一、項(xiàng)目背景

    東風(fēng)汽車股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱DFAC)汽車分公司是“東風(fēng)汽車”生產(chǎn)東風(fēng)系列輕型商用車的主要分公司，于1993年10月奠基，公司占地面積24萬平方米，工業(yè)建筑面積12.2萬多平方米，擁有完整的沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大生產(chǎn)工藝陣地，年生產(chǎn)能力達(dá)到15萬輛。

    DFAC目前主要有DFA_BOM系統(tǒng)、SAP系統(tǒng)、SCF(供應(yīng)商協(xié)同平臺(tái))、ES1整車跟蹤系統(tǒng)、底層自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及售后服務(wù)系統(tǒng)等，各系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行，未實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，且系統(tǒng)信息不共享，形成了“信息孤島”，ERP系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)之間出現(xiàn)了管理信息方面的“斷層”，導(dǎo)致上層計(jì)劃缺乏有效的實(shí)時(shí)信息支持，下層的控制缺乏優(yōu)化調(diào)度與協(xié)調(diào)。而處于計(jì)劃層和車間層操作控制系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，已經(jīng)成為企業(yè)信息化的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行，使工廠制造環(huán)節(jié)透明化。

    為配合公司市場(chǎng)營(yíng)銷、生產(chǎn)制造、研發(fā)、供應(yīng)鏈管理等方面工作的順利開展，打破各系統(tǒng)間“信息孤島”，打通計(jì)劃層至執(zhí)行層的信息流，公司于2011年實(shí)施了制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)。

    1. MES簡(jiǎn)介

    MES概念是美國(guó)管理界20世紀(jì)90年代提出的。美國(guó)先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)(AMR)通過對(duì)大量企業(yè)的調(diào)查，于1992年提出了三層企業(yè)集成模型，如圖1所示。

 
圖1 企業(yè)集成模型

    (1)計(jì)劃層:決策層使用的管理工具，主要應(yīng)用系統(tǒng)是ERP, CRM, SCM等。

    (2)執(zhí)行層:企業(yè)中層使用的工具M(jìn)ES，在計(jì)劃管理層與底層控制之間架起了一座橋梁。

    (3)控制層:一線操作人員使用的，以SCADA, HMI為代表的生產(chǎn)過程監(jiān)控軟件。

    2.業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

    通過業(yè)務(wù)需求調(diào)研，存在以下問題:

    (1)生產(chǎn)監(jiān)控手段滯后

    ·生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)整周期未鎖定，影響物料調(diào)達(dá)，同時(shí)物料調(diào)達(dá)不暢反影響生產(chǎn)組織，導(dǎo)致頻繁調(diào)序，形成惡性循環(huán);

    ·訂單狀態(tài)無法同步跟蹤;

    ·生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)計(jì)劃及實(shí)績(jī)未實(shí)現(xiàn)目視化管理;

    ·生產(chǎn)部對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控;

    ·生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不能實(shí)時(shí)監(jiān)控，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障;

    ·報(bào)表編制及指標(biāo)計(jì)算靠人工進(jìn)行。

    (2)物流管理體系待完善

    ·包裝不規(guī)范，且物料上線存在二次轉(zhuǎn)包裝，物流效率低，物流容器管理需進(jìn)一步規(guī)范;

    ·中轉(zhuǎn)庫庫存信息不共享，協(xié)配庫及線邊庫無法取到實(shí)時(shí)庫存，滯后錄入，信息流與物流不同步，物料預(yù)拉料信息不準(zhǔn)確、報(bào)警信息滯后;
   
    ·與供應(yīng)商缺乏有效的溝通和信息同步，SAP系統(tǒng)中生成拉料單、看板卡信息不全，部分靠人工根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，不能準(zhǔn)確、有效發(fā)布拉動(dòng)信息指導(dǎo)物料分時(shí)段到貨，并直達(dá)生產(chǎn)線邊;

    ·無精確的備發(fā)料指示，物流人員參考SAP系統(tǒng)中在線拉料單進(jìn)行備送貨，工作效率低，且易造成零件線積壓或配送不及時(shí)。

    (3)質(zhì)量管理靠手工。

    ·重保零件管理無系統(tǒng)支撐，手工記錄無法滿足重保件的召回管理需求;

    ·制造過程中缺陷及質(zhì)量反饋信息通過隨車卡進(jìn)行信息收集及反饋，再發(fā)防止項(xiàng)目、DPU統(tǒng)計(jì)、終檢售時(shí)信息及VES評(píng)價(jià)通過紙質(zhì)單據(jù)流轉(zhuǎn);

    ·協(xié)配庫外檢目前人為控制抽檢，無系統(tǒng)規(guī)則進(jìn)行約束，無法從源頭對(duì)零部件質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確管控。

