MES系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

李 慧，張 偉

（渤海能克鉆桿有限公司，河北青縣 062658）

1 MES系統(tǒng)應(yīng)用背景和目的

MES（Manufacturing Execution System，制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行系統(tǒng)）是一套面向制造企業(yè)車(chē)間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES由多個(gè)模塊組成，可以為企業(yè)提供生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)收集、質(zhì)量管理、庫(kù)存管理、數(shù)據(jù)集成分析等功能，滿(mǎn)足不同車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的需求。該系統(tǒng)對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度，合理分配資源，提高工作效率，提高質(zhì)量控制能力等方面都起到了重要的作用。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的捉高和普及，智能控制技術(shù)迅猛發(fā)展，為MES的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。通過(guò)MES實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程在線監(jiān)控，是國(guó)內(nèi)企業(yè)信息化管理的發(fā)展趨勢(shì)。目前，我國(guó)許多制造型企業(yè)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用該系統(tǒng)。渤海能克鉆桿有限公司2013年投入使用了適合公司實(shí)際生產(chǎn)情況的MES，通過(guò)多年的調(diào)試和應(yīng)用，取得了顯著的效果。

2 使用MES前生產(chǎn)過(guò)程情況

公司現(xiàn)有2條鉆桿生產(chǎn)線，包括接頭熱處理、螺紋加工、摩擦焊接、焊縫熱處理、精加工、硬度檢測(cè)、無(wú)損檢測(cè)等15道工序，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度高，但由于缺少相應(yīng)的信息集成與通信，對(duì)生產(chǎn)成本、績(jī)效統(tǒng)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理。使用MES前，各工序在生產(chǎn)時(shí)需要獲得技術(shù)人員下發(fā)的生產(chǎn)指令、工藝卡、原材料調(diào)撥單等各類(lèi)文件，每班操作人員需要填寫(xiě)作業(yè)日?qǐng)?bào)、檢查表、設(shè)備故障書(shū)、來(lái)料加工臺(tái)賬、不合格品報(bào)告單等各種記錄，較為繁瑣。公司對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)一直采用人工收集方式，由生產(chǎn)部門(mén)專(zhuān)職統(tǒng)計(jì)員，從各工序生產(chǎn)日?qǐng)?bào)、不合格品報(bào)告、投料記錄、交庫(kù)清單等記錄中統(tǒng)計(jì)所需要的數(shù)據(jù)，上報(bào)質(zhì)量部門(mén)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果；同時(shí)質(zhì)量部門(mén)每季度對(duì)不合格品的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，監(jiān)測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量動(dòng)態(tài)，不能達(dá)到實(shí)時(shí)在線監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程的目的。

3 MES在生產(chǎn)中主要實(shí)現(xiàn)的功能

公司應(yīng)用的MES包括生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)跟蹤、質(zhì)量管理、績(jī)效統(tǒng)計(jì)等模塊。MES由4層結(jié)構(gòu)組成，最上層管理層可使用績(jī)效統(tǒng)計(jì)功能，第二層業(yè)務(wù)計(jì)劃層負(fù)責(zé)安排業(yè)務(wù)計(jì)劃和生產(chǎn)調(diào)度，第三層業(yè)務(wù)執(zhí)行層可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)跟蹤、設(shè)備監(jiān)控、質(zhì)量控制、文檔管理等功能，最底層基礎(chǔ)應(yīng)用層設(shè)置在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各工序的客戶(hù)端，主要是基礎(chǔ)信息管理、數(shù)據(jù)采集與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，如圖1所示。

MES工作流程：①管理人員在系統(tǒng)中上傳生產(chǎn)指令、安排生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)用原材料、設(shè)置產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)等；②操作人員通過(guò)在線采集或自動(dòng)采集的方式錄入生產(chǎn)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)、不合格品詳細(xì)信息等參數(shù)；③管理人員通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置的監(jiān)控方案，直接查看車(chē)間場(chǎng)景，實(shí)時(shí)掌握一線生產(chǎn)進(jìn)度、用料情況、設(shè)備運(yùn)行情況等，同時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)生成的柱狀圖分析判斷生產(chǎn)過(guò)程是否穩(wěn)定，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中異常情況并預(yù)防不合格品產(chǎn)生。整個(gè)運(yùn)行過(guò)程實(shí)現(xiàn)了過(guò)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析等功能。

圖1 MES界面

4 MES的作用

4.1 信息化管理

通過(guò)MES模塊的設(shè)定形成數(shù)據(jù)網(wǎng)，公司各級(jí)管理人員和操作人員通過(guò)相應(yīng)的權(quán)限利用這些數(shù)據(jù)。如原料到貨情況、庫(kù)存產(chǎn)品使用情況在系統(tǒng)中清晰可見(jiàn)，方便了車(chē)間調(diào)度安排生產(chǎn)計(jì)劃，下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)?？s短了日常排產(chǎn)、調(diào)度材料所浪費(fèi)的時(shí)間，有效提高工作效率，見(jiàn)圖2。

4.2 無(wú)紙化辦公

使用MES以后，公司取消了原有的生產(chǎn)指令、原料調(diào)撥單、作業(yè)日?qǐng)?bào)、設(shè)備故障書(shū)等記錄，全部在系統(tǒng)中錄入，避免資源浪費(fèi)，節(jié)省管理成本。

4.3 指標(biāo)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析

質(zhì)量模塊的合理利用，可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)質(zhì)量指標(biāo)，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵控制點(diǎn)可自動(dòng)生成圖表，便于技術(shù)人員及高層管理者及時(shí)掌握產(chǎn)品質(zhì)量情況，對(duì)快速、有效的決策起到重大的作用，見(jiàn)圖3。

圖2 數(shù)據(jù)查詢(xún)

5 MES改進(jìn)趨勢(shì)

MES可以進(jìn)一步結(jié)合公司生產(chǎn)自動(dòng)化程度，使部分檢測(cè)記錄（硬度、磁粉、超聲）在系統(tǒng)中自動(dòng)生成，直接打印或保存電子版記錄。比如手動(dòng)硬度檢測(cè)崗位，可以將數(shù)據(jù)自動(dòng)傳送到系統(tǒng)中，磁粉崗位可以保留現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)照片，超聲波崗位可以保留動(dòng)態(tài)波形圖等，使MES更好的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。

MES在制造企業(yè)中應(yīng)用已經(jīng)是必然趨勢(shì)，它在某種程度上實(shí)現(xiàn)了信息化管理，起到了合理分配資源，優(yōu)化生產(chǎn)，提高工作效率，提高質(zhì)量控制的作用。

圖3 自動(dòng)生成質(zhì)量指標(biāo)