陳 偉，秦 忠，何雨潔

（云南國土資源職業(yè)學院，云南 昆明652501）

目前，鋼結(jié)構(gòu)有限公司已運用了ERP、OA等信息系統(tǒng)，但制造信息化工作還處于初步階段，在設(shè)計及變更、原材料（余料）管理、生產(chǎn)計劃編制、加工制造、在制品（成品）、人員工序工時管理等日常的運行管理仍然采用人工+紙質(zhì)的傳統(tǒng)管理方式，尤其是車間生產(chǎn)現(xiàn)場管理仍是黑箱作業(yè)，已無法滿足企業(yè)復雜多變的生產(chǎn)和公司跨越式發(fā)展的需要。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）就是為了能夠解決這一問題而提出來的。MES是面向執(zhí)行的工廠層信息系統(tǒng)，它作為生產(chǎn)與計劃之間信息紐帶，為ERP系統(tǒng)和控制系統(tǒng)提供關(guān)鍵聯(lián)接，使整個公司建立了從上至下的無縫銜接的網(wǎng)絡(luò)信息平臺，從而解決生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)執(zhí)行之間的“斷層”問題[1]。

1 公司制造管理信息化總體需求

根據(jù)多輪調(diào)研并與公司有關(guān)部門的交流溝通，了解公司制造管理信息化需求如下：①針對生產(chǎn)執(zhí)行現(xiàn)存的問題，對公司車間生產(chǎn)方案的編制、變更、調(diào)度流程以及生產(chǎn)能力計算流程進行設(shè)計和優(yōu)化，提出解決方案；②針對車間管理作業(yè)現(xiàn)存的問題，對調(diào)度、下料、派工、配置及工序中轉(zhuǎn)檢驗等流程進行優(yōu)化設(shè)計，并提出解決方案；③針對企業(yè)各部門及人員所需報表的管理需求，提供報表解決方案；④針對庫存管理的需求，實現(xiàn)對原材料庫存及余料的管理。

針對以上分析，提出系統(tǒng)的設(shè)計思想、數(shù)據(jù)采集和整體實現(xiàn)架構(gòu)，并構(gòu)建MES的系統(tǒng)平臺，對人員、使用權(quán)限、應用功能等基礎(chǔ)模塊提出實施方案。

2 MES系統(tǒng)方案設(shè)計

制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是一種面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)，近十多年來發(fā)展非常迅速。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）位于公司上層生產(chǎn)計劃和底層工業(yè)控制之間[2]，是面向車間層的管理系統(tǒng)。

2.1 總體業(yè)務流程

鋼結(jié)構(gòu)有限公司生產(chǎn)過程信息化系統(tǒng)是以項目執(zhí)行過程為主線，支持生產(chǎn)計劃執(zhí)行管理、材料入庫管理、余料倉庫管理、車間在制品管理，最終支持項目執(zhí)行全過程的跟蹤和管控，實現(xiàn)公司核心競爭力和現(xiàn)代化管理水平的不斷提高，其總體業(yè)務流程如圖1所示。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)公司MES系統(tǒng)總體業(yè)務流程圖

2.2 系統(tǒng)功能模塊

鋼結(jié)構(gòu)有限公司生產(chǎn)過程信息化系統(tǒng)由項目訂單管理、庫房管理、生產(chǎn)管理、條碼管理、執(zhí)行管理、在制品管理、人員工時管理、系統(tǒng)應用基礎(chǔ)管理8個子系統(tǒng)構(gòu)成，每個子系統(tǒng)又包含若干功能單元，如圖2所示[3]。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)公司MES功能模塊結(jié)構(gòu)圖

2.3 公司網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)合公司的生產(chǎn)規(guī)模、領(lǐng)導和員工對制造信息化的需求，需要選擇性能較好的網(wǎng)絡(luò)平臺對公司的網(wǎng)絡(luò)進行總體設(shè)計。該平臺包括拓撲圖的設(shè)計、互聯(lián)軟件和各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。通過需求分析，系統(tǒng)總體部署方案如圖3所示。該MES系統(tǒng)以WEB服務器為主體，利用交互式信息進行生產(chǎn)制造過程中實時數(shù)據(jù)的處理。

網(wǎng)絡(luò)最底端是連接信息交互設(shè)備的接口，即圖3中繪出的各車間信息采集與交互的設(shè)備。信息交互和數(shù)據(jù)采集設(shè)備收集的車間實時數(shù)據(jù)由TCP/IP協(xié)議傳送至服務器，供MES系統(tǒng)使用。

圖3 MES系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體部署方案圖

2.4 解決的重點及關(guān)鍵問題

2.4.1 庫存管理功能范圍界定

該庫存管理模塊主要由3部分構(gòu)成，分別為：原材料信息管理、余料信息管理、制品信息管理。

2.4.1.1 原材料信息管理

通過實現(xiàn)車間原材料庫存的電子化管理，庫存管理可支持管理人員實時查詢各原材料庫庫存信息，為管理人員調(diào)度提供原材料數(shù)據(jù)支撐。