二、項(xiàng)目目標(biāo)

    DFAC汽車分公司制造執(zhí)行系統(tǒng)項(xiàng)目一期包含生產(chǎn)管理模塊、物流管理模塊及質(zhì)量管理模塊。系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)為:建立一套能夠輔助汽車分公司的生產(chǎn)，符合企業(yè)精益制造(LP)和準(zhǔn)時(shí)化(JIT)生產(chǎn)等先進(jìn)管理思想，適合DFAC生產(chǎn)領(lǐng)域運(yùn)作的全面的、集成的、先進(jìn)的和穩(wěn)定的生產(chǎn)控制系統(tǒng)，以適應(yīng)公司產(chǎn)量快速增長(zhǎng)和車型平臺(tái)增加的需求，并能同其他業(yè)務(wù)和系統(tǒng)整合(如SAP系統(tǒng)、DFA_SCF系統(tǒng)、DFA_BOM系統(tǒng)等),見圖2。

 
圖2 MES功能模型及與其他系統(tǒng)的關(guān)系

三、系統(tǒng)功能

    企業(yè)最為關(guān)心的三個(gè)問題是:生產(chǎn)什么?生產(chǎn)多少?如何生產(chǎn)?MES就是計(jì)劃與生產(chǎn)之間承上啟下的“信息樞紐”，通過控制包括物料、設(shè)備、人員、流程指令和設(shè)施在內(nèi)的所有工廠資源來解決生產(chǎn)制造的問題，以提高制造競(jìng)爭(zhēng)力，提供一種集成在統(tǒng)一平臺(tái)上系統(tǒng)的制造執(zhí)行功能，如質(zhì)量控制、文檔管理、生產(chǎn)調(diào)度等，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)制造執(zhí)行管理，如圖3。

 
圖3 MES系統(tǒng)功能及與其他系統(tǒng)的關(guān)系

    DFAC_MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能包括:

    1.信息系統(tǒng)與業(yè)務(wù)管理集成

    建立一套滿足DFAC管理要求的集成化信息管理平臺(tái)，全面實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理集成，依托MES系統(tǒng)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)DFA-BOM,DFA-SCF及SAP各系統(tǒng)集成，數(shù)據(jù)共享。打通設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)與質(zhì)量間的“部門墻”，建立以業(yè)務(wù)流程為驅(qū)動(dòng)的管理方式，實(shí)現(xiàn)部門間業(yè)務(wù)無縫銜接。

    2.物流過程流程化、標(biāo)準(zhǔn)化、指標(biāo)化

    DFAC有TPL倉庫及主機(jī)廠倉庫，業(yè)務(wù)流程比較多，并且沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)，通過實(shí)施MES系統(tǒng)，可以重新整理整個(gè)業(yè)務(wù)流程，化繁為簡(jiǎn)，全部標(biāo)準(zhǔn)化，并建立規(guī)范化的運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、配送、容器網(wǎng)絡(luò)物流體系。持續(xù)改進(jìn)的物流KPI指標(biāo)(物流路徑、倉位占用率、庫存周轉(zhuǎn)率等)，逐步將原材料物流水平提高，既滿足柔性生產(chǎn)的需要，還能夠降低庫存，提高庫存周轉(zhuǎn)率，減少庫存資金占用。

    3.精益制造(LP)與準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)(JIT)
   
    與DFA-SCF系統(tǒng)生產(chǎn)計(jì)劃協(xié)同，接收各車間生產(chǎn)計(jì)劃，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)劃的微調(diào)，從而形成各車間最終作業(yè)計(jì)劃，指導(dǎo)生產(chǎn)，計(jì)劃的調(diào)整能快速得到物流與制造過程響應(yīng)，保證生產(chǎn)正常運(yùn)行。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)備故障快速響應(yīng)，減少由于設(shè)備故障原因而停線;制造過程監(jiān)控，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)度，拉動(dòng)物料需求，車間配料準(zhǔn)時(shí)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)準(zhǔn)時(shí)化。持續(xù)改進(jìn)的生產(chǎn)KPI指標(biāo)(計(jì)劃調(diào)整率、計(jì)劃完成率、設(shè)備故障率等)，提升制造過程管理水平。

