某航空制造企業(yè)承擔(dān)了活塞、渦軸、渦槳等多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品的研制與生產(chǎn),技術(shù)難度大,任務(wù)重,傳統(tǒng)的生產(chǎn)組織方式已難以適應(yīng),從2003年起,企業(yè)開始引進(jìn)SAP生產(chǎn)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了以主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃、庫存管理為核心的ERP應(yīng)用,但是任何一個(gè)ERP系統(tǒng)都只是形成了一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的價(jià)值鏈與供應(yīng)鏈,對于企業(yè)車間級(jí)的計(jì)劃調(diào)度、生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)成本、質(zhì)量及車間設(shè)備等方面的管理難以實(shí)現(xiàn)。企業(yè)逐漸認(rèn)識(shí)到將計(jì)劃與制造過程統(tǒng)一起來的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)是解決這一問題的有效途徑,通過MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息的集成,形成實(shí)時(shí)化的ERP、MES控制是提高企業(yè)整體管理水平的關(guān)鍵。從2007年起,先后在兩個(gè)車間實(shí)施MES系統(tǒng),并取得了一定效果。

1 MES系統(tǒng)

    制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)(Manu factu ring Execution System Association,MESA)對MES所下的定義:“MES系統(tǒng)通過信息傳遞對從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠發(fā)生實(shí)時(shí)事件時(shí),MES系統(tǒng)能及時(shí)反應(yīng)、報(bào)告,并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使MES系統(tǒng)能夠減少企業(yè)內(nèi)部無附加值活動(dòng),有效地指導(dǎo)工廠生產(chǎn)運(yùn)作過程,提高工廠及時(shí)交貨能力,改善物料流通性能,又能提高生產(chǎn)回報(bào)率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。”

    MESA在MES定義中強(qiáng)調(diào)了以下三點(diǎn):(1)MES是對整個(gè)車間制造過程的優(yōu)化,而不是單一的解決某個(gè)生產(chǎn)瓶頸;(2)MES必須提供實(shí)時(shí)收集生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的功能,并作出相應(yīng)的分析和處理;(3)MES需要與計(jì)劃層和控制層進(jìn)行信息交互,通過企業(yè)連續(xù)信息流來實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息全集成。

    一個(gè)制造企業(yè)的制造車間是物流與信息流的交匯點(diǎn),企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最終將在這里被物化出來。制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在計(jì)劃管理層與底層控制之間架起了一座橋梁,填補(bǔ)了兩者之間的空隙。一方面,MES可以對來自MRPII?/ERP 軟件的生產(chǎn)管理信息細(xì)化、分解,將操作指令傳遞給底層控制;另一方面,MES可以實(shí)時(shí)監(jiān)控底層設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),采集設(shè)備、儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù),經(jīng)過分析、計(jì)算與處理,觸發(fā)新的事件,從而方便、可靠地將控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)聯(lián)系在一起,并將生產(chǎn)狀況及時(shí)反饋給計(jì)劃層。

    車間實(shí)時(shí)信息的掌握與反饋是制造執(zhí)行系統(tǒng)對上層計(jì)劃系統(tǒng)正常運(yùn)行的保證,車間的生產(chǎn)管理是制造執(zhí)行系統(tǒng)的根本任務(wù),而對底層控制的支持則是制造執(zhí)行系統(tǒng)的特色。

2 某航空制造企業(yè)車間生產(chǎn)管理現(xiàn)狀

    某航空制造企業(yè)車間在生產(chǎn)管理方面存在以下問題:(1)車間計(jì)劃人員大多數(shù)情況下根據(jù)車間以往生產(chǎn)能力及自身經(jīng)驗(yàn)對生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行分解排產(chǎn),計(jì)劃可執(zhí)行性差,執(zhí)行過程中可調(diào)整性不強(qiáng)。(2)車間計(jì)劃人員對設(shè)備能力估計(jì)不足,造成設(shè)備、人員閑忙不均。另外缺乏較好的跟蹤機(jī)制,物料在加工傳遞過程中出現(xiàn)丟失現(xiàn)象,影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。(3)生產(chǎn)部門、車間主管領(lǐng)導(dǎo)無法對生產(chǎn)情況總體把握,難以對車間的關(guān)鍵件、關(guān)鍵設(shè)備重點(diǎn)監(jiān)督。

3 MES系統(tǒng)解決方案

    為了彌補(bǔ)ERP系統(tǒng)在車間現(xiàn)場管理功能較弱的不足,主要提供以下解決方案:(1)有限能力計(jì)劃技術(shù)的應(yīng)用。采用有限能力計(jì)劃技術(shù),針對當(dāng)前車間生產(chǎn)任務(wù)和能力的具體情況制定詳細(xì)的作業(yè)計(jì)劃,及時(shí)發(fā)現(xiàn)因能力不足、提前期不夠等因素引起的任務(wù)拖延及可能出現(xiàn)的生產(chǎn)問題。將工序計(jì)劃按優(yōu)先級(jí)進(jìn)行派工排產(chǎn)。(2)報(bào)警與電子看板技術(shù)的應(yīng)用。通過系統(tǒng)預(yù)警提高生產(chǎn)管理人員對關(guān)鍵資源、關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)注度。通過對電子看板技術(shù)的應(yīng)用,便于車間生產(chǎn)過程中物料的管理與追蹤,實(shí)現(xiàn)車間物料管理和在制品信息、任務(wù)狀態(tài)信息等數(shù)據(jù)自動(dòng)采集。(3)靈活性查詢和定制報(bào)表的應(yīng)用。系統(tǒng)支持利用圖號(hào)、批號(hào)、名稱、任務(wù)開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間等條件的獨(dú)立查詢及多條件的組合查詢和模糊查詢。根據(jù)生產(chǎn)管理要求生成各種統(tǒng)計(jì)、分析和報(bào)表,便于相關(guān)人員及時(shí)獲取所需的信息。

