離散制造業(yè)的特點(diǎn)決定了其MES非常復(fù)雜。生產(chǎn)資源的管理難以精確、清晰和及時(shí)，如設(shè)備、工具工裝的應(yīng)用狀態(tài)、維護(hù)保養(yǎng)、定期檢驗(yàn)、故障發(fā)現(xiàn)等日常管理情況很難及時(shí)得到反饋；計(jì)劃來(lái)源多、依據(jù)多，計(jì)劃更改調(diào)整頻繁，由于不能充分考慮資源來(lái)進(jìn)行排產(chǎn)，整個(gè)計(jì)劃不可控，排產(chǎn)結(jié)果可用性不強(qiáng)；生產(chǎn)計(jì)劃與工藝文件不同步、加工裝配的實(shí)物狀態(tài)不能實(shí)時(shí)反饋。同時(shí)MES普遍實(shí)施的效果也并不理想：數(shù)據(jù)成為企業(yè)實(shí)施MES的攔路虎，數(shù)據(jù)不完整、不準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)和其他系統(tǒng)集成問(wèn)題多，這些都成為企業(yè)無(wú)法解決的難題；MES實(shí)施后，由于大量的數(shù)據(jù)采集，不但沒(méi)有給工人帶來(lái)方便，反而大大增加了工人的工作量，甚至給實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)造成了一定影響，MES實(shí)施后的效果極差。而柔性數(shù)字化車間對(duì)無(wú)紙化車間的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，為了解決這些問(wèn)題，西飛的無(wú)紙化在傳統(tǒng)MES基礎(chǔ)上，從不同的角度，走出了一條極具特色、效果極佳的道路，取得了很好的效果，具有很好的示范作用。

無(wú)紙化在西飛轉(zhuǎn)包生產(chǎn)中的應(yīng)用情況

    西飛轉(zhuǎn)包生產(chǎn)總廠隨著近年來(lái)發(fā)展，生產(chǎn)任務(wù)愈來(lái)愈多，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集量增大，迫切需要信息化系統(tǒng)支持來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃的及時(shí)變化、生產(chǎn)進(jìn)度的及時(shí)采集、生產(chǎn)進(jìn)度的可視化管理、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)紙化管理。具體需求體現(xiàn)在以下方面：

    (1)AO、操作規(guī)程分別編輯，版本控制困難。

    (2)操作規(guī)程編制通過(guò)紙制文件進(jìn)行審批簽字確認(rèn)，然后下發(fā)到車間執(zhí)行。AO文件分散，不便于管理、查詢。在審批時(shí)也同樣需要審批多份文件，增加工作量。

    (3)生產(chǎn)過(guò)程中，工藝員無(wú)法實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)的進(jìn)度情況，需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了解生產(chǎn)進(jìn)度才能對(duì)AO信息進(jìn)行更改，各個(gè)部門(mén)間缺少關(guān)鍵信息的一個(gè)互通平臺(tái)。

    (4)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)由計(jì)劃員打印AO內(nèi)容并發(fā)放到現(xiàn)場(chǎng)，工人根據(jù)AO內(nèi)容進(jìn)行工作，并進(jìn)行項(xiàng)目完工蓋章、項(xiàng)目檢驗(yàn)蓋章、AO歸檔等，每架份的AO都需要進(jìn)行打印，打印所需的紙張數(shù)量相當(dāng)龐大。

    (5)正在使用的AO編輯軟件問(wèn)題較多，無(wú)法保證AO及時(shí)編制、更改和發(fā)布；也無(wú)法實(shí)現(xiàn)AO的各種統(tǒng)計(jì)、匯總功能等。

    無(wú)紙化在西飛轉(zhuǎn)包生產(chǎn)中得到了全面的實(shí)施，使西飛公司向數(shù)字化生產(chǎn)管理邁出了扎實(shí)的一步，并且走在了我國(guó)飛機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)紙化管理技術(shù)應(yīng)用的前列。

    無(wú)紙化的實(shí)施，提升了管理理念、管理水平和管理效率，降低了生產(chǎn)成本；優(yōu)化資源配置，規(guī)范了AO管理流程，實(shí)現(xiàn)了AO無(wú)紙化管理和電子存檔；達(dá)到生產(chǎn)計(jì)劃“一本賬”，制造數(shù)據(jù)源唯一；實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可視化管理，及時(shí)反饋裝配單元開(kāi)工、項(xiàng)目完工、項(xiàng)目檢驗(yàn)信息，達(dá)到AO狀態(tài)明晰、生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)控制。

