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MES系統(tǒng)軟件如何實現(xiàn)工廠無紙化生產(chǎn)?

來源:羅浮云計算(廣東)有限公司      時間:2021-03-29 17:48:29

  在工業(yè)4.0的推動下,制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)在越來越多的傳統(tǒng)制造企業(yè)中得到利用,作業(yè)管理工藝規(guī)程自動化正隨著數(shù)字化設計和制造水平的提升,將設計和工藝數(shù)據(jù)流應用于現(xiàn)場生產(chǎn),在離散型車間實現(xiàn)無紙化工藝得到越來越多的關注。


  MES無紙化技術基于已有的MES系統(tǒng),增加無紙化功能來實現(xiàn)生產(chǎn)文檔的自動高效傳遞和管理,采用大屏顯示對生產(chǎn)信息的可視化進行有效展示和監(jiān)控,配置可觸摸顯示終端配以解決可視化問題。這樣大大提高了工作效率,降低了成本,進一步提升了生產(chǎn)現(xiàn)場管理水平。


  無紙化生產(chǎn)是一種新的生產(chǎn)模式


  連續(xù)型生產(chǎn)實現(xiàn)無紙化生產(chǎn)主要是依賴自動化的流水線;離散型生產(chǎn)實現(xiàn)無紙化生產(chǎn)主要是依賴工人,需要工人能夠在無紙化環(huán)境中順利工作,其難度要大得多。在這種模式下,勢必需要改變工人在車間生產(chǎn)中的角色,工人是車間中唯一增值活動(即生產(chǎn))的主體,這點與醫(yī)院的外科大夫是相似的,增值最大化的結果是將大部分的生產(chǎn)管理者都逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)輔助人員,這點與醫(yī)院的護士是相似的。


  無紙化生產(chǎn)正在改變MES系統(tǒng)軟件的概念


  一般認為MES系統(tǒng)軟件是位于上層計劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間的、面向車間層的管理信息系統(tǒng),為操作人員、管理人員提供計劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等方面)的當前狀態(tài)的信息。MES系統(tǒng)軟件的信息集成對于企業(yè)的信息集成是具有決定性的。“紙”是信息交互的最傳統(tǒng)媒介,也是各孤島信息系統(tǒng)之間交換信息的主要途徑,因此可以認為,無紙化MES系統(tǒng)軟件不僅意味著生產(chǎn)模式的根本變革,還體現(xiàn)了整個企業(yè)信息系統(tǒng)集成的最高水平。


  無紙化MES系統(tǒng)軟件的功能框架


  無紙化MES系統(tǒng)軟件劃分為9部分:車間計劃管理、生產(chǎn)準備管理、工人現(xiàn)場作業(yè)管理、設備運行管理、質(zhì)量作業(yè)管理、可視化看板管理、工時管理、生產(chǎn)履歷管理和例外管理。


  無紙化MES系統(tǒng)軟件各部分具體功能:


  (1)車間計劃管理:接收ERP下達的車間訂單,將其分解為工序作業(yè)計劃,將作業(yè)任務派工到現(xiàn)場。這是傳統(tǒng)MES系統(tǒng)軟件 應當具備的功能。

  (2)生產(chǎn)準備管理:對工裝工具、車間二級庫存和在制品進行管理,根據(jù)工序作業(yè)計劃和派工的要求,將這些生產(chǎn)資源配送到現(xiàn)場。

  (3)工人現(xiàn)場作業(yè)管理:圍繞著工人門戶開展現(xiàn)場作業(yè),工人在工人門戶上接收工作指導書,報工序開完工,填寫加工和檢測記錄。從國外無紙化生產(chǎn)的應用來看,工人門戶和電子工作指導書是離散車間實現(xiàn)無紙化MES系統(tǒng)軟件的最關鍵因素。

  (4)設備運行管理:管理設備維修和保養(yǎng)過程,完整記錄設備運行狀態(tài),掌握設備可用性以支持排產(chǎn)。

  (5)質(zhì)量作業(yè)管理:管理現(xiàn)場檢驗過程,檢驗數(shù)據(jù)的采集,以及不合格品處理過程。

  (6)可視化看板管理:用于生產(chǎn)現(xiàn)場的各類大屏幕看板,以及為管理提供可視化查詢功能。

  (7)工時管理:管理定額工時和工人的實際加工工時,以及工時報表的自動生成。其中,工時數(shù)據(jù)的采集有現(xiàn)場作業(yè)模塊完成,工時數(shù)據(jù)的確認由質(zhì)量作業(yè)模塊完成。

  (8)生產(chǎn)履歷管理:在上述模塊的支持下,形成加工過程“人機料法環(huán)”的完整履歷。

  (9)例外管理:處理各類例外事件,及其對生產(chǎn)計劃造成的影響,提高系統(tǒng)對生產(chǎn)例外事件的適應能力和處理能力。


  無紙化MES系統(tǒng)軟件的實施不單純是一個軟件系統(tǒng)的實施,還需要包括工藝和硬件水平的提升作為基礎,有時候一種新的產(chǎn)品型號就代表著一種全新的設計和制造模式。因此,建設無紙化MES系統(tǒng)軟件需要考慮不同產(chǎn)品型號和不同應用階段的問題。


