離散制造車間MES下人員管理系統(tǒng)設計

李冬梅 王嵩

摘要 針對離散制造車間現(xiàn)場生產(chǎn)人員手工操作較多，存在工時統(tǒng)計不及時，人員監(jiān)管不到位等問題，結合長春某汽車零部件生產(chǎn)廠家，滿足線束生產(chǎn)需求，在生產(chǎn)管控MES系統(tǒng)下，對生產(chǎn)人員進行有效管理，采用最先進的RFID技術（無線射頻技術）、物聯(lián)網(wǎng)技術、網(wǎng)絡通信技術等與工廠管理結合，實現(xiàn)生產(chǎn)車間人員管理的規(guī)范化、智能化。

[關鍵詞]物聯(lián)網(wǎng) MES RFID

1 引言

傳統(tǒng)的離散式生產(chǎn)車間，由于缺乏生產(chǎn)現(xiàn)場的實時精確信息，導致信息斷層，車間生產(chǎn)過程猶如“黑箱作業(yè)”，現(xiàn)場的問題不能實時預警、反饋，管理層人員難以及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。因此，企業(yè)應用MES技術能夠?qū)⑷藛T從不斷地人工追蹤零件、調(diào)整計劃的疲勞戰(zhàn)中解放出來，將更多的精力投入在思考決策性問題、優(yōu)化現(xiàn)場管理等方面，使得管理人員更多地發(fā)揮“防”的作用，實現(xiàn)“防”“消”的有效配合，提高離散型工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)管理水平和制造執(zhí)行力。

2 需求分析

汽車線束的生產(chǎn)工藝一般分為電線下料、剝皮、端子壓接、熱縮、檢驗檢測、組裝等流程，每個工藝流程都涉及到生產(chǎn)人員手工操作較多，存在工時統(tǒng)計不及時，操作人員監(jiān)管不到位，無法防錯，崗位人員素質(zhì)管理不完善等現(xiàn)象，因此，對生產(chǎn)車間的人員實現(xiàn)人性化、智能化、透明化的管理極為重要。長春某汽車零部件生產(chǎn)廠家，結合離散制造業(yè)行業(yè)特點和線束生產(chǎn)產(chǎn)線需求，在生產(chǎn)管控MES系統(tǒng)下，對生產(chǎn)人員進行有效管理，采用最先進的RFID技術（無線射頻技術）、圖像處理技術、網(wǎng)絡通信技術及數(shù)字化處理技術與工廠管理結合，實現(xiàn)車間人員管理更加規(guī)范化、智能化、透明化。

3 系統(tǒng)概述及架構

系統(tǒng)整體架構以搭建企業(yè)私有云模式平臺為基礎，如圖1所示，分為生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)傳輸及應用層。數(shù)據(jù)采集采用手持終端及固定式掃描識讀設備，對生產(chǎn)現(xiàn)場人員具體操作進行生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集，應用企業(yè)現(xiàn)有有線、無線網(wǎng)絡上傳至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，對數(shù)據(jù)進行加工處理，存儲，供上層管理系統(tǒng)分析、決策使用。系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)接口的方式，提供與ERP、WMS、QMS等其他系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和交互;生產(chǎn)車間人員管理系統(tǒng)功能模塊設計如圖2所示。

4 車間人員管理系統(tǒng)

4.1 車間人員信息采集與追溯

離散車間生產(chǎn)過程人員數(shù)據(jù)采集分布在生產(chǎn)、加工、檢驗、物料倉儲等各環(huán)節(jié)，人員信息采集可采用刷卡或者掃碼方式進行，掃碼識讀設備可以支持移動（工業(yè)用便攜式無線數(shù)據(jù)采集器）和固定兩種方式。

生產(chǎn)人員信息追溯模塊系統(tǒng)可根據(jù)半成品、成品唯一的編碼、批次號等追溯條件，自動檢索到該半成品、成品的生產(chǎn)時間、主要生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工位、重點工序作業(yè)人員、班次情況等信息，從而進一步追溯由同樣的班次人員作業(yè)、同樣的設備生產(chǎn)加工、同樣的工藝流程情況下，還生產(chǎn)了哪些有質(zhì)量問題的產(chǎn)品。

4.2 車間現(xiàn)場人員監(jiān)管

4.2.1 工作廠區(qū)管理

每一個生產(chǎn)人員配備一個電子標簽，標簽內(nèi)存儲能夠唯一標識此職工的ID號和員工的基本信息，指定該員工的操作執(zhí)行生產(chǎn)區(qū)，當生產(chǎn)工人進入此區(qū)域內(nèi)，在工作區(qū)進出入門口處安裝讀寫器和天線，用來讀取標簽信息，或者在指定工位操作臺、指定工作站采用掃碼方式打卡上工。當讀卡器讀取到信息后，將數(shù)據(jù)通過通訊接口發(fā)送到系統(tǒng)上位機，與上位機里此員工的信息對比：若員工的崗位技能信息和后臺數(shù)據(jù)庫里的信息匹配即可順利進入，如不匹配，證明該員工不屬于此工作區(qū)，觸發(fā)現(xiàn)場報警提示。