    無(wú)紙化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能包括兩大塊，一是實(shí)現(xiàn)了AO／AAO的工藝管理；二是實(shí)現(xiàn)了基于無(wú)紙化的裝配現(xiàn)場(chǎng)管理。

1 AO／AAO的工藝管理

    AO管理：實(shí)現(xiàn)AO編輯、AO審批、版本控制、AO查詢等功能。系統(tǒng)提供2種AO編輯方式：離線編輯和在線編輯，編輯時(shí)輸入的架次應(yīng)為起始架次，并可根據(jù)架次自動(dòng)生成版次，并最終由工藝員進(jìn)行確認(rèn)。編輯完成進(jìn)行保存時(shí)增加對(duì)關(guān)鍵信息的驗(yàn)證，避免由于輸入的不準(zhǔn)確造成在使用AO信息時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

    AAO管理：實(shí)現(xiàn)AAO的編輯、審批、查詢等功能，AAO輸入的架次應(yīng)為明確區(qū)間范圍。主要功能如圖1所示。

圖1 AO/AAO工藝管理主要功能

2 基于無(wú)紙化的裝配現(xiàn)場(chǎng)管理

    主要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化AO查詢、AO配套、生產(chǎn)單元派工、項(xiàng)目完工、項(xiàng)目檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控等功能。

    庫(kù)房根據(jù)車間下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)劃(SO)進(jìn)行零件配套出庫(kù)處理。車間計(jì)劃根據(jù)生產(chǎn)部的計(jì)劃下達(dá)作業(yè)計(jì)劃。

    在車間現(xiàn)場(chǎng)，每個(gè)工段的工長(zhǎng)使用系統(tǒng)授權(quán)的賬戶登錄系統(tǒng)，該工段的工人、檢驗(yàn)員都通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)接收生產(chǎn)計(jì)劃、網(wǎng)上查詢AO、典型工藝規(guī)程、圖紙、技術(shù)文件等，根據(jù)AO的要求進(jìn)行部件裝配，并根據(jù)AO要求如實(shí)在計(jì)算機(jī)上填寫(xiě)項(xiàng)目的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)等信息，提交項(xiàng)目完工。

    工人項(xiàng)目完工時(shí)，需要檢驗(yàn)的項(xiàng)目，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生消息通知相關(guān)檢驗(yàn)員進(jìn)行項(xiàng)目檢驗(yàn)。檢驗(yàn)員在園區(qū)網(wǎng)內(nèi)任意計(jì)算機(jī)上以個(gè)人身份登錄系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)將及時(shí)顯示所有需要其檢驗(yàn)的項(xiàng)目的提醒信息，通知檢驗(yàn)員及時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)處理。

    在AO發(fā)生更改的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生消息通知到工段的計(jì)算機(jī)上，工人需要及時(shí)查詢、貫徹更改。對(duì)于協(xié)作件，需要確定、落實(shí)協(xié)作單位、協(xié)作人，生產(chǎn)部授權(quán)這些用戶可以在西飛園區(qū)網(wǎng)上登錄系統(tǒng)進(jìn)行項(xiàng)目完工、項(xiàng)目檢驗(yàn)。

    每架次完工交付后，固化該架次所有AO、AAO信息。根據(jù)管理文件要求按照架次進(jìn)行歸檔，歸檔內(nèi)容主要包括該架次使用的AO信息、AAO信息、AO目錄信息、AAO目錄信息檢驗(yàn)掃描上傳的不合格品審理單據(jù)等信息。歸檔中的AO信息并不包含操作規(guī)程的內(nèi)容，操作規(guī)程的內(nèi)容由工藝室按AO版本進(jìn)行歸檔。現(xiàn)場(chǎng)管理流程如圖2所示。

圖2 裝配現(xiàn)場(chǎng)管理流程

工藝到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息無(wú)縫集成

    傳統(tǒng)MES以計(jì)劃為主線，工人的開(kāi)工、完工、現(xiàn)場(chǎng)的信息采集等都是以計(jì)劃為核心，因此工藝和MES的信息是斷鏈的，MES僅僅通過(guò)數(shù)據(jù)接口集成的方式從CAPP工藝系統(tǒng)中獲取零件加工工序或者產(chǎn)品的裝配工序。工人需要了解其具體的工藝信息，必須通過(guò)打印CAPP中的工藝文件或者重新進(jìn)入CAPP系統(tǒng)中進(jìn)行查看。

