于 雄，黃 欣

(湘電集團(tuán)有限公司信息中心，湖南 湘潭 411101)

基于PDM的離散型制造企業(yè)MES工藝管理研究

于 雄，黃 欣

(湘電集團(tuán)有限公司信息中心，湖南 湘潭 411101)

針對(duì)多數(shù)離散行業(yè)工藝粗放的弊病，在現(xiàn)有PDM基礎(chǔ)上構(gòu)建了MES集成模型，并闡述了該模型中物料在MES內(nèi)的工藝生成流程，最后對(duì)MES中的工藝變更、工藝版本管理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

離散行業(yè)；工藝；PDM；MES

近年來(lái)，在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，客戶、市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，一系列新型的生產(chǎn)模式如BTO(面向訂單生產(chǎn))、JIT(Just In Time)應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)引入MES加強(qiáng)車(chē)間信息化，提升企業(yè)生產(chǎn)管理成為了不少企業(yè)的首要選擇。眾所周知，MES并不是一個(gè)能夠獨(dú)立存在的系統(tǒng)，它需要從上層管理系統(tǒng)中接收工作計(jì)劃和數(shù)據(jù)資源，如ERP。然而，實(shí)施ERP是一項(xiàng)深刻的管理革命，也是一場(chǎng)耗資大、實(shí)施周期長(zhǎng)、涉及面廣的系統(tǒng)工程。受各方面因素的影響，很多離散型中小企業(yè)沒(méi)有完整的ERP，其信息系統(tǒng)往往只是擁有ERP中一個(gè)或多個(gè)模塊的功能。這些企業(yè)由于缺乏上層有效的基礎(chǔ)信息支持，要實(shí)施MES，建設(shè)車(chē)間信息化工程，其難度是毋庸置疑的。同時(shí)，很多離散型制造企業(yè)往往產(chǎn)品種類(lèi)多、批量小，同種產(chǎn)品的不同訂單在設(shè)計(jì)工藝上也經(jīng)常有改動(dòng)，加之很多企業(yè)忙于應(yīng)付市場(chǎng)需求，導(dǎo)致工藝管理粗放、工藝紀(jì)律松弛，上層的工藝數(shù)據(jù)難以有效指導(dǎo)生產(chǎn)管理。因此，在這些企業(yè)中實(shí)施MES難上加難。本文以國(guó)內(nèi)某離散型制造企業(yè)為研究對(duì)象，在其現(xiàn)有PDM基礎(chǔ)上構(gòu)建MES集成模型，充分利用現(xiàn)有信息資源，實(shí)現(xiàn)MES工藝的高效便捷管理，從而指導(dǎo)車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)制造[1]。

1 MES集成模型

該企業(yè)按工號(hào)組織生產(chǎn)，每個(gè)工號(hào)對(duì)應(yīng)一種產(chǎn)品，由各個(gè)車(chē)間分工協(xié)作完成生產(chǎn)。所有產(chǎn)品都在PDM中進(jìn)行管理，PDM集成了CAD和CAPP，生成產(chǎn)品BOM和BOM節(jié)點(diǎn)上各個(gè)自制圖號(hào)的工藝信息。由于沒(méi)有實(shí)施ERP，該企業(yè)部署了一個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)管理各個(gè)月度的生產(chǎn)計(jì)劃，并由計(jì)劃員按月下發(fā)給各個(gè)下屬車(chē)間。圖1所示是該企業(yè)的MES集成模型。

圖1 MES集成模型

圖1中，生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃信息主要有生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)數(shù)量、交貨時(shí)間等，而PDM能夠提供給MES的有產(chǎn)品的BOM、各種零部件的工藝路線以及生產(chǎn)這些零部件的工藝信息。通過(guò)與PDM和生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)的集成，各車(chē)間MES能夠獲得制造BOM信息、制造工藝信息和月度生產(chǎn)計(jì)劃，然后在MES中形成車(chē)間的零件計(jì)劃和零件制造工藝，最終由車(chē)間計(jì)劃調(diào)度人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)能力和進(jìn)度安排生產(chǎn)。

