智能制造的核心是提高工廠整體運(yùn)營管理水平，通過自動(dòng)化和信息化實(shí)現(xiàn)從客戶到工廠到上游供應(yīng)商的整個(gè)供應(yīng)鏈的精益管理智能車間的核心是提高產(chǎn)品生產(chǎn)整體水平、提高生產(chǎn)管理能力，產(chǎn)品質(zhì)量、客戶需求導(dǎo)向的及時(shí)交付能力。

    企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，從智能車間擴(kuò)展到智能工廠，最后實(shí)現(xiàn)智能制造，是實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”的必經(jīng)之路。西門子、海爾的智能工廠需要強(qiáng)大的資金和一定的管理經(jīng)驗(yàn)沉淀，并不適于所有中國企業(yè)。中國的絕大部分企業(yè)目前由于各種原因不可能一簇而就地實(shí)現(xiàn)智能制造，不能急功近利，盲目跟風(fēng)。 企業(yè)只有先從細(xì)節(jié)、從計(jì)劃體系入手，腳踏實(shí)地的根據(jù)各自工廠的特色，通過打造智能車間，改善實(shí)際生產(chǎn)問題，再循序漸進(jìn)的整合全工廠的供應(yīng)鏈和物流系統(tǒng)，不斷挖掘潛力，方能逐步達(dá)到智能制造的目標(biāo)。

一、離散型制造業(yè)的管理難點(diǎn)

    在工廠和車間的管理中，離散型制造企業(yè)生產(chǎn)過程是斷續(xù)的，生產(chǎn)工藝路線隨零件不同而不同，零件品種規(guī)格多，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得生產(chǎn)調(diào)度十分困難。

    離散型制造企業(yè)的計(jì)劃排程和MES是制造業(yè)信息化的一個(gè)最為艱難的業(yè)務(wù)方向，也是國內(nèi)制造業(yè)亟待改善、提升的短板領(lǐng)域。它直接影響到制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)及企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的提升，是目前國家實(shí)施“中國制造2025”戰(zhàn)略的一個(gè)難點(diǎn)領(lǐng)域。 離散制造業(yè)因具備下列特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)MES的難度較大。

    (1) 生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度困難

    生產(chǎn)計(jì)劃的不準(zhǔn)確性嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)效率，延長了裝配制造的前置時(shí)間。生產(chǎn)管理部門一直無法計(jì)算動(dòng)態(tài)“漂移”的產(chǎn)能瓶頸，無法計(jì)算、區(qū)分生產(chǎn)批量和轉(zhuǎn)運(yùn)批量。

    (2) 生產(chǎn)管理內(nèi)容繁雜

    每天都有海量的自制件在各車間周轉(zhuǎn)，難于依靠人腦動(dòng)態(tài)測(cè)算和排程。

    安排大量人力跟蹤零件，收效甚微，各種方法措施一直都處于被動(dòng)應(yīng)付的局面。

    各類質(zhì)量問題較多，同一問題反復(fù)出現(xiàn)，沒有一套能防患于未然的質(zhì)量管理方法。

    舊版的圖紙或工藝程序沒有及時(shí)回收或修改，因此而產(chǎn)生報(bào)廢的情況屢屢發(fā)生。

    很少有數(shù)據(jù)能反應(yīng)車間管理人員的工作績效，無法動(dòng)態(tài)地了解管理人員的工作量，不能持續(xù)性的開展績效管理工作。

    (3) 底層自動(dòng)化程度差別大

    對(duì)于多品種機(jī)械加工車間，車間由數(shù)控單機(jī)加若干普通機(jī)床構(gòu)成，有的鉚焊車間基本上是手工作業(yè)，沒有底層自動(dòng)化可言。MES與底層控制系統(tǒng)的集成因?yàn)樵O(shè)備的千差萬別使集成接口非常困難。

    (4) 系統(tǒng)集成非常困難

    MES與各類企業(yè)管理軟件的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，與生產(chǎn)計(jì)劃管理、成本管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、績效管理等有著千絲萬縷的聯(lián)系，集成的難度可想而知。

二、OPT-MES的四個(gè)主要功能界面

    OPT-MES的OPT是一種最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)的簡(jiǎn)稱。它是以色列物理學(xué)家哥德拉特（Eli Goldratt）上世紀(jì)末提出的一種最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)，是繼MRP和JIT之后出現(xiàn)的又一項(xiàng)組織生產(chǎn)的新方式。 它超越其他軟件表面上的概念、功能、特點(diǎn)，以算法的執(zhí)行效果作為判斷自身價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)。OPT-MES的四個(gè)主要功能如下：

    (1) 高級(jí)自動(dòng)排產(chǎn)

    OPT-MES建立了基于約束和資源的高級(jí)自動(dòng)排產(chǎn)數(shù)學(xué)模型�？梢詰�(yīng)對(duì)隨時(shí)變化的生產(chǎn)任務(wù)和漂移的產(chǎn)能瓶頸，結(jié)合工時(shí)節(jié)拍、人力等資源，自動(dòng)排定每道工序的預(yù)計(jì)完成時(shí)間，計(jì)算出自制件每道工序的最佳完成時(shí)間。 準(zhǔn)確地計(jì)算工序的開工時(shí)間、完工時(shí)間。直觀地把每個(gè)零件的每道工序自動(dòng)排到具體生產(chǎn)工序或加工設(shè)備上，達(dá)到了精益化生產(chǎn)的目的； 面對(duì)緊急訂單插單時(shí)，計(jì)劃可以秒級(jí)排程，并能鎖定排程結(jié)果，能夠隨時(shí)看出插單后對(duì)整個(gè)計(jì)劃的影響。