    無(wú)紙化將工藝和MES完全融合在一起，工藝和MES不需要任何的集成，兩者的信息無(wú)縫相通。工藝人員無(wú)需在傳統(tǒng)CAPP中進(jìn)行工藝文件的編制、審批、定版，而是直接在無(wú)紙化系統(tǒng)中完成工藝文件的相關(guān)工作。定版后工藝文件自動(dòng)傳送到現(xiàn)場(chǎng)工人，現(xiàn)場(chǎng)工人可直接瀏覽工藝文件，并且基于工藝文件進(jìn)行相關(guān)信息的采集，大大簡(jiǎn)化了工作流程，方便了各個(gè)業(yè)務(wù)層的具體工作。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的界面如圖3所示。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集界面

數(shù)據(jù)自動(dòng)采集技術(shù)的運(yùn)用

    在進(jìn)行裝配時(shí)，比較重要的一個(gè)過(guò)程是需要記錄配套零件的質(zhì)量信息，如果采用手工方式錄入，工作量非常大，且質(zhì)量跟蹤難度大。因此，在零件投入生產(chǎn)、打印零件質(zhì)量合格證時(shí)，可在質(zhì)量合格證上打印條碼，通過(guò)條碼可實(shí)現(xiàn)零件的所有信息跟蹤。在進(jìn)行零件出入庫(kù)時(shí)，可直接通過(guò)掃描合格證條碼實(shí)現(xiàn)庫(kù)存管理；在裝配現(xiàn)場(chǎng)，也可直接掃描合格證條碼來(lái)實(shí)現(xiàn)裝配記錄的跟蹤，大大簡(jiǎn)化、方便了現(xiàn)場(chǎng)的操作，提高了管理效率。

    在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工人、檢驗(yàn)人員的信息采集時(shí)，如果采用手工方式，工人、質(zhì)檢人員的工作量非常大。無(wú)紙化將工人的工牌植入ID卡，工人和檢驗(yàn)在采集信息時(shí)，直接掃描ID卡即可，避免了工人過(guò)多的鍵盤(pán)操作。圖4 為布置在現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)件貨架，工人直接掃描條碼來(lái)采集標(biāo)準(zhǔn)件相關(guān)信息。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)件貨架

實(shí)現(xiàn)單一數(shù)據(jù)源 確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確完整唯一

    一直以來(lái)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性、唯一性是MES實(shí)施成敗最重要的因素之一，由于數(shù)據(jù)帶來(lái)的各種問(wèn)題大大阻礙了MES的實(shí)施。常規(guī)的做法是MES和CAPP工藝系統(tǒng)通過(guò)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成，主要是由CAPP系統(tǒng)提供零組件的工序信息到MES系統(tǒng)中，但是大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，通過(guò)接口總會(huì)存在很多不可預(yù)知的問(wèn)題，數(shù)據(jù)的傳遞非常不穩(wěn)定；還有一種模式由專人直接在MES系統(tǒng)中維護(hù)工序信息，這種方式很明顯需要耗費(fèi)大量的人力物力，而且從企業(yè)的角度來(lái)看，容易形成信息孤島，對(duì)企業(yè)的整體信息化會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重問(wèn)題。

    無(wú)紙化由于將工藝管理也納入了系統(tǒng)之中，規(guī)避了多系統(tǒng)造成的數(shù)據(jù)集成問(wèn)題，避免了信息孤島，從而徹底地解決了單一數(shù)據(jù)源問(wèn)題，使得數(shù)據(jù)保持高度的準(zhǔn)確性、唯一性、完整性，從而為無(wú)紙化模式的成功打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。無(wú)紙化的模式不僅僅解決了數(shù)據(jù)問(wèn)題，更多的是給企業(yè)帶來(lái)的系統(tǒng)模式問(wèn)題，它突破了傳統(tǒng)系統(tǒng)的定位，以業(yè)務(wù)本身為核心來(lái)通過(guò)單一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)整合。

以規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化為核心

    無(wú)紙化實(shí)施后，不再需要打印工藝文件，車間現(xiàn)場(chǎng)也沒(méi)有任何紙質(zhì)過(guò)程單據(jù)，生產(chǎn)計(jì)劃、過(guò)程控制、執(zhí)行反饋信息以電子化方式傳遞，但是這些都是表面現(xiàn)象。沒(méi)有紙并不代表無(wú)紙化，電子化并不等于信息化。無(wú)紙化的核心是工作過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，提高專業(yè)化，減少重復(fù)工作，消除浪費(fèi)，縮短制造周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本。