4.2.2 開工及完工確認

作業(yè)前需要掃描生產(chǎn)任務，并掃描原材料條碼，如有原材料發(fā)錯，過有效期等問題，生產(chǎn)不能繼續(xù)。作業(yè)員掃半成品二維碼表示已經(jīng)啟動生產(chǎn)。作業(yè)員完成該半成品后，由該班班長掃該半成品條碼，表示該員工已經(jīng)完成該產(chǎn)品的生產(chǎn)。同時，系統(tǒng)會自動計算該工人生產(chǎn)該半成品的工時，以最后一名操作者掃碼后，標志著該總成已經(jīng)全部生產(chǎn)完畢。工序完整性檢查，按照工藝路線檢查工序是否完整，完整后操作人員掃碼確認產(chǎn)品完成。在產(chǎn)品全部完工后，生產(chǎn)任務將自動將變更為完成狀態(tài)。

4.3 電子看板拉動車間生產(chǎn)

生產(chǎn)現(xiàn)場采用電子看板形式，能夠有效促進生產(chǎn)組織管理和數(shù)據(jù)信息的傳遞，能夠及時反饋生產(chǎn)活動的信息，對生產(chǎn)任務起到了指導作用，當有新生產(chǎn)任務或臨時生產(chǎn)任務下達時，電子看板聯(lián)動生產(chǎn)定單管理功能，對前產(chǎn)線任務情況和臨時任務安排情況做信息提示。

4.4 車間人員績效與評價

可根據(jù)企業(yè)實際業(yè)務考核標準，制定生產(chǎn)員工績效KPI考核指標，如產(chǎn)量達成率、生產(chǎn)效率、準時交貨率、產(chǎn)品質(zhì)量合格率、產(chǎn)品退貨率、工時標準達成率、定額完成率、一次交檢合格率、過程返工率等。針對各個部門的工作人員，建立評價分析系統(tǒng)，最終以關系圖、結論表、輔助報告的形式展現(xiàn)。人員優(yōu)化分析具體包括：人員評價、人員行為分析、薪資分析、人員適用性分析（更適合哪個崗位）、人員缺失分析、人員去留分析等。員工對某個產(chǎn)品的熟練程度是由加工該產(chǎn)品的產(chǎn)能及產(chǎn)品合格率決定的。當新員工的產(chǎn)能及產(chǎn)品合格率達到一個標準范圍，則判定此新員工掌握了加工該產(chǎn)品的技能，系統(tǒng)會自動提示對其崗位技能進行升級，每個新員工的合格產(chǎn)能數(shù)會隨著其操作熟練度的提升而增加，對其產(chǎn)能進行實時統(tǒng)計，繪制曲線圖，展示該員工的技能走勢，曲線形式如圖3所示。

5 結論

本系統(tǒng)結合長春某零部件廠商實際需求，實現(xiàn)了離散型制造車間人員管理的規(guī)劃設計，對生產(chǎn)過人員實行統(tǒng)一規(guī)范化管理，實現(xiàn)車間人員管理數(shù)字化、信息化以及作業(yè)的規(guī)范化、系統(tǒng)化，打通人員“管理鏈路”，實現(xiàn)權限嚴格控制，“智能判斷”，層級明確，“向上負責”，模塊化設計和工作量化考核，便于領導實時管控和檢查督促，實現(xiàn)了人員管理由“操作一監(jiān)督一指導”的全過程提升。

參考文獻

[1]張震，基于MES的離散型車間人員管理系統(tǒng)設計[J]，中國管理信息化.2018 （21）：1.

[2]苗潤澤，離散制造車間MES系統(tǒng)的架構研究[J].銅仁學院學報，2018（20）：3.

[3]高歡，離散型車間生產(chǎn)過程監(jiān)控管理系統(tǒng)的研究[D]，武漢理工大學，2017 （05）：3.

[4]徐琛，面向離散制造現(xiàn)場的智能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集終端設計[J]，現(xiàn)代制造工程，2017.

[5]王孔鳳，基于RFID的汽車離散制造質(zhì)量控制研究[J]，產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2017 （16）：10.

[6]陳志濤，楊小東，朱義勇.MES系統(tǒng)下工業(yè)大數(shù)據(jù)安全機制的研究[J].智能計算機與應用，2017.

[7]張維存，趙曉巧.柔性作業(yè)車間人員配置及作業(yè)排序問題研究[J].計算機應用研究，2017.