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制造執行系統的多元集成

2022/2/11 17:10:35 點擊：

面對短期交貨要求、客戶需求多樣、產品結構復雜、制造工藝個性、產品數據多變、物資采購離散、設備能力不足、人員技能不夠和計劃模式陳舊等新型現狀，企業生產部門如何更好協同研發部門、工藝部門、采購部門、鑄造部門、質量保證部門、財務部門、人力資源部門和外部協同單位，靈活調度人力、財力、物力和信息資源，高效組織毛坯備料、零件加工、整機裝配、檢驗試驗、包裝發運等生產過程，確保按合同交貨日期準時交付滿足客戶個性要求的高質量定制產品，同時保持個性化定制產品生產成本的相對穩定，是擺在企業生產部門和所有管理人員面前的一項巨大挑戰。面向這一挑戰，企業在制造維度主要有如下幾個核心業務問題：一是如何確保生產全過程可視，二是如何確保生產全過程有序，三是如何確保全生產過程受控。

業務問題(ti)1：如何(he)確保生產全(quan)過程可視

可視就是看得見，即以一種簡單實用、通俗易懂的模塊化方式，讓各類原本看不見或難以看見的生產過程信息通過友好的計算機軟件界面展示出來，以便于生產人員直觀的、清楚的、毫不費力的理解和掌握生產狀態，從而更加實時、更加科學的做出管理決策或操作行為。從而降低生產管理難度、簡化生產管理過程、減少制造執行成本、提高制造執行效率。

從生產過程角度，企(qi)業(ye)如(ru)何基于(yu)信息系統實(shi)現毛坯備(bei)料、零件加工、整機裝配、檢驗(yan)(yan)試驗(yan)(yan)和包裝發運等業(ye)務過程的可視(shi)？

從設備管理角度，企業如何基于信息系統實現生產設備、檢測設備、物流設備等設備狀態的可視？

從生產(chan)物料角度，企業如何基于信息(xi)系統實(shi)現生產(chan)物料進度狀態(tai)(tai)、質量(liang)狀態(tai)(tai)、位置狀態(tai)(tai)的可(ke)視？

從產品數據角度(du)，企業如何基于信(xin)息系統實現(xian)零部件信(xin)息、物料清單、設計圖紙、工藝文(wen)件、材(cai)料定額、數控程序、檢測規(gui)劃等產品數據的可視(shi)？

從績效(xiao)管理角度，企業如何基于信(xin)息(xi)系統實現操作(zuo)者工(gong)時、外部(bu)協(xie)(xie)同加(jia)工(gong)費用、內(nei)部(bu)協(xie)(xie)同加(jia)工(gong)費用、生產成本、質(zhi)量合(he)格率等績效(xiao)數(shu)據(ju)的可視？

從生產管理角度，企業如何基于信息系統實現設備排班、人員排班、工位作業負載、質量異常、物料異常、設備異常、進度異常、產品數據異常等管理要素的可視？

解決思路：

從生產過程來看，要基于制造執行系統（MES）構建適用于毛坯備料、零件加工、整機裝配、檢驗試驗和包裝發運等生產過程的各級作業單，通過開發友好的軟件功能界面實現各級作業任務的可視。

從設備管理來看，要借助設備監控系統全面實現生產設備聯網，通過開發友好軟件功能界面實現生產、檢測、物流、倉儲等設備狀態的可視。

從生產物料來看，要基于制造執行系統（MES）全面采集生產過程數據，通過開發友好的軟件功能界面實現生產物料進度狀態、質量狀態、位置狀態的可視。

從產品數據來看，要做好制造執行系統（MES）與產品全生命周期管理系統（PLM）的集成應用，通過開發友好的軟件功能界面實現零部件信息、物料清單、設計圖紙、工藝文件、材料定額、數控程序、檢測規劃等產品數據的可視。

從績效管理來看，要基于制造執行系統（MES），通過構建各類適用的模塊統計分析模塊，實現操作者工時、外部協同加工費用、內部協同加工費用、生產成本、質量合格率等績效數據的可視。

從生產管理來看，要基于制造執行系統（MES）采集生產過程數據，開發友好的軟件功能界面實現設備排班、人員排班、工位作業負載、質量異常、物料異常、設備異常、進度異常、產品數據異常等管理要素的可視。