2.4.1.2 余料信息管理

支持車間余料信息的錄入，實現(xiàn)了余料庫存信息的透明化，避免了由于信息反饋不及時或不透明引起的浪費，便于調(diào)度人員及時查詢余料信息進行排產(chǎn)調(diào)度，提高了余料的利用率，減少了余料的積壓和浪費。

2.4.1.3 制品信息管理

生產(chǎn)過程中物料交接記錄可幫助管理人員便捷查詢項目訂單下零部件在制品數(shù)量以及交接存放位置，減少人員針對在制品情況的溝通協(xié)調(diào)時間和搜尋時間，有效提高項目訂單執(zhí)行效率。

2.4.2 條碼使用范圍及方式

根據(jù)公司的生產(chǎn)流程及生產(chǎn)產(chǎn)品的特點，條碼的使用范圍及方式采用如下方案。

2.4.2.1 原材料條形碼的使用

對全部原材料全部使用條形碼進行管理，在入庫出庫時都要掃描條形碼。條形碼記錄原材料的型號、規(guī)格、材料、出入庫時間等信息。

2.4.2.2 在制品、余料不建議使用條碼

不推薦在制品、余料的生產(chǎn)過程中使用條碼，因為在生產(chǎn)產(chǎn)品的環(huán)節(jié)中，條碼很容易遭到污損，特別是在焊接、打磨等環(huán)節(jié)，因此，在生產(chǎn)過程中，推薦用平板電腦手工輸入。

2.4.2.3 最終產(chǎn)品條形碼的使用

完成最后工序且檢測通過后為產(chǎn)品貼上條形碼，只在出車間和入庫時掃描條形碼。條形碼記錄產(chǎn)品的型號、批次、生產(chǎn)時間及出入庫時間等信息。

2.4.2.4 掃描點的設(shè)置

庫房門口設(shè)置一處掃描點，在車間的進出口兩端設(shè)置掃描點，在物料、產(chǎn)品進出車間時掃描條形碼。

3 MES系統(tǒng)開發(fā)

基礎(chǔ)平臺是系統(tǒng)二次開發(fā)平臺的運行基礎(chǔ)，各種核心組件被有機集成，完成各個支撐系統(tǒng)開發(fā)的各種業(yè)務應用。項目所采用基于B/S（瀏覽器/服務器）架構(gòu)的HTK-eMES系統(tǒng)產(chǎn)品平臺，包括5大基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)，分別為統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)、電子表單系統(tǒng)、工作流管理系統(tǒng)、Portal門戶系統(tǒng)和信息門戶管理系統(tǒng)。含有多個子系統(tǒng)及功能單元，分別為計劃管理、任務管理、作業(yè)管理、物資管理、現(xiàn)場監(jiān)控、質(zhì)量管理、人力資源管理、設(shè)備管理、圖文檔管理、工模量具管理、報表中心、集成接口、系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理以及系統(tǒng)管理等多個子系統(tǒng)及功能單元。

系統(tǒng)可從生產(chǎn)計劃執(zhí)行、成本控制以及質(zhì)量管控3個方面全方位支撐公司精益生產(chǎn)體系下整個生產(chǎn)過程的精益化運行。

4 實施效果

計劃適應性得以增強：對于公司而言，生產(chǎn)計劃不僅具有了更明顯的可操作性，而且進一步提升了精準度和適應性，資源得到了靈活配置和有效利用。

產(chǎn)品質(zhì)量得以提高：產(chǎn)品的質(zhì)量控制從完工后檢驗轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)過程實時監(jiān)控，質(zhì)量跟蹤從最終排查轉(zhuǎn)變?yōu)榫_定位，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的逐步提高。

產(chǎn)品成本得以縮減：由于分步成本可以更為精確的核算，因此，公司能夠?qū)Ξa(chǎn)品的生產(chǎn)成本進行更加精準的把握和計算，同時也為降低生產(chǎn)成本指明了一條途徑，從事后核算可以逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榧磿r精細化核算。

工作績效得以量化：采用MES后，員工作業(yè)過程的數(shù)據(jù)可以實時獲取，公司不僅對生產(chǎn)現(xiàn)狀一目了然，而且對員工的工作績效有了詳細的量化考核。

精益生產(chǎn)基礎(chǔ)得以奠定：在制品的庫存由高轉(zhuǎn)低，提高了余料的管理利用率，為精益生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

MES系統(tǒng)是提升公司車間制造信息化管理水平的重要手段[3]。實施效果表明，MES系統(tǒng)不僅能為制造業(yè)生產(chǎn)過程信息化提供解決方案，而且也直接提高了公司的核心競爭力。公司的管理從分散、被動執(zhí)行轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一、主動實施，訂單的柔性化生產(chǎn)得到充分體現(xiàn)，使傳統(tǒng)的“黑箱”生產(chǎn)作業(yè)透明化，不僅提高了企業(yè)信息集成的程度，而且在很大程度上改善了各部門之間執(zhí)行生產(chǎn)計劃的協(xié)調(diào)性。