(WORD)-面向精密机械加工行业的车间制造执行系统的应用_图文.docx
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面向精密机械加工行业的车间制造执行系统的应用.
图文
面向精密机械加工行业的车间制造执行系
统的应用
摘要:
以经过高级图形化自动排产的生产计划任务为主线,根据车间数字化制造的实际业务流程的需要,通过MES相关模块与ERP系统、TDM系统进行系统集成,打通车间各业务环节的信息通道,使车间管理者及其他各个角色的职能人员能够通过协同制造平台实时获取所关注的生产信息。
确实做到第一时间反映计划排产的情况和实时反映现场执行进度;利用高级图形化自动排产系统,实现计划的快速排产,通过可视化、透明化、图形化的技术手段,为车间生产提供科学、可靠的生产计划;通过系统的能力平衡,完成对设备资源合理、均衡的调配,提高生产计划的准确性和可执行性;通过MES、ERP、TDM三个系统的无缝集成,完成对车间全闭环协同制造。
使传统的生产模式由推动式逐渐转变为拉动式生产。
关键词:
MES系统、高级图形化自动排产、全闭环协同制造、
1.引言对于制造业来说,生产计划的制订要依赖于市场和实际的作业执行状态,而不能完全以物料和库存汇报来控制生产。
对于离散型机械加工企业,计划的制订还要受上级部门的指标控制,基于实时生产和产品动态信息的了解对于决策者非常重要。
传统的生产管理根本就满足不了提供决策支持的需要。
同时,ERP软件主要是针对资源计划,这此系统通常能处理昨天以前发生的事情(作历史分析),亦可预计并处理明天将要发生的事件,但对今天正在发生的事件却往往留下了不规范的缺口。
而传统生产现场管理只是黑箱作业,这已无法满足今天复杂多变的竞争需要。
因此如何使黑箱作业透明化,找出任何影响产品品质和成本的问题,提高计划的实时性和灵活性,同时又能改善生产线的运行效率已成为每个企业所关心的问题。
离散型机械加工企业对于改善生产线的运行效率的需求尤为迫切。
耗资数亿的建设的生产线,如果不能发挥应有的效率和效益,必将对企业的发展带来困难。
可是如何发挥技改应有的效益呢?
通常人们都会想:
向管理要效益。
诚然,三分技术,七分管理。
然而面对这些现代化的生产线、高性能的设备以及越来越复杂的形势和环境,传统的管理方法于手段好像不再那么奏效。
现代企业的管理者已经明显意识到了信息、时间己成为几乎与企业人、财、物等资源并重的基本资源,并迫切需要了解生产经营过程基本的数据、信息和基于这此数据信息提供的决策支持。
于是各种信息化项目,包括与生产配套的信息系统和其它相对独立的管理信息系统都纷纷上马。
但是,很多企业的信息化项目并没有达到设计要求或期望的目标,对引进高尖端的设备的效益提升也并没有太多的促进。
从生产环节看,生产组织效率没有提高,工艺质量水平停滞不前,成本耗用没有降低,设备性能也无明显改善。
同时,上层管理信息系统山于缺乏最底层生产系统的数据支撑,应用效果也往往难尽人意。
可以说,生产信息系统的建设已成为企业信息化建设的瓶颈所在。
具体分析如下:
从生产制造环节看,现代工业企业部分虽已基本实现了基础自动化和过程自动化,但这些自动化系统都是以单元生产设备为核心进行检测与控制的,生产设备之间形成诸多“自动化孤岛”。
这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代化大生产的要求。
从经营管理层面看,企业ERP和其它管理信息系统本身难以与处于底层的工控系统进行接口,无法对生产数据进行自动管理。
而这些管理信息系在进行生产管理计划与决策分析时,大量依赖企业生产经营过程中产生的实际数据。
如果没有实际生产中产生的数据为基础,ERP是难以通过运算与分析得出令人信服的结果的,ERP等管理信息系统的应用效果就会大打折扣。
为了方便ERP系统运行,实际操作中不得不将大量的生产数据通过纸质报表传递,再由相关使用人员录入到管理信息系统。
从而形成这样的尴尬局面:
一方面,生产过程中产生了大量的控制与检测数据,可以以电子格式存放:
但不能自动传递到管理信息系统。
另一方面,管理信息系统大量需要这些生产数据。
只好以报表等方式将这些数据录、打印,以纸介质方式进行信息传递:
相关部门收到纸质报表后,手工进行数据录入。
同样,管理信息系统的生产计划等数据是生产中迫切需要的,也不能自动传递到生产控制系统中,而是通过纸质方式进行数据传递。
这种方式的弊端在于:
大量的数据在传递、重新录入过程中,有可能为操作者无意或者有意的出错,导致数据不准确:
由于数据通过人工方式进行传递,效率比较低下,得到的数据滞后于实际生产情况,严重影响基础数据的