業務(wu)問題2：如何確保生產全過程有序

有(you)(you)(you)序(xu)(xu)就是有(you)(you)(you)順序(xu)(xu)，就是要在(zai)“可視”的(de)基礎上(shang)，以(yi)一種簡(jian)單(dan)實用(yong)、直觀有(you)(you)(you)效的(de)模塊(kuai)化方(fang)式，讓(rang)各類原本沒有(you)(you)(you)順序(xu)(xu)或難以(yi)有(you)(you)(you)序(xu)(xu)化的(de)生(sheng)產任(ren)務通過友好(hao)的(de)計算機軟(ruan)件功(gong)能界面有(you)(you)(you)序(xu)(xu)的(de)展示出來，以(yi)便于生(sheng)產人員直觀的(de)、清(qing)楚的(de)、輕(qing)松的(de)理解、掌(zhang)握和(he)執行(xing)有(you)(you)(you)序(xu)(xu)化的(de)生(sheng)產指令，從而提(ti)高訂單(dan)在(zai)部門之間、車間之間、班組之間、工位之間的(de)協同執行(xing)能力(li)，提(ti)高生(sheng)產資源、生(sheng)產資金、產能利用(yong)的(de)合理性(xing)(xing)，縮短個(ge)性(xing)(xing)定制(zhi)產品制(zhi)造周期。確保合同有(you)(you)(you)序(xu)(xu)履約、產品有(you)(you)(you)序(xu)(xu)交付。

從生產過程角度(du)，企業(ye)如何基于信息系統實(shi)現毛坯備料、零件加工、整(zheng)機裝配、檢驗試(shi)驗和包(bao)裝發運等業(ye)務過程整(zheng)體(ti)有序(xu)？

從部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)門(men)(men)協(xie)(xie)同角(jiao)度，企業(ye)如何基于(yu)信(xin)息系統實(shi)現采購(gou)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)門(men)(men)、財務部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)門(men)(men)、毛坯鑄造部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)門(men)(men)、機加部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)門(men)(men)、裝(zhuang)配(pei)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)門(men)(men)、質(zhi)量(liang)保證部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)門(men)(men)、外(wai)協(xie)(xie)加工單(dan)位、生(sheng)產(chan)技(ji)術部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)門(men)(men)以及產(chan)品研發(fa)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)門(men)(men)之間協(xie)(xie)同有(you)序？

從生(sheng)(sheng)產班(ban)組(zu)角度，企業如何基于信(xin)息系(xi)統實現生(sheng)(sheng)產班(ban)組(zu)之間協同有序？

從生(sheng)產工位角(jiao)度，企業如(ru)何基于信息(xi)系(xi)統實現工位協同有序？

從(cong)物料投(tou)放(fang)角度，企業如(ru)何(he)基于信息系統實現原材料投(tou)放(fang)有序？

從設備利用(yong)角度(du)，企業如何基于信息(xi)系統實現生產設備利用(yong)有序(xu)？

從資金使用角度，企業如何基于(yu)信息系統實現資金利用有序？

解決思路(lu)：

要確保生產全過程整體有序，就是要開發、完善和持續優化制造執行系統（MES）的各級作業單（軟件功能模塊），包括：部門級作業單、車間級作業單、班組級作業單、工位級作業單。各級作業單要始終以生產計劃為中心，依據計劃開始時間或計劃完成時間自動排定作業任務的優先順序，作為各級執行者的帶有優先順序的作業指令。

通過全面統(tong)一應(ying)用各(ge)級作業(ye)單功能，確(que)保毛坯備(bei)料(liao)過程(cheng)(cheng)(cheng)、零件加工(gong)過程(cheng)(cheng)(cheng)、整(zheng)(zheng)(zheng)機(ji)裝配過程(cheng)(cheng)(cheng)、外(wai)協加工(gong)過程(cheng)(cheng)(cheng)、物料(liao)轉運過程(cheng)(cheng)(cheng)、質量檢測過程(cheng)(cheng)(cheng)和(he)包裝發運過程(cheng)(cheng)(cheng)整(zheng)(zheng)(zheng)體有(you)序(xu)。確(que)保部門之間(jian)、車間(jian)之間(jian)、班組(zu)之間(jian)、工(gong)位之間(jian)整(zheng)(zheng)(zheng)體有(you)序(xu)，確(que)保物料(liao)投放、設備(bei)利(li)用、資金使(shi)用和(he)人員利(li)用整(zheng)(zheng)(zheng)體有(you)序(xu)。