2 MES制造工藝生成流程

由于客戶、市場(chǎng)、產(chǎn)品本身等各種因素的影響，訂單涉及的產(chǎn)品會(huì)經(jīng)常改動(dòng)，設(shè)計(jì)工藝部門(mén)為了不延誤交貨期，提高響應(yīng)速度，往往直接下發(fā)更改文件給生產(chǎn)部門(mén)；另外，該企業(yè)PDM的工藝較為粗放，不能直接作為MES生產(chǎn)制造工藝指導(dǎo)車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，需要車(chē)間技術(shù)人員補(bǔ)充細(xì)化工藝[2-4]。綜上所述，MES制造工藝生成流程如圖2所示。

圖2 MES制造工藝生成流程圖

圖2中，MES首先根據(jù)物料圖號(hào)從PDM二維數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢?cè)撐锪献钚鹿に嚢姹咎?hào)和工藝信息，轉(zhuǎn)換成MES工藝信息后填充至MES數(shù)據(jù)庫(kù)，然后由車(chē)間技術(shù)人員補(bǔ)充完善該物料的其他工藝信息(包括設(shè)計(jì)、工藝人員下發(fā)的設(shè)計(jì)工藝更改文件)，最后在MES中保存該物料與PDM對(duì)應(yīng)的工藝版本和詳細(xì)工藝信息[5]。只要設(shè)計(jì)、工藝人員未對(duì)該圖號(hào)進(jìn)行變更，那么該圖號(hào)的工藝信息將在下次的生產(chǎn)過(guò)程中被直接利用。

3 MES工藝版本管理

3.1工藝變更

工藝變更有2種情況：產(chǎn)品工藝升級(jí)變更、訂單特殊需求變更。針對(duì)第一種變更，PDM中會(huì)進(jìn)行物料的工藝版本升級(jí)，之后，MES中會(huì)相應(yīng)得到升級(jí)提示，并由車(chē)間技術(shù)人員根據(jù)PDM升級(jí)版本及時(shí)更新MES版本，具體流程如圖3所示。

圖3 MES工藝版本升級(jí)流程圖

圖3中，物料在PDM中只保留一個(gè)有效的工藝版本，而MES中的工藝版本每次升級(jí)后都進(jìn)行版本號(hào)的累加，因此在進(jìn)行版本升級(jí)校驗(yàn)時(shí)，只需將物料在MES中的最高版本與PDM當(dāng)前有效版本進(jìn)行比對(duì)。

針對(duì)第二種變更，設(shè)計(jì)、工藝人員通常是下發(fā)技術(shù)更改文件至生產(chǎn)車(chē)間，然后由車(chē)間技術(shù)人員篩選出來(lái)，并掛載至訂單對(duì)應(yīng)工號(hào)下，車(chē)間班組操作人員在進(jìn)行該訂單的生產(chǎn)時(shí)，可以直接查看掛載的技術(shù)更改文件。

3.2工藝版本管理

隨著產(chǎn)品工藝的不斷改進(jìn)，以及MES應(yīng)用的逐漸深入，MES中物料的工藝版本會(huì)越來(lái)越多，下面主要從增、刪、改、查4個(gè)方面對(duì)工藝版本的管理進(jìn)行分析。

增：MES中物料的工藝信息源頭是PDM，只有PDM中存在某物料的工藝信息，才能在MES中生成與其對(duì)應(yīng)的工藝版本，工藝版本隨著PDM中物料工藝信息的更新而升級(jí)，每次工藝升級(jí)，MES中版本號(hào)加一。

刪：如果MES中某一物料的工藝版本太多，將直接影響車(chē)間技術(shù)人員的工藝版本使用。因此，對(duì)于那些目前未被引用，且以后也不會(huì)被引用的老舊落后的工藝版本，可以將它們直接刪除掉(為了以后工藝版本追溯，后臺(tái)并不實(shí)際刪除，而是處理成對(duì)普通用戶不可見(jiàn))。

