機(jī)械加工廠 MES系統(tǒng)項目總體業(yè)務(wù)解決方案

機(jī)械加工廠MES系統(tǒng)項目總體業(yè)務(wù)解決方案XTMES（XXMES系統(tǒng)）基于先進(jìn)管理模式（JIT/LP/AM/TQM…）和先進(jìn)計算機(jī)軟件技術(shù)而構(gòu)建的面向制造業(yè)的精益制造規(guī)劃執(zhí)行系統(tǒng)。XTMES符合MESA國際聯(lián)合會的MES定義，并結(jié)合中國企業(yè)的特點進(jìn)行了擴(kuò)展。核心業(yè)務(wù)思想：提供從生產(chǎn)訂單到產(chǎn)品完工的全部生產(chǎn)活動的優(yōu)化管理，運(yùn)用及時、準(zhǔn)確的采集信息，指導(dǎo)、啟動、響應(yīng)并記錄管理工廠的生產(chǎn)活動，從而能夠?qū)l件的變化做出迅速的響應(yīng)、減少非增值活動、提高工廠運(yùn)作過程的透明度和執(zhí)行效率。MES不但可以改善設(shè)備投資回報率，而且有助于及時交貨、加快庫存周轉(zhuǎn)、提高收益和現(xiàn)金流的績效，更重要有助于企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提高和持續(xù)改進(jìn)，以便最大限度的提高客戶滿意度，提升企業(yè)品牌形象和核心競爭力。項目實施范圍圖表SEQ圖表\*ARABIC3項目實施范圍項目實施功能范圍：包括生產(chǎn)建模、計劃調(diào)度、生產(chǎn)過程、質(zhì)量管理、物料管理、設(shè)備管理等12個業(yè)務(wù)管理模塊；項目實施物理范圍：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項目總體設(shè)計目標(biāo)項目目標(biāo)：在預(yù)計一年的項目周期里完成XTMES制造執(zhí)行系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、實施上線工作，完成企業(yè)生產(chǎn)管理信息化解決方案的總體目標(biāo)，實現(xiàn)生產(chǎn)部和各生產(chǎn)分廠的生產(chǎn)調(diào)度、、生產(chǎn)過程、設(shè)備、物料、質(zhì)量和人員的全面管理與控制，為企業(yè)搭建一個可擴(kuò)展的生產(chǎn)管理信息化平臺，使得生產(chǎn)過程透明化、高效化、柔性化、可追溯化、事中控制、高客戶滿意度、低成本運(yùn)行，從而充分提高企業(yè)的核心競爭力；針對上述主要需求,確定本解決方案的總體工作目標(biāo)如下:建立DFG生產(chǎn)制造過程實時數(shù)據(jù)采集和可視化監(jiān)控的軟硬件平臺；實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、工況、物流和質(zhì)量等信息的實時采集、集中監(jiān)控與閉環(huán)反饋,并支持企業(yè)的擴(kuò)展應(yīng)用。建立基于實時數(shù)據(jù)的生產(chǎn)調(diào)度模型，以及對制造資源(設(shè)備、人員、工具、生產(chǎn)物料)的統(tǒng)一管理與合理配置,實現(xiàn)車間作業(yè)計劃與調(diào)度的優(yōu)化和動態(tài)管理,提高產(chǎn)品制造過程的透明化、均衡化和設(shè)備利用率,保證產(chǎn)品的制造周期。建立制造過程的產(chǎn)品檢驗?zāi)Ｐ?實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)（包括加工過程中自動采集的實時數(shù)據(jù)、常規(guī)質(zhì)量檢驗的現(xiàn)場數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)等多數(shù)據(jù)源）的統(tǒng)計過程控制（SPC）,實時監(jiān)控關(guān)鍵生產(chǎn)質(zhì)量環(huán)節(jié)，分析制造過程的質(zhì)量穩(wěn)定性和工序能力，為產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)并及時采取相應(yīng)的措施提供重要依據(jù)。完成CAPP/ERP/MES等主要信息化系統(tǒng)的一體化信息流規(guī)劃與全面動態(tài)集成,在此基礎(chǔ)上:實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)制造及管理數(shù)據(jù)的完整閉環(huán)和基于業(yè)務(wù)流程的動態(tài)共享,以及基于制造規(guī)劃、作業(yè)調(diào)度與資源運(yùn)控一體化流程中相關(guān)制造數(shù)據(jù)的聯(lián)動;當(dāng)產(chǎn)品和工藝數(shù)據(jù)發(fā)生變更時,支持制造流程的動態(tài)響應(yīng)和更新。