溯方式進行質(zhì)量追溯，完成從產(chǎn)品反向追溯生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，和從某一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)正向追溯到和這個環(huán)節(jié)相關(guān)產(chǎn)品；從而有效的提高企業(yè)的質(zhì)量持續(xù)改進方針，提高顧客滿意度。問題七、成本歸集困難，難以做到精細化核算所有問題歸結(jié)起來，都會造成成本的最佳，如何能夠準(zhǔn)確分析各個環(huán)節(jié)的成本因素，找出可可改善點，是作為企業(yè)決策者急需要解決的問題；MES精益生產(chǎn)改善措施：MES提供準(zhǔn)確、細致的成本要素：通過MES的精細化的生產(chǎn)過程管理，對每個作業(yè)點進行了管理，通過對人員、設(shè)備、料的管理，對每個成本發(fā)生點提供料、工、費的明細數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將有力支持企業(yè)作業(yè)成本法的成本歸集；成本分析:通過對生產(chǎn)某一產(chǎn)品的關(guān)鍵成本要素進行分析，包括刀具費用、原材料費用、人工費用、設(shè)備費用的分析，可以為企業(yè)成本最小化提供決策依據(jù)。系統(tǒng)功能需求為了保證車間制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的實用性、完整性、先進性、可擴充性、可維護性和安全性。軟件為軟加密方式，并支持在虛擬化環(huán)境下運行。本次系統(tǒng)實施的范圍為數(shù)控加工分廠、普通加工分廠、部件裝配分廠、總體裝配分廠共四個分廠。具體需求描述如下：作業(yè)計劃編制與分派：系統(tǒng)能提供先進的生產(chǎn)作業(yè)排產(chǎn)、優(yōu)化方法，能夠?qū)碜訣RP系統(tǒng)的生產(chǎn)任務(wù)快速的進行排產(chǎn)或分解到班組或工位。同時具備進行車間級任務(wù)預(yù)測計劃追加、調(diào)整功能。對于生產(chǎn)作業(yè)計劃中出現(xiàn)的排產(chǎn)沖突、作業(yè)優(yōu)先權(quán)的改變、緊急插單、科研件加工都能有相應(yīng)的解決方案。根據(jù)資源和工藝進行能力平衡，進行整條生產(chǎn)線和單元內(nèi)的資源配置和布局優(yōu)化仿真。生產(chǎn)過程控制與調(diào)度：具備東方集團公司生產(chǎn)部門從下料開始到成品入庫的整個車間生產(chǎn)過程控制、調(diào)度、決策手段。能夠以圖表的方式體現(xiàn)實際與目標(biāo)之間的比對結(jié)果，滿足車間管理人員實現(xiàn)生產(chǎn)管理的需要。圖文檔管理：操作人在執(zhí)行相關(guān)作業(yè)時通過系統(tǒng)能及時得到對應(yīng)的圖文檔（如圖紙、工藝）。數(shù)據(jù)采集：同時具備自動采集和手工采集（包括條碼和終端等錄入，以下簡稱手工采集）的能力，能為數(shù)控機床、普通機床、手工裝配、手工檢驗、檢測設(shè)備等不同采集點提供多種不同的數(shù)據(jù)采集方式，根據(jù)數(shù)控機床的差異能夠提出實用、有效的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控方法，其中提供不少于35臺數(shù)控機床自動數(shù)據(jù)采集，滿足東方集團數(shù)據(jù)采集的需要。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及利用率分析：通過多種靈活的采集方法獲取生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)控機床的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，使管理人員及時了解到當(dāng)前哪些設(shè)備是在加工中、維修中、空閑中以及每臺機床的當(dāng)前加工任務(wù)、效率、工時和操作人員。具備目前國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)OEE數(shù)據(jù)計算分析功能，經(jīng)過歸納、匯總、分析等手段以報告或圖表的方式提供給用戶和管理者用戶，并且投標(biāo)的軟件系統(tǒng)能具備對以上數(shù)據(jù)信息進行關(guān)聯(lián)性深度分析。質(zhì)量管理：系統(tǒng)可幫助質(zhì)量人員完成從毛胚到成品全部過程的整個質(zhì)量監(jiān)控，包括質(zhì)量控制、質(zhì)量報警及異常處理、統(tǒng)計分析報表。提供質(zhì)量追溯功能（包括正向追溯、反向追溯）。能夠以圖表的方式體現(xiàn)實際質(zhì)量與目標(biāo)要求之間的比對結(jié)果。通過設(shè)定指定工位的控制圖參數(shù)，包括樣本數(shù)量、樣本容量以及不同的判異規(guī)則，對控制圖的觀察和分析用來判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)異常及時通知相關(guān)責(zé)任部門進行處理，并對異常的原因和處理情況進行跟蹤，從而對生產(chǎn)過程中影響質(zhì)量的因素進行管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。工裝管理：提供與生產(chǎn)流程管理有關(guān)的工裝使用、庫存跟蹤管理功能。以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的工裝的跟蹤和可追溯管理。對于關(guān)重刀具、進口刀具提供使用過程跟蹤、領(lǐng)用數(shù)量限制、限期歸還等功能。滿足車間對重要刀具的使用控制，并能通過數(shù)據(jù)采集形成工裝的壽命管理等。車間成本核算：系統(tǒng)能夠提供成本核算解決