实效性,其后果是导致管理信息系统不能及时准确对生产经营进行相关处理和决策,严重影响ERP的使用效果,甚至导致应用人员对ERP系统的不信任。
这种状况表明,企业信息化系统中,基础自动化与管理自动化之间还存在明显的数字鸿沟。
要健全和完善真正意义上的企业信息化系统,必须建立一个生产信息和管理信息之间的执行系统。
它基于底层的工业控制系统,连接上层的管理信息系统,既能满足现代制造业生产质量控制发展需要,能有效集成企业生产活动与经营活动,有效提高或改善企业运营效率。
传统的ERP系统缺点之一是执行功能弱,难以适应变化的需求(如订单的改变、设备故障突发事件等)。
此外,ERP还需扩展,与企业外部建立更紧密的联系,增加电子商务、供应链、客户关系管理等功能。
因此,建立计划层(企业上层ERP系统)和控制层(过程控制系统)之间的制造执行系统,加强生产调度指挥功能并与是必要的。
在离散机械加工企业,应用制造执行系统(MES)势在必行,
首先MES着重于整个生产过程的管理,主要是计划与调度管理、质量管理、设备管理和成本管理。
制造执行系统的建立可以计划层及时准确地提供数据和信息,解决计划层与生产过程自动化之间脱节的问题。
计划层系统主要是针对资源计划,通常处理昨天以前的事情(进行历史分析),或者预计并处理明天将要发生的事情,但对现在币在发生的事件却留下了缺口。
传统的生产管理形成“黑箱”作业,无法满足今天复杂多变的竞争需要。
而MES在计划层与控制层之间起到桥梁作用,能够将工作现场的实时数据及时反馈给计划层,并产生相关的管理报表,提供给决策者参考,使“黑箱”作业变得透明化。
2.系统建设背景
近年来,共享铸钢随着生产任务的不断增加,新产品研制周期和批量生产转换周期明显加快,要求企业大幅度缩短零件工艺技术准备周期和零件加工周期,对质量控制和成本控制也提出了更高的要求。
尤其在共享精密加工零件生产车间中,单纯依靠增加机床设备、扩大资源等方式来提高产能已经难以满足新的需求,同时,新的需求带来了企业制造管理方方面面的变革,上至制造企业、下至制造车间带来了系列的挑战:
1)如何提高制造过程快速响应?
2)如何有效提高数控设备综合应用效率?
3)如何实现产品数字化设计、制造一体化?
4)如何适应先进制造管理模式的要求?
制造业信息化走到今天,制造车间数字化已为制造企业所广泛认同,企业领导已经清醒地认识到:
制造技术的领先和制造过程高效管理是保持持续发展的关键。
为应对更加激烈的市场竞争及市场法则迫使我们必须以高效的内部运作和敏捷的制造响应能力去应对变幻莫测的市场。
在工厂的制造过程中,生产计划高效执行从某种意义上讲甚至比计划制订过程本身更加重要,虽然共享集团近年来投入大量的资金进行信息化建设,尽大程度的提高企业管理。
然而传统ERP系统的计划制订过程得不到有力支持(仅能依据市场需求及企业宏观资源、能力,而至关重要的车间执行层信息无法有效获取),强计划、弱执行的问题日渐突出。
为了更好地优化资源配置、优化生产过程的同时,实现车间执行、控制过程的高效管理和控制,共享精密加工有限公司与北京兰光创新科技有限公司合作,引进兰光公司企业MES系统,实现由上(ERP)至下(设备控制层)的信息集成,提高快速制造响应能力。
3.系统设计及功能描述
3.1系统设计
根据MES定位和功能,MES建设应遵循以下设计原则:
系统应遵循“实用、可靠、先进、经济、完整”的原则,突出实用性、
符合MES功能规范,确保系统的安全性和可扩充性。
系统要充分体现MES的实时性、执行性、集成性和可视性等特点。
方案设计应在:
生产计划调度、基础数据、车间管理、数据采集、统计
分析、物料跟踪和车间考核功能等方面展开。
系统设计应注重业务流程集成为主,总体规划,分步实施。
建成的系统
应达到以下目标:
建成一个统一的生产指挥调度平台;通过关键点的数据采集提供整个生产过程的数据分析:
实现以数据采集为基础的车间考
核功能;提供质量的在线跟踪控制和预警提示;实现与已有系统的无缝集
°
3.1.1信息系统集成
各信息系统集成
与TDM集成:
MES系统将高级排产分解后的生产计划同步到TDM系统,同工
TDM将加工反馈信息写入MES系统中。
与ERP集成:
包括与铸钢、精工ERP的集成,人员、设备、物料、工艺过程、
生产计划信息MES系统要从ERP中获取,同时MES系统要将排产时间和完工信息反馈到ERP系统中去。
通过MES系统的集成,实现各系统间数据的共享,不仅保证了数据保持唯一性,并且使车间数据流转更加实时准确。
系统。
修改ERP系统的计划时间。
