摘 要：本文闡述了航天制造行業(yè)的特點，和對信息化及MES系統(tǒng)的需求，以及MES系統(tǒng)在航天制造行業(yè)應用時應具備的幾大特征。

關鍵詞：MES；信息安全；業(yè)務流程閉環(huán)；三維工藝；業(yè)務協(xié)同；硬件集成

中圖分類號：F426.8

1 航天制造業(yè)生產管理現(xiàn)狀及信息化需求

近些年來，隨著航天產品復雜程度越來越高、對交付期的要求也越來越短，客觀上對企業(yè)的快速響應制造能力提出了更高的要求。其主要表現(xiàn)在：（1）企業(yè)管理要求高。企業(yè)面臨研制與批量生產交叉并舉、加工時間緊、任務重、生產計劃管理復雜等嚴峻局面。需要大量的知識積累和高要求的企業(yè)管理機制；（2）產品復雜。航天產品結構與制造工藝復雜，產品零部件種類繁多，制造過程所需工裝夾器具種類繁多，對產品設計與工藝設計要求較高。需要有統(tǒng)一、規(guī)范的工藝、質量控制指令，以指導現(xiàn)場生產作業(yè)；（3）業(yè)務協(xié)同緊密。產品設計-工藝設計-工裝-配送-制造-質量交檢-發(fā)運物流等業(yè)務協(xié)同緊密，需要有對現(xiàn)場制造過程進行監(jiān)控、跟蹤以及對計劃進行調控的手段。希望能夠對訂單執(zhí)行進度進行跟蹤；（4）變更頻繁。產品變更頻繁，包括設計產品變更、工藝變更、零部件變更等，典型的邊設計、邊制造、邊修改，需要增加內外部協(xié)調的手段與機制。

由于上述特征的存在，很多企業(yè)已經認識到實施信息化的重要性，也陸續(xù)建立了ERP、PLM、CAPP、CAD、OA等信息化系統(tǒng)，信息技術正在航天企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著巨大的作用。但基于企業(yè)車間層面的信息化過程管理仍處于空白，主要體現(xiàn)在：（1）產品設計。產品設計的圖紙及工藝路線、工裝、各種定額設計等都代表了企業(yè)的核心能力，設計BOM向制造BOM的自動轉換是衡量企業(yè)水平能力的標志；（2）生產計劃。企業(yè)任務量大，生產任務在一定時間內安排不科學，造成車間加工任務具有時間上的不均衡；另外，還存在設備間任務的不均衡，造成生產過程中資源的臨時性缺乏，出現(xiàn)“瓶頸”現(xiàn)象，導致生產過程中設備負荷不均，使得生產資源很難充分利用，造成了生產的“浪費”；（3）數據采集。自動化程度普遍低，自動采集困難。工時、完工報產等情況基本上還是以手工上報為主。需要結合條形碼、RFID、DNC、MDC等采集手段；（4）現(xiàn)場管理。沒有面向車間制造管理系統(tǒng)支撐手段，對于計劃下達后的執(zhí)行情況、訂單跟蹤情況、物料使用情況、設備運行狀態(tài)、生產成本、質量情況等等，統(tǒng)統(tǒng)不能及時掌握，造成生成現(xiàn)場“黑箱”情況；（5）信息集成。航天制造企業(yè)是信息流變化形態(tài)最多的企業(yè)之一，如何將各種形態(tài)不同的如設計圖紙、工藝數據、質量數據、計劃數據、制造數據等集成起來，保證數據不落地、自動流轉，這是企業(yè)的一個難點。

基于以上這些問題，企業(yè)需要實施符合航天企業(yè)特性的生產過程管理（MES）系統(tǒng)。

2 MES系統(tǒng)介紹

由美國制造研究機構AMR（Advanced Manufacturing Research）在20世紀90年代提出的，AMR將MES定義為“位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)”。MES的本質是一套生產現(xiàn)場的綜合管理集成系統(tǒng)，在信息化系統(tǒng)中具有承上啟下的作用。

3 MES系統(tǒng)在航天業(yè)的5個關鍵特征

在航天制造企業(yè)里，MES系統(tǒng)應該具備以下5大關鍵特征。

3.1 符合航天安全規(guī)范的系統(tǒng)平臺。需符合航天信息標準安全管理體系規(guī)范，包括有三員分制管理，密級管理，安全審計管理，數據存儲加密傳輸，數據庫備份、身份識別、訪問控制等相關信息安全。

3.2 以計劃為源頭，完整的閉環(huán)管理體系。采用信息閉環(huán)管理體系，以設計數據、工藝數據為基礎，對生產計劃數據，生產過程數據、質量數據進行科學排產、采集和監(jiān)控，把相關過程數據進行分析統(tǒng)計，再根據統(tǒng)計分析的數據對生產計劃進行有效安排和修正，形成信息流閉環(huán)管理。

3.3 可視可控化的三維工藝現(xiàn)場執(zhí)行管控?，F(xiàn)場三維工藝數字模型現(xiàn)場應用，減少現(xiàn)場生產過程中由于二維圖紙工藝描述不直觀準確帶來的影響；系統(tǒng)對生產過程中的海量實時數據和大量分散的數據進行分析加工處理，實時展示，實現(xiàn)生產現(xiàn)場全透明，對異常情況進行報警提醒。管理人員能直觀了解生產現(xiàn)場的計劃安排，生產過程進度，生產質量檢驗等相關情況，便于監(jiān)控、對比、分析、跟蹤、反饋，有利于把握生產全過程狀況，及時甚至提前對現(xiàn)場出現(xiàn)的問題進行應急處理。

3.4 全面完整的質量管理理念。以全面質量管理為理念，通過質量策劃，制定所有生產過程的質量標準，確保所有生產質量的一致性；質量跟蹤和檢驗，質量判定，質量分析等過程全面將航天產品控制要求轉換成廠內生產加工過程的質量控制要求。實現(xiàn)對關鍵業(yè)務過程的實時監(jiān)控，實現(xiàn)質量體系審核業(yè)務過程的系統(tǒng)化管理，支持質量管理體系運行評價和改進決策。

3.5 集成統(tǒng)一的協(xié)同制造。系統(tǒng)應從頂層開始自上向下的進行設計，尤其是統(tǒng)一生產代碼體系、統(tǒng)籌功能分層、采用統(tǒng)一和規(guī)范的數據結構和存取方式、共同的事件和通報模型，實現(xiàn)從CAPP系統(tǒng)、ERP等系統(tǒng)到MES系統(tǒng)、數控系統(tǒng)的自然延伸和數據的無縫流轉。

3.6 豐富的多種硬件集成方案。借助先進的多種硬件集成方案，如多屏電腦、現(xiàn)場觸控大屏、手持PAD電腦、工作證刷卡簽署、觸控一體機、數控機床聯(lián)、機器人聯(lián)網、自動化貨柜等技術，對生產執(zhí)行過程中的人、機、料、法、環(huán)進行全方位、一體化管理。

4 結束語

在我國航天事業(yè)飛速發(fā)展的今天，企業(yè)實施MES信息系統(tǒng)管理已經成為必然的趨勢。通過MES系統(tǒng)對生產過程中從計劃任務到產品發(fā)貨的全生命周期管理與監(jiān)控已經成為必然，這對企業(yè)進行精益化生產，提高企業(yè)管理效率和經濟效益有著非常重要的長遠意義。

參考文獻：

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作者單位：北京神舟航天軟件技術有限公司，北京 100094