4 MES系統(tǒng)功能組成

    (1)車間作業(yè)管理。車間級(jí)作業(yè)管理要解決零件作業(yè)計(jì)劃制訂問題及生產(chǎn)任務(wù)在車間具體實(shí)施問題,實(shí)現(xiàn)任務(wù)動(dòng)態(tài)分配、資源日歷管理、人力資源安排與管理、現(xiàn)場施工其它輔助資源管理,以及車間物料暫存、周轉(zhuǎn)、序號(hào)管理。

    (2)計(jì)劃編制及調(diào)整。系統(tǒng)將生產(chǎn)部門安排的多種任務(wù)賦予不同的優(yōu)先級(jí),根據(jù)月度生產(chǎn)計(jì)劃,考慮車間當(dāng)前在制品狀態(tài),確定當(dāng)月投料零件品種、數(shù)量及詳細(xì)交付計(jì)劃,并根據(jù)物料生產(chǎn)提前期排出料投產(chǎn)日期和交貨日期,根據(jù)工藝計(jì)劃確定物料加工路線,進(jìn)行有限能力排產(chǎn)。

    (3)發(fā)放工藝路線單和派工。系統(tǒng)均將下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)發(fā)放一份加工單,隨加工零件在車間中流動(dòng)。系統(tǒng)按照車間現(xiàn)場加工情況,對于不滿足開工條件的任務(wù)生成物料、工模具、技術(shù)準(zhǔn)備短缺清單,對于滿足開工條件的任務(wù)進(jìn)行派工,并打印派工單。

    (4)任務(wù)反饋。通過對車間任務(wù)完成情況的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)動(dòng)態(tài)顯示出工作計(jì)劃和完工情況,提供工件在任意時(shí)刻的位置及其狀態(tài)信息。其中狀態(tài)信息包括:誰在加工工件、原料供應(yīng)者、批量、批次號(hào)、當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)、質(zhì)量情況以及與產(chǎn)品有關(guān)的其它信息。

    (5)工裝、夾具、刀具、量具和輔料管理。對工裝 、夾具、刀具、量具和輔料進(jìn)行需求計(jì)劃及有效性管理,實(shí)現(xiàn)在車間范圍內(nèi)的參數(shù)和壽命管理和統(tǒng)一調(diào)配,縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間,降低占有量,提高利用率,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。

    (6)MBOM管理。根據(jù)制造過程的需要,建立和維護(hù)制造數(shù)據(jù),包括MBOM、ROUTE、工時(shí)定額等,支持工藝臨時(shí)調(diào)整,對零件的工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)、物料項(xiàng)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地組織和進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)管理。

    (7)物料管理。對車間任務(wù)進(jìn)行零組件的MRP運(yùn)算,將上級(jí)下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)劃轉(zhuǎn)化為具體物料清單;管理與車間生產(chǎn)任務(wù)相關(guān)的物料短缺,對物料的有效性進(jìn)行校核,并對物料超越事件進(jìn)行管理;利用物料條碼進(jìn)行在制品的管理與追蹤。

    (8)設(shè)備人員管理。支持設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理,支持工作中心、工作中心日歷和工作中心間替代關(guān)系的定義、維護(hù)及工作中心或設(shè)備的利用情況;提供人員基本信息的管理,可以方便管理設(shè)備、工作中心、人員關(guān)系;支持操作許可證管理。

    (9)統(tǒng)計(jì)、分析、報(bào)表和查詢管理。系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)管理要求生成各種統(tǒng)計(jì)、分析和報(bào)表,分配給具體用戶,由專門的管理人員制定各種報(bào)表,并可根據(jù)要求添加、刪除和更改;生產(chǎn)部門和車間主管領(lǐng)導(dǎo)可以進(jìn)行查詢,實(shí)時(shí)監(jiān)督和管理車間生產(chǎn)進(jìn)度。

5 MES系統(tǒng)應(yīng)用效果

    MES系統(tǒng)目前已實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)進(jìn)度日計(jì)劃編制和滾動(dòng),特別是系統(tǒng)提供的有限能力計(jì)劃功能,可以第一時(shí)刻發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)問題,及時(shí)采取有效措施,提高了設(shè)備利用率,杜絕了漏項(xiàng)和漏排,較大提高了計(jì)劃的有效性和生產(chǎn)效率。

    系統(tǒng)建立的按不同時(shí)段的計(jì)劃下達(dá)、調(diào)度安排、工段派工的模式,在提高生產(chǎn)計(jì)劃有效性的同時(shí),強(qiáng)化了生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的嚴(yán)肅性,改善生產(chǎn)管理流程,使生產(chǎn)運(yùn)行更高效。

6 結(jié)語

    MES系統(tǒng)融合信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,它的實(shí)施有效保證了企業(yè)科研生產(chǎn)的生產(chǎn)周期。任何一個(gè)系統(tǒng)若不能很好的與其他系統(tǒng)集成,勢必將成為信息孤島。因此,需要結(jié)合精益制造、JIT思想等先進(jìn)理論,做好MES系統(tǒng)與ERP、PDM、CAPP等系統(tǒng)的集成工作,同時(shí)加強(qiáng)信息系統(tǒng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化工作,為企業(yè)生產(chǎn)信息的集成共享,構(gòu)建精益化制造體系奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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本文標(biāo)題：淺論MES/ERP系統(tǒng)在航空制造企業(yè)車間的應(yīng)用

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