圖1 高級(jí)自動(dòng)排產(chǎn)

    (2) 生產(chǎn)過程管理

    通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和可視化界面，管理者可以隨時(shí)了解零件的即時(shí)位置和狀態(tài)。

    綠色:正常完成  紅色:異常完成  黃色:在制 白色:未生產(chǎn)

圖2 生產(chǎn)過程管理

    (3) 質(zhì)量管理和追溯

    可用掃碼實(shí)時(shí)采集或人工記錄操作機(jī)臺(tái)、工人、質(zhì)檢、委外單位、質(zhì)量、交期等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)�？梢栽诩庸で疤崆邦A(yù)警質(zhì)量控制重點(diǎn)零件，把質(zhì)量檢驗(yàn)從事后檢驗(yàn)改為事前預(yù)防。

圖3 質(zhì)量管理

    (4) 績效分析

    OPT-MES將生產(chǎn)任務(wù)拆分至工序級(jí)別，實(shí)時(shí)發(fā)布在各車間的“任務(wù)看板”上，強(qiáng)制車間執(zhí)行計(jì)劃任務(wù)。加強(qiáng)車間管理人員的工作責(zé)任心，把加班原因從“為加班”改為“為工作”，變被動(dòng)為主動(dòng)。  

圖4 績效分析

    自動(dòng)統(tǒng)計(jì)未按時(shí)完成的情況，配合工廠的管理制度，結(jié)合生產(chǎn)任務(wù)的完成情況對(duì)管理人員實(shí)現(xiàn)工作績效考核。

三、OPT-MES的優(yōu)勢(shì)

    OPT-MES的核心算法和數(shù)學(xué)模型是有別于APS和普通MES的最大亮點(diǎn)。它通過零件的工藝路線和工時(shí)定額，計(jì)算出負(fù)荷最高的機(jī)臺(tái)或工序，即為瓶頸資源，然后基于瓶頸的約束，按有限能力對(duì)瓶頸建立產(chǎn)品出產(chǎn)計(jì)劃，確保瓶頸前的非瓶頸設(shè)備均衡生產(chǎn)，減少加工批量和運(yùn)輸批量，從而可以減少提前期和自制品庫存，而同時(shí)又不讓瓶頸停工待料，滿足瓶頸上的產(chǎn)出率最大。

    OPT-MES可以用一個(gè)軟件系統(tǒng)替代APS和MES兩個(gè)系統(tǒng)，其算法的數(shù)學(xué)模型經(jīng)過拓展后，在自動(dòng)自動(dòng)排程中已經(jīng)形成以下眾多的排程方案：

    基于固定瓶頸的OPT方案

    基于漂移瓶頸的OPT方案

    基于交貨期的OPT方案

    基于委外加工的OPT方案

    基于裝配順序的OPT方案

    OPT-MES專注于復(fù)雜的制造排產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管理。整套系統(tǒng)自主研發(fā)，開發(fā)團(tuán)隊(duì)具有多年的車間生產(chǎn)和計(jì)劃管理經(jīng)驗(yàn)，本系統(tǒng)已在國內(nèi)某上市公司使用兩年時(shí)間，生產(chǎn)效率提升明顯，性價(jià)比要大大優(yōu)于國外的軟件系統(tǒng)。它的投資回報(bào)高，企業(yè)幾乎不需要做額外的投資，只是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)就可獲得超出想象的回報(bào)。

    OPT-MES適用于有復(fù)雜生產(chǎn)排程要求的“三高”（高成本、高交期、高庫存）類企業(yè)。優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面：

    (1) MES體系完整

    是一款成熟的MES軟件,定制化程度低，運(yùn)行穩(wěn)定。能適用于各類生產(chǎn)形式的車間。可視化操作界面具有良好的用戶體驗(yàn)感。

    (2) 可集成聯(lián)通，避開信息孤島

    與ERP、SCM等管理軟件的集成接口多，與底層控制系統(tǒng)和設(shè)備也同樣存在接口配置。重“聯(lián)物”輕“聯(lián)機(jī)”的條碼采集模式和手工錄入方式，既解決了數(shù)據(jù)源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的問題，又實(shí)現(xiàn)了最低成本的智能生產(chǎn)。

    (3) 通用性和可配置性高

    系統(tǒng)各個(gè)功能，已經(jīng)模塊化配置，擴(kuò)展性極強(qiáng)。適應(yīng)多種業(yè)務(wù)需求和流程的變化。

    (4) 智能化程度高

    形成計(jì)劃、執(zhí)行、反饋的閉環(huán)控制機(jī)制。能對(duì)影響計(jì)劃執(zhí)行的各種干擾因素進(jìn)行科學(xué)的預(yù)警和處理。 

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本文標(biāo)題：離散型中小企業(yè)智能車間MES管理系統(tǒng)

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