生产排产信息自动传递到TDM系统,在TDM系统中每一个工步报工后通过自动触发将数据反馈至MES系统中,实现MES系统的报工;TDM系统确定返修信息、报废结果通过自动触发将数据反馈至MES系统中,并在精工ERP中重新建立返修、补废计划,在MES系统中重新排产。
通过ERP、MES、TDM系统之间的信息传递,把销售订单通过ERP转化成厂级实时同步到MES系统中,再经过高级排产分解为车间级计划并且细化到每一道工序、每一个设备、每一个操作人员,使车间生产达到精细化的管理。
3.2系统模块组成及功能描述
3.1.1系统模块功能简图
共享精工MES系统需实现的内容可以分为以下4个方面:
基础数据、高级排产、协同制造平台、ERP'TDM系统集成,这四个部分是一个有机整体。
3.2.2.2MES系统一基础数据模块
1)能够按部门,按人员分配系统操作权限,配置人员角色及所属权限组
等信息,真正做到各司其职;
2)通过工厂日历可定义法定节假日、每天的工作时间、每周的工作时
间,并将工作日历模板与设备进行对应;
3)通过系统集成,读取设备信息,也可在本模块中进行设备信息维护,
将机床进行分组管理;
4)通过系统集成,读取人员信息,也可在本模块中方便设置各人员基本信息、可操作的机床等;
5)系统可提供用户操作日志,日志内容包括:
用户的基本信息(登录帐号、
所属部门)和各用户系统登录后操作的具体事件记录及失败日志、历史报告信息。
3.3.3MES—APS高级排产
图形化排产界面
通过兰光MES高级排产的工序逻辑约束和资源能力约束,物料和工序流程紧密联结,各种优化规则,计算最早可能开始时间和最迟可能开始时间,计划排产考虑柔性(缓冲),考虑最小库存(成本约束),考虑非确定流程和统计,考虑多种优化方案的比较分析等优势。
同时兰光MES高级排产具有按交货期、精益生产、生产周期、装夹优先等多种排产方式,最大程度地满足各类复杂的排产要求。
通过系统优化,可按照企业生产任务、设备、人员、资源等实际情况,将ERP宏观计划细化到每一工序、分解到每台设备上,精确到每一分钟,最大程度地帮助企业实现精益生产。
兰光MES高级排产系统主要解决“在有限产能条件下,交期产能精确预测、工序生产与资源供应最优详细计划”的问题。
高级计划排产系统制定合理优化的详细生产计划,并且还可以将实绩与计划结合,接收MES
制造执行系统或者其他
工序完工反馈信息,从而彻底解决工序生产计划与资源需求计划难做的问题。
兰光MES高级排产系统是企业实施JIT精益制造系统的最有效工具。
图形化看板能方便地查看每台设备每天的工作计划,计划每天开始时间、结束时间,机床准备时间。
用户可对时间情况进行手工用鼠标拖拽调整机床的生产计划和对订单工序进行编辑。
与传统手工排产相比较,不仅节约大量的时间,并可通过排产对未来生产计划及车间加工能力进行有效地评估。
3.4.3TDM系统
查看生产任务
工人完工反馈界面
通过MES派工,当工人登录TDM
系统时,可清晰查看目前及将来所需要加
工的所有生产任务。
并且在完工界面进行完工反馈,同时把相关信息反馈到相应的功能模块,使各业务部门能够查看到相应任务并进行作业。
3.2.4MES系统一协同制造
3.2.4.1生产准备
通过与ERP系统的有效衔接,MES根据高级排产所排结果,生产物料、刀具等与生产相关信息是否准备完成根据排产结果结合每种物料的库存情况自动完成反馈,该物料的库存能够满足到哪一个生产任务,到哪一个生产任务缺料,自动分析。
如果库存不足则显示准备未完成,并且可以查看每个任务所需物料的明细及库存。
为计划员是否可以派工提供有效的数据保障。
3.2.4.2生产进度查询
计划实际生产进度对比
零件生产进度显示
4.结束语
共享集团精工工厂MES项目建设主要是以经过高级图形化自动排产并得到审核的生产计划任务为主线,根据车间数字化制造的实际业务流程的需要,通过MES相关模块与ERP系统、TDM系统进行系统集成,打通车间各业务环节的信息通道,
使车间管理者及其他各个角色的职能人员能够通过协同制造平台实时获
取所关注的生产信息。
通过MES项目的建设,将全力打造一个高效的、实用的、整合的数字化车间制造执行系统。
消除生产制造执行过程中的信息壁垒,使MES系统与ERP、TDM系统进行无缝集成,确实做到第一时间反映计划排产的情况和实时反映现场执行进度;利用高级图形化自动排产系统,实现计划的快速排产,通过可视化、透明化、图形化的技术手段,为车间生产提供科学、可靠的生产计划;通过系统的能力平衡,完成对设备资源合理、均衡的调配,提高生产计划的准确性和可执行性;在数字化车间总体业务流程的指导下,通过MES、ERP、TDM三个系统的无缝集成,完成对车间制造的全闭环协同。
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