通過與ERP系統(tǒng)的集成與協(xié)同,形成支持中長期與現(xiàn)場實時級生產(chǎn)作業(yè)計劃的推拉結(jié)合計劃體系，支持對客戶訂單的快速響應(yīng)和對生產(chǎn)異常的有效處理,支持JIT管理模式的應(yīng)用。支持在制造作業(yè)現(xiàn)場(車間)對產(chǎn)品、工藝、質(zhì)量、作業(yè)等相關(guān)圖紙、文檔和技術(shù)文件的在線實時瀏覽與全關(guān)聯(lián)查詢。支持實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的生產(chǎn)和質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯和多視圖查詢,并可通過報表中心靈活定制各類分析統(tǒng)計報表,為企業(yè)管理者提供決策信息支持。配合企業(yè)制定XTMES系統(tǒng)規(guī)范化管理流程和信息化崗位職責(zé),形成DFG信息化環(huán)境下生產(chǎn)管理與制造執(zhí)行過程的規(guī)范化管理機(jī)制。系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程根據(jù)對DFG的業(yè)務(wù)初步分析，以及MES的領(lǐng)域設(shè)計思路，重新梳理了基于MES精益制造的管理思路的DFG的生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程，如圖所示，整個DFG的業(yè)務(wù)流程跨越9大職能部門，并由ERP和MES系統(tǒng)協(xié)同完成整個生產(chǎn)運(yùn)作。圖表SEQ圖表\*ARABIC4基于MES精益制造的生產(chǎn)管理流程圖1描述了DFG的主體生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程，從營銷部的營銷計劃開始，由9個職能部門協(xié)同完成，其中主流程是：生產(chǎn)訂單>生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)>現(xiàn)場作業(yè)管理>材料管理>過程檢驗和成品檢驗>產(chǎn)品入庫，形成一個閉環(huán)的生產(chǎn)過程，另外有刀具管理、設(shè)備管理作為輔助流程對生產(chǎn)資源進(jìn)行管控，使得真?zhèn)€生產(chǎn)協(xié)同并透明化精益運(yùn)作；一體化的思路，通過集成接口,實現(xiàn)企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和跨系統(tǒng)共享。例如:企業(yè)主物料數(shù)據(jù)、BOM、工藝流程的全程共享,使得ERP系統(tǒng)、MES生產(chǎn)執(zhí)行階段，保證物料等各類信息同出一源，保證企業(yè)生產(chǎn)物料數(shù)據(jù)模型的完全一致性，同時也提高了企業(yè)工作效率、降低成本、提高質(zhì)量。XTMES接受ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)訂單（生產(chǎn)什么物料、時間要求、數(shù)量要求等），通過分解進(jìn)行生產(chǎn)各分廠的工序作業(yè)任務(wù)；各分廠根據(jù)工序任務(wù)要求（包括數(shù)量、品種、工藝流程、工作中心）和工廠資源狀況（設(shè)備、人員、材料）組織生產(chǎn)，調(diào)度到具體的工作中心，形成可以有班組執(zhí)行的工作中心作業(yè)任務(wù)隊列（主要信息：順序號、工作中心、任務(wù)號、條碼號、數(shù)量、工藝名稱、定額工時、毛坯、任務(wù)狀態(tài)等主要信息）；各工作中心登錄各自的作業(yè)平臺，查看分配給本工作中心、當(dāng)前班次的任務(wù)隊列、并查看相應(yīng)任務(wù)的上游工序的加工狀況和質(zhì)量信息，并通過條碼掃描的方式進(jìn)行任務(wù)受理，并進(jìn)行加工作業(yè)，在加工過程中，根據(jù)工件的檢驗?zāi)Ｐ鸵螅M(jìn)入過程檢驗界面進(jìn)行檢驗，系統(tǒng)根據(jù)檢驗結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)序控制，如果有生產(chǎn)異常則觸發(fā)相關(guān)報警（包括質(zhì)量報警、設(shè)備報警、缺料報警），與此同時，MES采集服務(wù)器采集相關(guān)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，供設(shè)備管理進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控和設(shè)備性能分析；總之，通過作業(yè)平臺，MES系統(tǒng)可以采集各項生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括進(jìn)度信息、物料信息、人員信息、質(zhì)量信息、設(shè)備狀態(tài)信息，供管理人員進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控、調(diào)優(yōu)化度、異常處理、質(zhì)量分析、綜合分析。