  車間一般存在多型號的產(chǎn)品混線生產(chǎn),使用同一套MES系統(tǒng)軟件適應不同成熟度的數(shù)據(jù)成為必然的選擇,尤其是現(xiàn)場使用的工作門戶需要接收不同產(chǎn)品的工作指導書。因此,在無紙化MES系統(tǒng)軟件的設計中,需要特別強調(diào)工人門戶和工作指導書的標準化,提高工人門戶的功能柔性和可配置性。


  無紙化MES系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)不僅需要管理模式的改變,還需要許多軟硬件技術作為支持:


  (1)物料信息

  MES系統(tǒng)支持從第三方系統(tǒng)或自建物料信息,人員可以通過桌面系統(tǒng)、現(xiàn)場觸摸操作屏、手持移動設備調(diào)閱物料信息,系統(tǒng)自動根據(jù)操作人員的工作角色,屏蔽多余信息,只呈現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場需要的內(nèi)容。


  (2)制造BOM

  MES系統(tǒng)支持從PLM系統(tǒng)中導入生產(chǎn)制造BOM,以樹形結構靈活展示BOM結構,當調(diào)整制造BOM的同時,可以通過接口將實際變動傳遞給PLM系統(tǒng)。系統(tǒng)支持在生產(chǎn)現(xiàn)場通過PAD調(diào)閱CAD設計圖紙和PDF工藝圖。


  (3)工藝/工序

  MES系統(tǒng)支持多版本工藝/工序管理,企業(yè)可以為同類產(chǎn)品建立基礎工藝/工序資料,然后利用版本復制功能快速建立多種相似產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝/工序,并可以通過調(diào)整基礎工藝/工序資料,迅速變化同類產(chǎn)品的工藝/工序。


  (4)生產(chǎn)現(xiàn)場終端技術

  生產(chǎn)現(xiàn)場終端用于顯示工作指令和工作指導書,操作者可以在終端上察看工作任務、報開工和完工;如果條件具備,還可以在終端上察看圖紙、工藝規(guī)程和數(shù)字化模型。


  國外的相關應用已經(jīng)表明便攜式的無線終端或離線終端的使用正在成為MES系統(tǒng)軟件應用的重要方向。尤其是符合航空軍工生產(chǎn)保密安全要求的、具有無線加密傳輸功能的終端技術將成為航空MES系統(tǒng)軟件的關鍵技術。


  無紙化車間的現(xiàn)場終端配置數(shù)量應該能夠滿足無紙化生產(chǎn)的需要,原則上應當做到一臺設備或者一個操作者配置一個終端。


  (5)物流標識技術

  MES系統(tǒng)軟件強調(diào)對物流的控制,準確和快速的物流管理往往都需要采用標識技術,包括:條碼、RFID等。物流標識技術的應用在無紙化的情況下又顯得更為迫切。


  目前,微型化的激光標刻二維碼、抗金屬干擾和腐蝕的可粘貼式RFID都是能夠適應于離散制造需要的標識技術,相關的國軍標也正在預研中。


  (6)人機交互技術

  MES系統(tǒng)軟件管理制造的執(zhí)行過程,制造的執(zhí)行過程是充滿變化和例外的,該問題在失去紙作為記錄載體的情況下尤其突出。這也是人機交互技術對于無紙化MES系統(tǒng)軟件非常重要的原因。


  人機交互技術一般需要物流標識技術和自動化數(shù)據(jù)采集技術(尤其是測試數(shù)據(jù)自動采集)作為支撐,能夠?qū)崿F(xiàn)對選取錯誤批次序列號的零組件進行提示,對BOM和工藝補充文件的技術狀態(tài)進行驗證和報警,對測量結果進行自動打包和分析。國外的電子裝配MES系統(tǒng)軟件 中已經(jīng)有了人機交互的工程應用。


  無紙化MES系統(tǒng)給企業(yè)帶來了什么?


  在傳統(tǒng)的制造中,需要人工統(tǒng)計調(diào)取數(shù)據(jù),手工計算并將結果錄入報表系統(tǒng),效率不高,操作復雜,耗費人力卻非常容易出錯,而是用了無紙化MES系統(tǒng),整個制造流程中的所有生產(chǎn)設備數(shù)據(jù)全部有MES系統(tǒng)進行管理調(diào)度,對產(chǎn)設備的生產(chǎn)狀態(tài)進行進行實時監(jiān)控,所有的生產(chǎn)情況一目了然,節(jié)省了大量的人工成本和時間成本。同時對于企業(yè)管理者來說,不需要直接到生產(chǎn)現(xiàn)場了解生產(chǎn)情況,直接通過電腦或著生產(chǎn)看板就能掌控生產(chǎn)進度,更加便利。



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