改：一方面，車(chē)間技術(shù)人員在補(bǔ)充工藝信息過(guò)程中會(huì)存在失誤的情況，需要修正處理；另一方面，車(chē)間人員在當(dāng)前版本的工藝實(shí)踐中可能會(huì)總結(jié)出一個(gè)更優(yōu)的工藝方案，可以將該方案提交給工藝人員審核，審核通過(guò)，則替換掉當(dāng)前版本的老方案，從而使工藝部門(mén)和車(chē)間的工藝能力都得到提升。

查：每個(gè)工藝版本都帶有4個(gè)關(guān)鍵屬性，即圖號(hào)、MES工藝版本號(hào)、PDM工藝版本號(hào)和版本特征標(biāo)識(shí)。圖號(hào)和MES工藝版本號(hào)能夠標(biāo)識(shí)MES中唯一一個(gè)工藝版本，通過(guò)圖號(hào)的最大工藝版本號(hào)查到對(duì)應(yīng)的PDM工藝版本號(hào)，然后與PDM中該圖號(hào)的當(dāng)前有效版本進(jìn)行比對(duì)，可以校驗(yàn)MES中的物料是否需要進(jìn)行版本升級(jí)。版本特征標(biāo)識(shí)是對(duì)該版本的簡(jiǎn)要文字描述，主要用來(lái)幫助車(chē)間技術(shù)人員區(qū)分不同版本。通常情況下，將物料的最高工藝版本設(shè)置為該物料的默認(rèn)工藝版本，只要不做更改，下批訂單中該物料的生產(chǎn)將自動(dòng)引用該默認(rèn)版本進(jìn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

正常情況下，車(chē)間MES所接收到的來(lái)自上層的信息應(yīng)該是可以直接用于指導(dǎo)車(chē)間生產(chǎn)的制造相關(guān)信息，不管是PDM還是生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)，或者日后啟用的ERP，它們輸出給MES的內(nèi)容都應(yīng)該是完整的最終結(jié)果，而不是需要二次維護(hù)的中間過(guò)程產(chǎn)物。只有不斷完善上層工藝管理，將產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)做精做細(xì)做完整，才能徹底解除車(chē)間的束縛，讓車(chē)間人員能夠?qū)Ｐ挠谏a(chǎn)制造，而不是同時(shí)成為產(chǎn)品制造工藝的實(shí)施者和二級(jí)維護(hù)者。

[1] 曾芬芳，陳萬(wàn)領(lǐng)．工藝管理系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)集成的研究和應(yīng)用[J]．機(jī)械制造與研究，2010，39(2)：95-98.

[2] 陳燕鳳．淺談制造型企業(yè)制造過(guò)程控制[J]．裝備制造技術(shù)，2012(5)：137-139.

[3] 王懷明，王太勇，郭曉軍．工程機(jī)械制造企業(yè)集成化工藝系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[J]．制造業(yè)自動(dòng)化，2010，32 (10)：57-62.

[4] 周慧秀，單聯(lián)潔，李來(lái)琦，等．用MES系統(tǒng)創(chuàng)建共性工序庫(kù)的方案探討[J]．國(guó)防制造技術(shù)，2010(4)：46-48.

[5] 夏先成，張銘鑫，扈靜，等．面向裝配制造執(zhí)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理研究[J]．現(xiàn)代制造工程，2008(8)：31-34.

ResearchontheProcessManagementinDiscreteManufacturingEnterpriseMESBasedonPDM

YU Xiong, HUANG Xin

(Xiangtan Electric Manufacturing Co.，Ltd., Hunan Xiangtan, 411101, China)

In the light of extensive process shortages in most discrete industry, it istablishes a MES integrated model based on existing PDM. This model expounds the process generating flow of materials which is belonged to MES. It shows the detail about the process change and management of process version in MES.

Discrete Industry; Process; PDM;MES

10.3969/j.issn.2095-509X.2014.09.014

2014-05-13

于雄(1986—)，男，湖南湘潭人，湘電集團(tuán)有限公司工程師，碩士，主要研究方向?yàn)槠髽I(yè)信息化。

TH186;TP399

A

2095-509X(2014)09-0059-03