由圖可見，通過MES系統(tǒng)的電子看板，可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的推拉結(jié)合的生產(chǎn)模式，事前有調(diào)度計劃進(jìn)行推動，而在生產(chǎn)過程中，各工位可以通過任務(wù)電子看板查看個工序任務(wù)的生產(chǎn)進(jìn)度，以拉動的方式進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，一定程度上優(yōu)化了生產(chǎn)過程。生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場可在權(quán)限控制下直接實時方便地瀏覽、查閱技術(shù)數(shù)據(jù)，包括工藝簡圖、檢驗?zāi)Ｐ偷?，能夠直觀指導(dǎo)作業(yè)過程，可以有效防錯控制，同時提高工作效率。另外，MES提供了設(shè)備管理的輔助業(yè)務(wù)流程，對設(shè)備進(jìn)行生命周期管理，同時通過對維修過程和報警處理流程的管理，為工廠的產(chǎn)能監(jiān)控和產(chǎn)能分析提供了準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，同時也提供了重要的考核依據(jù)。刀具管理輔助流程，對控制刀具的生命周期起到了重要的作用，通過刀具管理，可以有效的監(jiān)控在作業(yè)過程中的各刀具的使用壽命，最大程度上控制刀具的浪費(fèi)，節(jié)約生產(chǎn)資源成本。MES系統(tǒng)將車間制造成本相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總提交給ERP系統(tǒng)進(jìn)行成本核算管理,使得企業(yè)的生產(chǎn)成本透明化，為優(yōu)化企業(yè)流程提供決策依據(jù)。MES系統(tǒng)根據(jù)統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫,可實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的生產(chǎn)與質(zhì)量數(shù)據(jù)回溯管理;也可根據(jù)需要生成各類生產(chǎn)或質(zhì)量統(tǒng)計報表,供管理者決策。上述基于整體規(guī)劃和一體化信息流管理方案，能夠保證企業(yè)信息流的完整、一致、閉環(huán)和基于流程的聯(lián)動?？捎行е蜠FG公司對計劃、供應(yīng)、制造、質(zhì)量、財務(wù)、銷售等核心業(yè)務(wù)的一體化高效協(xié)同運(yùn)作。系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)框架為了解決東方集團(tuán)的生產(chǎn)管理問題，設(shè)計了一整套的MES套件來為精益化生產(chǎn)管控提供IT支持；在系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)框架中，MES系統(tǒng)分成4個功能層次，前端系統(tǒng)是ERP系統(tǒng)。圖表SEQ圖表\*ARABIC5XTMES系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)框架在系統(tǒng)功能模型圖中，MES系統(tǒng)分成4個功能層次，外圍協(xié)作和支撐系統(tǒng)包括：ERP\PCS\DBS等。系統(tǒng)UI應(yīng)用層：負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)服務(wù)于用戶的操作交互工作，包括權(quán)限、數(shù)據(jù)訪問、業(yè)務(wù)操作，并且用戶UI（C/S客戶端、BS的工廠門戶）是可以擴(kuò)展的，可以很方便的插入新的功能，良好的用戶訪問層可以很好的提高用戶體驗，用戶或者管理員可以做一些簡單的二次開發(fā)，包括系統(tǒng)配置，用戶界面接配置、報表設(shè)計等功能，從而提升系統(tǒng)的應(yīng)用價值；生產(chǎn)管理服務(wù)層：負(fù)責(zé)整個車間生產(chǎn)有機(jī)要素（人、機(jī)、料、法、環(huán)）的全部運(yùn)作管理服務(wù)，包括：生產(chǎn)建模：實現(xiàn)車間生產(chǎn)物料（零部件、成品）的制造要素的完整建模，包括人、機(jī)、料、法、環(huán)五要素；這個模型將是每個生產(chǎn)訂單一個規(guī)程，用來指導(dǎo)和約束生產(chǎn)，另外通過功能使得物理工廠建立一個邏輯模型。