業務問題3：如何確保全(quan)生(sheng)產(chan)過(guo)程受控

受控就是所有生產活動都要受控于生產管理中心，就是要在“可視”和“有序”的基礎上，讓高級生產管理人員能夠在宏觀層面上根據交期臨近和實際生產進度，以一種簡約靈活、富有彈性的模塊化方式，有的放矢的暫停、放行或調控各級作業任務、靈活調控訂單生產優先級，進而使各類原本無法控制或難以控制的生產任務都能夠自動受控于制造執行系統（MES）的各級作業單。所有部門級、車間級、班組級、工位級作業任務，以及平行協同、上下協同和內外協同，都要統一受控于生產宏觀調控措施。調控措施要張弛有度，調控指令要直達工位、全面自動響應，以此控制生產活動向計劃進度回歸。這是在生產管理上進一步進行“質”的提升。

從生產過程角度(du)，企業如何基(ji)于信(xin)息系統實(shi)現毛(mao)坯(pi)備(bei)料、零件加工、整機裝配(pei)、檢驗試驗和包裝發運等業務過程整體受(shou)控(kong)？

從部(bu)門(men)(men)(men)協(xie)(xie)同角度(du)，企業如何基于信息系統實(shi)現采購部(bu)門(men)(men)(men)、財務部(bu)門(men)(men)(men)、毛(mao)坯鑄造部(bu)門(men)(men)(men)、機(ji)加部(bu)門(men)(men)(men)、裝配部(bu)門(men)(men)(men)、質(zhi)量保證(zheng)部(bu)門(men)(men)(men)、外協(xie)(xie)加工單位、生產(chan)技(ji)術部(bu)門(men)(men)(men)以及產(chan)品研發部(bu)門(men)(men)(men)之間協(xie)(xie)同受控？

從生(sheng)產班組(zu)角(jiao)度，企業如何基于(yu)信息(xi)系統實現(xian)生(sheng)產班組(zu)之間(jian)協同受控？

從生產工(gong)位(wei)角(jiao)度，企業(ye)如何基(ji)于信息系(xi)統實現工(gong)位(wei)協(xie)同受控？

從變更管理角度，企業如何基于信息系(xi)統實現產(chan)品設計、制造工藝、檢測方法、生產(chan)計劃等業務變更在全生產(chan)過程受控(kong)？

從(cong)物(wu)料投放(fang)角度，企(qi)業如何基于(yu)信息系統實現原(yuan)材料投放(fang)受控？

從設備利用(yong)(yong)角度，企(qi)業如何基于信(xin)息系統實現生產設備利用(yong)(yong)受(shou)控？

從資金(jin)使用(yong)角度，企業如何(he)基(ji)于信息系統實(shi)現資金(jin)利用(yong)受控(kong)？

解決思路：

通過制造執行系統宏觀調控“當日可開工任務窗口”大小，將每日可開工任務調控在特定范圍之內，保證部門級、車間級、班組級、工位級在特定時間段內執行指定的作業任務，保證平行協同、上下協同和內外協同的一致性，防止過早開工和滯后開工。避免不合理占用和消耗物料、人員、機器、場地、器具、時間等生產資源，高級別規避生產資源爭用，盤活并有效利用可用產能和生產資金。進一步優化作業任務有序性、提升生產過程協同性，進一步提高生產資源、生產資金、產能利用的合理性，進一步降低生產成本、縮短制造周期、提高產品質量。