    4.質(zhì)量檢驗(yàn)與零部件入庫及制造過程銜接，提升產(chǎn)品質(zhì)量

    覆蓋了企業(yè)內(nèi)的外購(gòu)零部件檢驗(yàn)過程及各車間生產(chǎn)制造過程檢驗(yàn)，形成整車完整的質(zhì)量檔案，實(shí)現(xiàn)整車質(zhì)量追溯，為公司整車召回政策實(shí)施提供信息化支撐。管理過程由經(jīng)驗(yàn)管理、紙張管理向全面信息化管理轉(zhuǎn)變，建立DFAC質(zhì)量信息庫，涵蓋產(chǎn)品質(zhì)量整個(gè)生命周期。管理問題由傳統(tǒng)的部門管理向全員集體全過程的共同參與轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理工作的協(xié)作與信息共享。企業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)的管理，由傳統(tǒng)記錄檢驗(yàn)結(jié)果向控制質(zhì)量過程轉(zhuǎn)變。

    5.供應(yīng)商業(yè)務(wù)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與供應(yīng)商雙贏

    根據(jù)日計(jì)劃或生產(chǎn)情況，向供應(yīng)商發(fā)布物料需求信息，供應(yīng)商可提前備料送料，及時(shí)交貨。實(shí)現(xiàn)物料容器的生產(chǎn)周期管理，并將相關(guān)信息發(fā)布給供應(yīng)商，使之能方便查詢物料容器使用情況。

    6.單據(jù)條碼化，庫存信息實(shí)時(shí)化，物流與信息流同步

    利用無線網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可以將庫存實(shí)時(shí)化，讓原材料能夠準(zhǔn)確定位，讓用戶實(shí)時(shí)掌握實(shí)際庫存，對(duì)生產(chǎn)、采購(gòu)等行為做出有利的指導(dǎo)。

四、系統(tǒng)特性

    1.應(yīng)用軟件采用分層的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)且符合SOA的架構(gòu)理念，具有靈活性、可操作性、可移植性和可擴(kuò)展性。

    2.MES系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)滿足DFAC集團(tuán)化管理模式，即在同一應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫下同一公司，滿足不同工廠的生產(chǎn)管理模式。

    3.MES系統(tǒng)平臺(tái)具有很強(qiáng)的健壯性、實(shí)用性及安全性。

    4.MFS系統(tǒng)平臺(tái)具有良好的開放性，與SAP系統(tǒng)、DFA_BOM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)系統(tǒng)、DFA_SCF(供應(yīng)商協(xié)同管理)平臺(tái)等，通過接口或ESB方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。(具體如圖4所示)

 
圖4 DFAC企業(yè)服務(wù)總線

    5.易操作。采用簡(jiǎn)潔、直觀、友好的圖形化中文界面，支持鼠標(biāo)操作;對(duì)于業(yè)務(wù)處理界面.操作人員能夠完全利用鍵盤操作;對(duì)于常用環(huán)節(jié)，系統(tǒng)設(shè)置快捷鍵以方便功能間的切換;操作及選擇鍵(熱鍵、菜單選擇等)的功能定義在全系統(tǒng)保持一致，并具備相應(yīng)容錯(cuò)手段，允許操作人員有限范圍的誤操作;用戶接口及界面設(shè)計(jì)充分考慮人體結(jié)構(gòu)特征及視覺特征進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，操作符合日常工作流程需要，易學(xué)習(xí)、易操作，系統(tǒng)提示和幫助信息準(zhǔn)確。

    6.系統(tǒng)提供了靈活的權(quán)限控制，并充分考慮密碼控制等安全策略。

    7.靈活的客戶端形式，客戶端操作系統(tǒng):WindowsXP,  Linux/WinCe(手持終端);服務(wù)器端支持Windows,Unix,Linux;

    8.系統(tǒng)備份、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)備份、冗余設(shè)計(jì)、災(zāi)難恢復(fù)等采用目前領(lǐng)先的安全策略，保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。

    9.方便的查詢歷史數(shù)據(jù)的備份、歷史數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

五、系統(tǒng)架構(gòu)

    1.MES系統(tǒng)軟件架構(gòu)(如圖5所示)

 
圖5 MES系統(tǒng)軟件架構(gòu)

    2. MES系統(tǒng)物理架構(gòu)(如圖6所示)

 
圖6 MES系統(tǒng)物理架構(gòu)

六、結(jié)論

    MES作為聯(lián)接頂層計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層控制系統(tǒng)的紐帶，是制造企業(yè)實(shí)施信息化不可或缺的管理工具。MES與其他信息系統(tǒng)的協(xié)同工作，構(gòu)成了制造企業(yè)全面的信息化應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了真正的企業(yè)信息互通、數(shù)據(jù)共享和運(yùn)作自動(dòng)化。DFAC通過MES系統(tǒng)的實(shí)施使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息收集、傳遞、處理和反饋?zhàn)龅綔?zhǔn)確、及時(shí)、高效，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的有序運(yùn)作和資源優(yōu)化，不斷降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)“打造透明工廠，實(shí)現(xiàn)智慧制造”的目標(biāo)愿景。

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