
國內離散制造企業經過多年的信息化建設,在設計數字化和管理信息化方面已取得明顯成效,C3P、ERP等信息技術得到廣泛應用。但是由于對制造執行環節的信息化應用相對薄弱,設計、管理與制造過程之間的數字化通道不夠暢通,導致難以實現車間制造執行層與設計層和管理層之間的實時、雙向信息集成,從而影響到企業整體生產效率的提升。制造執行系統MES的實施應用正是為計劃管理層與底層控制之間架起的一座橋梁。
一、大同機車信息化現狀
中國北車集團大同電力機車有限責任公司(以下簡稱大同機車)是由原大同機車廠于2003年改制組建而成,隸屬于中國北方機車車輛工業集團公司。公司目前是我國鐵路干線電力機車主要研發制造基地和各種機車車輛配件定點生產廠家。早在2003年,公司就已開展了辦公自動化、財務、物資、工資等單項管理系統的應用,提高了工作效率和質量。2004年以來,為進一步推進企業的信息化建設,公司又先后引進了企業資源計劃(ERP)和產品全生命周期管理系統(PLM)等系統。經過這幾年的應用實施,公司的企業管理水平大為增強,信息資源得到整合,產品開發能力、工藝開發手段、生產管理水平都有了質的提高,企業的信息化水平上了一個新的臺階。
二、大同機車對提高車間生產管理水平的迫切需求
隨著大同機車PLM和ERP系統的深入應用,大同機車在企業級的生產管理取得了明顯成效。但與此同時,現有系統對車間級生產管理能力不足的問題也愈發顯現出來,主要表現在:
·現有ERP系統對企業整體的計劃進行了有效的管理,但沒有深入到車間管理層面。缺乏對車間現場產品生產、計劃執行、工人和設備使用狀況的實時準確了解,這些現場數據反饋的不及時進而導致ERP生產計劃與實際執行狀況存在較大差異。
·現有ERP系統對于車間庫存緩沖區還沒有很好的管理。
·現有ERP系統對物料的管理粒度較粗,還停留在臺次和批次層級,無法滿足車間質量管理對單品追蹤的需求。
·PLM系統的設計和工藝信息已經管理到了車間層級,但還需要將工藝信息延伸到生產作業現場。
為了彌補這些不足,大同機車經過認真調研,決定攜手清軟英泰,通過TiMES系統的實施應用,來打通企業經營管理到現場作業之間的各個環節,使之能同步協調一致,從而根本上解決企業在車間生產管理上的瓶頸問題,實現高效精細化管理。
三、大同機車MES系統解決的關鍵問題
大同機車MES系統實施涉及的關鍵技術和解決的主要問題如下:
·先進的軟件技術架構為系統集成提供保障
英泰TiMES系統繼承和吸取了諸多先進的管理思想(精益生產LP、準時生產制JIT、最優化生產技術OPT和工業工程IE)的經驗和精髓,采用構件化技術搭建MES應用平臺,在應用平臺中采用標準化構件為主,結合一定量的行業構件和少量的定制構件來實現系統的方案,保證應用系統穩定可靠的同時,還具備良好的可擴展性和集成性;基于平臺的開發技術,保證了系統具有良好的二次開發能力。
·采用先進的優化排產算法
采用多目標、多資源約束條件下的高級排產調度算法,能快速排出優化的可執行生產計劃。支持生產計劃混排與能力平衡,實現可適應、可重構、可裁剪的動態生產計劃編制技術,保證計劃編排的可靠性、計劃變更的快速響應性、作業計劃的可執行性。
·多源生產數據的實時采集和整合技術
基于人機交互界面的制造數據實時采集、基于傳感器的生產過程信息采集和基于RFID和條碼等多數據載體的在制品狀態采集等多源異構數據采集技術。
·全面的物料庫存管理
能及時、準確的反映車間內各種物料(毛肧、半成品、成品)的庫存信息;物料存放的庫位按統一的規則編碼,達到標準化的庫存管理;支持手工和條碼掃描方式入庫,即提高效率,也保持靈活性;支持物料配送到現場和工人刷卡領料,操作靈活方便;支持多樣的物料返修廢補管理方式;提供靈活的出入庫流水和庫存臺帳的查詢方式;妥善管理物料的缺件。
·準確的制造資源管理
支持制造資源(設備、工裝、工具等)的臺帳、運行狀態及其檢修計劃信息管理:制造資源臺帳的基本數據會承接ERP系統的相關信息,保證數據的一致性;實時記錄制造資源的運行狀態(空閑、占用、維修等),保證計劃管理模塊能隨時查詢得到最新的制造資源狀態,保證派工計劃的可執行性;支持制造資源檢修計劃的管理,編制計劃時會避開檢修周期,保證編制出來計劃的可執行性。
·實時的計劃執行反饋
能及時對滿足派工條件的作業進行派工,并對作業完工信息及時進行反饋;信息反饋細化到車間班組級,使車間的管理人員,能夠快速地掌握各個班組的工作進度和工作情況;實現生產過程信息向ERP系統的實時反饋,使公司管理人員能及時了解車間的生產狀況和庫存狀況,保證公司生產管理部門制定出的生產計劃更加符合實際情況,生產更加有序,有助于降低物料庫存水平。
·圖表化展示排產結果及生產執行狀態
對于車間任務的可進行圖形化監控,結果展示更直觀,提高效率;通過收集各個層面的反饋信息,可以按照產品臺架次、工作班組等多個剖面對生產進行實時監控。
四、大同機車MES系統實施心得
大同機車MES系統的順利實施得益于企業領導的高度重視重視,企業與實施單位密切配合是企業制造執行系統能順利成功應用的首要條件。在系統實施過程中要采取“整體規劃、分期實施”的思想,由于MES所需要的數據更加詳細具體,時效性要求也更強,車間生產任務緊張,資源有限,不適宜在全公司各車間同時展開MES應用實施,為此在實施過程中采取先行試點,逐步擴展的實施策略是比較穩妥的方案。重視系統的集成工作,避免出現信息不共享而引起的數據錄入冗余現象產生,多個系統在車間級一定要集成在一起。實施過程中要加強人員培訓,MES系統實施涉及到企業IT人員、車間管理人員、車間現場操作人員等多方面人員,各類人員的業務能力、計算機應用水平各有不同,因此絕不能忽略對各類人員的培訓。
五、結束語
從企業信息化進程來看,PLM和ERP等系統的作用已經廣泛被各類企業所接受,MES系統目前還屬于初步應用期,大同機車MES系統的實施成為大型離散制造業企業成功實施MES系統先行者;通過TiMES系統的實施較好解決了企業生產現場管理的需要,實現快速響應制造、降低生產成本、提高產品質量等目標,提高了大同機車企業生產制造的整體管理水平。
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