通過(guo)統一的、柔性的宏觀調控(kong)(kong)措(cuo)施和有(you)序的、受(shou)控(kong)(kong)的各級(ji)作業單(dan)，確(que)(que)保(bao)(bao)毛坯(pi)備(bei)料(liao)、零(ling)件加工(gong)、整機裝(zhuang)配、檢驗(yan)(yan)試驗(yan)(yan)和包(bao)裝(zhuang)發運(yun)等業務(wu)過(guo)程整體受(shou)控(kong)(kong)，確(que)(que)保(bao)(bao)采(cai)購(gou)部門(men)(men)、財務(wu)部門(men)(men)、毛坯(pi)鑄造部門(men)(men)、機加部門(men)(men)、裝(zhuang)配部門(men)(men)、質量保(bao)(bao)證部門(men)(men)、外協(xie)加工(gong)單(dan)位(wei)、生(sheng)產(chan)技術部門(men)(men)、產(chan)品研發部門(men)(men)之(zhi)間協(xie)同受(shou)控(kong)(kong)，確(que)(que)保(bao)(bao)產(chan)品設計、制造工(gong)藝、檢測(ce)方法、生(sheng)產(chan)計劃等業務(wu)變更在全生(sheng)產(chan)過(guo)程受(shou)控(kong)(kong)，確(que)(que)保(bao)(bao)原材料(liao)投放、生(sheng)產(chan)設備(bei)利用(yong)和生(sheng)產(chan)資金使用(yong)受(shou)控(kong)(kong)。

總得(de)來說，解決方法如下(xia)所示：

首先，要實(shi)現(xian)生(sheng)產工(gong)位(wei)全員計(ji)算(suan)機化。就是(shi)要通過(guo)設(she)計(ji)、定(ding)制并向制造工(gong)位(wei)集成工(gong)業(ye)計(ji)算(suan)機（工(gong)位(wei)數(shu)字化看板）或手持終(zhong)端，確保毛坯備料(liao)、零件加工(gong)、整機裝配、檢驗(yan)試(shi)驗(yan)和(he)包(bao)裝發運(yun)等所有制造工(gong)位(wei)都(dou)有計(ji)算(suan)機系(xi)統可用。確保在(zai)全生(sheng)產過(guo)程人人都(dou)有計(ji)算(suan)機可用，是(shi)操作者和(he)信息(xi)系(xi)統交互的硬(ying)件基(ji)礎，也是(shi)實(shi)現(xian)智能制造的立(li)足點。

其次，要實現生產車間全范圍網絡化。就是要以工位、車間、廠房為單位，依次構建工業計算機網絡。確保每個工位、每個車間、每個廠房都要有計算機網絡可用。網絡形式可包括：有線網絡、無線網絡、移動網絡。就是要以各類信息系統為工具，將所有生產設備接入計算機網絡，將所有工業計算機接入計算機網絡，確保全生產過程處處都有計算機網絡，實現生產車間全員網絡化，為企業實施和應用制造執行系統（MES）奠定網絡基礎。

再其次，要實現生產過程全要素數字化。就是要面向生產工位、生產班組、生產車間、生產部門，研究、分析、規劃、開發、實施和持續優化集成的制造執行系統（MES），確保全生產過程、全生產要素都能享受制造執行系統帶來的工作便利和效率提升。就是要通過制造執行系統全面呈現作業任務、產品數據、制造工藝、檢測方法和時限要求。就是要通過制造執行系統全向采集生產過程數據，監控任務狀態、設備狀態、物流狀態和質量狀態。就是要通過制造執行系統實時在線跟蹤訂單生產進度、追溯產品制造過程和調度生產資源。就是要通過制造執行系統全面替代人力，在線統計和分析生產績效、自動匯編和輸出產品報告。

然后，要實現生產過程管理智能化。就是要始終以生產計劃為中心，結合產品制造工藝和車間實際產能，有節制的自動生成各級作業任務序列（部門級、車間級、班組級、工位級），彈性調控各級作業任務有序執行。就是要通過制造執行系統實時監控各級作業任務的執行狀態，自動預警進度異常、設備異常、質量異常、物流異常、倉儲異常、設計異常、工藝異常和資金異常，在線受理和處置各類生產異常、監督并使異常處理結果按原路返回生產現場。就是要以制造執行系統為生產管理核心抓手，降低生產管理難度、簡化生產管理過程、提高生產管理技能，增強生產狀態感知、提升生產調度時效、提高生產資源利用。

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