    在無(wú)紙化的建設(shè)初期，最重要的工作就是對(duì)裝配的各個(gè)活動(dòng)進(jìn)行了價(jià)值流梳理和分析，建立以規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化為核心的整個(gè)體系。

    第一，工藝的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)轉(zhuǎn)包產(chǎn)品的工藝過(guò)程、要素、工藝文件、零件、工裝等，在滿足要求前提下，通過(guò)歸納、分類、整理，使其具有通用性、典型性，并形成工藝操作方法標(biāo)準(zhǔn)、工藝要素標(biāo)準(zhǔn)、工藝管理標(biāo)準(zhǔn)，為整個(gè)工藝的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化奠定基礎(chǔ)。

    第二，工人操作的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)裝配過(guò)程的各個(gè)活動(dòng)進(jìn)行價(jià)值流分析，在保證質(zhì)量的前提下，簡(jiǎn)化裝配過(guò)程和內(nèi)容，消除不必要的活動(dòng)。對(duì)每一步裝配過(guò)程的具體操作進(jìn)行規(guī)范，提升工人的效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期。

    第三，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。在對(duì)工藝規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化、工人操作的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，以軟件為支持，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。

    第四，現(xiàn)場(chǎng)配送。在對(duì)裝配過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的前提下，實(shí)行配送制度，包括零件配送、工裝配送等，并建立配送的標(biāo)準(zhǔn)和制度，保證裝配現(xiàn)場(chǎng)的活動(dòng)按價(jià)值流不間斷地進(jìn)行。

提升工人價(jià)值

    美國(guó)一向標(biāo)榜高端制造，因?yàn)楦叨酥圃斓膬r(jià)值含量高，它把低端制造都放在人力成本較低的發(fā)展中國(guó)家，但是最近幾年，美國(guó)的低端制造有逐步回歸的趨勢(shì)，其中很重要的一個(gè)原因是美國(guó)也能給低端制造的工人更高的工資。在原來(lái)，工人要干一件活，需要自己去準(zhǔn)備工裝工具、領(lǐng)材料、翻圖紙、找各種資料等，需要大量準(zhǔn)備和等待時(shí)間；而現(xiàn)在，把工人像外科大夫一樣看待，將生產(chǎn)所需要的所有工具材料等準(zhǔn)備好，工人只需要專注干活，因?yàn)楣と说膬r(jià)值就在于生產(chǎn)，從而大大提升工人的價(jià)值。

    西飛無(wú)紙化的目的就是讓工人專注于加工裝配活動(dòng)。首先通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，簡(jiǎn)化了工人工作內(nèi)容，消除了大量無(wú)價(jià)值的活動(dòng)；同時(shí)通過(guò)信息化，工人不用去打印AO，不用在文件簽字，不用去領(lǐng)料、準(zhǔn)備工裝，避免缺料造成的等待等。工人上班后打開(kāi)電腦，就明確了當(dāng)天任務(wù)，以及需要加工零件的工藝文件，加工完成后刷工牌卡可以自動(dòng)采集信息。無(wú)紙化通過(guò)大量各種方式和手段，大大提升了工人的價(jià)值。

結(jié)束語(yǔ)

    西飛的無(wú)紙化模式首先在波音737-700轉(zhuǎn)包任務(wù)上運(yùn)行，取得了很好的效果，后推廣至所有的轉(zhuǎn)包生產(chǎn)，目前無(wú)紙化模式更是被推廣到西飛其他型號(hào)、西飛國(guó)際天津分公司，可以說(shuō)無(wú)紙化取得了很大的成果，成功地解決了傳統(tǒng)MES中的數(shù)據(jù)不完整、不準(zhǔn)確、信息孤島、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集難等很多問(wèn)題，為企業(yè)的信息化整體發(fā)展做了重大貢獻(xiàn)。

    但是應(yīng)該看到，無(wú)紙化只是MES發(fā)展中的一個(gè)過(guò)程、一個(gè)階段，在三維技術(shù)越來(lái)越成熟的情況下，基于MBD的數(shù)字化MES不僅是西飛最終所要追求的目標(biāo)，也是以軍工行業(yè)為代表的制造業(yè)發(fā)展的方向。無(wú)紙化模式的成功運(yùn)用為數(shù)字化MES打好了一個(gè)堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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