計劃調(diào)度：負(fù)責(zé)接收ERP下達(dá)的生產(chǎn)指令，并進(jìn)行計劃調(diào)整和排產(chǎn)、車間計劃模擬、計劃監(jiān)控調(diào)度、計劃分析；是整個MES系統(tǒng)的心臟，用來驅(qū)動生產(chǎn)現(xiàn)場的執(zhí)行和輔助業(yè)務(wù)流程執(zhí)行；現(xiàn)場作業(yè)：負(fù)責(zé)生產(chǎn)工位的作業(yè)任務(wù)的處理，包括作業(yè)受理、數(shù)據(jù)采集、完工、轉(zhuǎn)序處理，是系統(tǒng)核心模塊，也是系統(tǒng)執(zhí)行力的表現(xiàn)；物料管理：負(fù)責(zé)管理車間范圍內(nèi)全部物料物流過程，包括：缺料報警、用料防錯和采集、補(bǔ)料、物料配送轉(zhuǎn)移、統(tǒng)計報表；設(shè)備管理：負(fù)責(zé)設(shè)備在車間范圍內(nèi)全生命周期管理，包括：設(shè)備保養(yǎng)、監(jiān)控、報警、履歷表、OEE分析、統(tǒng)計報表；刀具管理：負(fù)責(zé)刀具在車間范圍內(nèi)全生命周期管理，包括：刀具臺賬、使用信息采集、壽命監(jiān)控、報警、履歷表、統(tǒng)計報表；工裝管理：負(fù)責(zé)工裝、輔料在車間范圍內(nèi)全生命周期管理，包括：基本信息、使用信息、狀態(tài)監(jiān)控報警、履歷表、統(tǒng)計報表；質(zhì)量管理：負(fù)責(zé)車間生產(chǎn)過程質(zhì)量檢驗，包括質(zhì)量控制、質(zhì)量檢驗（自動、手動）、質(zhì)量SPC分析與監(jiān)控、質(zhì)量報警及異常處理、質(zhì)量追溯。生產(chǎn)監(jiān)控：生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)由分布在各裝配區(qū)域、各機(jī)加工線的監(jiān)控計算機(jī)、報警器、LED看板構(gòu)成，這些監(jiān)控終端提供動態(tài)的監(jiān)控畫面、報警信號、過程信息來反映生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及其相關(guān)數(shù)據(jù)，操作人員通過監(jiān)控計算機(jī)可以完成如下監(jiān)控操作：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及報警的監(jiān)控質(zhì)量狀況及報警監(jiān)控刀具等關(guān)鍵生產(chǎn)工具的狀態(tài)壽命監(jiān)控車間生產(chǎn)物料的監(jiān)控；產(chǎn)品追溯：負(fù)責(zé)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(jìn)方針，提高顧客滿意度；報表中心：負(fù)責(zé)自定義創(chuàng)建生產(chǎn)管理各個環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)統(tǒng)計、分析報表、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)儀表盤、關(guān)鍵性能指標(biāo)KPI分析，通過數(shù)據(jù)監(jiān)控整個生產(chǎn)運(yùn)作的性能；系統(tǒng)集成服務(wù)層：根據(jù)對DFG的信息化狀況的調(diào)研，在MES信息化項目里面，涉及到ERP、MES的一體化集成，保證整個系統(tǒng)信息化高效工作；MES系統(tǒng)提供了一個開放的集成層，通過SOA架構(gòu)來實現(xiàn)和ERP的集成關(guān)系，從而滿足企業(yè)一體化解決方案的要求。設(shè)備采集服務(wù)層：通過采用采集服務(wù)各種自動化設(shè)備數(shù)據(jù)的采集，根據(jù)調(diào)研分析，目前有35臺設(shè)備具備數(shù)據(jù)采集條件，分別為：Siemens(840D、802D、810D)，F(xiàn)ANUC(18i、0i、16i)，HASS，辛辛那提（SiemensA2100Di）,CAXACNC五類型的設(shè)備；具體的采集方案參加詳細(xì)技術(shù)路線章節(jié)；通過對這些設(shè)備實時數(shù)據(jù)（機(jī)床開關(guān)機(jī)時間、加工零件開始/結(jié)束時間、加工坐標(biāo)信息、F/S值、報警信息、機(jī)床效率統(tǒng)計、主軸負(fù)載、機(jī)床操作履歷、刀具信息等）的采集和管理服務(wù)，為MES生產(chǎn)管理層提供了生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)；至此，我們基本勾劃了XTMES系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能輪廓，系統(tǒng)的核心部分是生產(chǎn)管理服務(wù)層的相關(guān)服務(wù)的提供和采集服務(wù)的提供；系統(tǒng)集成方案根據(jù)對東方集團(tuán)的IT環(huán)境分析，需要和MES系統(tǒng)交互的相關(guān)集成系統(tǒng)如下：圖表SEQ圖表\*ARABIC6XTMES系統(tǒng)集成方案MES將提供集成服務(wù)進(jìn)行