通過MES促進生產精益化的研究

胡 斌

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通過MES促進生產精益化的研究

胡 斌

航宇救生裝備有限公司信息管理部，湖北 襄陽 441003

以現代生產組織管理理論為指導，通過MES實現生產過程、制造資源可視、可監控、可協調，建立精益管理和信息化有效融合的新型管理機制。對生產過程關鍵業務流程和管理職能及相應制度體系的優化和重組，全面提升車間生產經營管理水平，實現了計劃準、響應快、問題清、狀態明。完成資源配置、生產管理流程優化、生產作業過程標準化、工藝技術資料電子化、企業信息透明化，加強生產管控體系建設，促進生產精益化，為今后實現智能制造打下良好基礎。

MES；精益生產；智能制造

智能制造正成為未來制造業發展的重大趨勢和核心內容，是加快發展方式轉變，促進工業向中高端邁進、建設制造強國的重要舉措，也是新常態下打造新的國際競爭優勢的必然選擇。智能制造是一個龐大的系統工程，需要找準切入點，抓住根本點，突出落腳點，才能保證事半功倍。航空產品多品種、小批量的生產模式上若盲目推進智能制造，難以保障建設成效。精益生產源于日本豐田生產方式，是以持續改善、消除浪費為基礎的管理哲學。從精益生產出發，在制造全過程精益化的基礎上，逐步實現生產關鍵環節的智能化應用，既兼顧了智能制造長期愿景，又切合航空企業現狀，因此結合MES促進精益生產的研究作為推動航空智能制造的切入點[1]。

1 研究背景

以某航空企業為例，為實現傳統生產方式向產品高質量、生產高效率、過程可視化、企業信息系統集成互通的精益生產轉變，已經成為必須攻克的課題。（1）車間計劃可執行性差、沒有根據實際產能排產。生產計劃和生產管理之間數據共享主要憑報表、開會，計劃人員很難得到實際生產進度的準確信息，溝通成本高，生產計劃的評估過程需要多部門反復溝通。數據滯后、偏差導致計劃編制準確性、可執行性大大降低。計劃調整難度比較大，當出現計劃變更時，需要重新評估整個生產計劃[2]。（2）緊急訂單插單/計劃變更處理。車間任務是由計調處根據每個月的交付計劃下達，但這只是最低需求，實際投料的余量由計調處根據經驗掌握。而且一旦面臨緊急訂單時，生產和計劃部門變更計劃很困難，會打破生產平衡，對生產線其他訂單產生影響、導致拖期、造成成本上升。針對緊急訂單插單，需要建立能夠靈活處理緊急訂單插單的平臺。生產部門需要在最短時間內評估車間生產能力，同時也要考慮緊急訂單對其他在制訂單和按計劃投產訂單的影響。基于完備的計劃排產、計劃滾動排產、車間設備數據采集，可以將車間的實時情況，包括計劃執行情況、設備情況反饋給計劃排產部門，在計劃排產模塊中進行計劃的模擬智能排產，從而解決緊急插單，提供管理層了解計劃變更所帶來的風險以及變更計劃的可執行性。（3）生產準備拖進度。生產管理部門在制訂生產計劃的時候，主要考慮的是交付要求，而對車間的生產能力（如設備、關鍵刀具、人員等）往往不能充分考慮，沒有將車間任務作整體上的協調，不可避免出現生產、裝配過程資源需求發生沖突。設備、刀具計劃編制的編制困難。由于與生產計劃管理不能很好地交互，造成與產品生產計劃的不協調，導致設備工裝和工具，由于保修、定檢和定磨等情況的影響，不能投入使用，而影響生產進度。而且目前手工管理模式下，很難對工具的到期檢定進行及時提醒。（4）車間生產數據采集、統計困難，生產過程不透明。一直以來，制造型企業的生產計劃管理都只是單向的，沒有或少有反饋，也無法形成閉環。在生產管理過程中，無法了解詳細生產過程數據。造成車間管理不透明的主要原因是沒有及時把車間現場的原始數據準確地反饋上來。目前生產車間現場的生產數據都靠人工手動統計，費時費力，準確率低，時效性也比較差。因此需要通過面向車間現場進行數據收集的信息系統協助收集生產原始數據。（5）決策分析、績效評估等需求無法及時、有效滿足。對于生產管理層制訂計劃和決策，都需要全面的準確的及時的報表作為輔助工具。目前生產管理層需要的生產進度報表、產品合格率等報表等都是通過手工統計得到的，這種方式很難滿足追求效率的車間管理需求。因此需要借助信息系統，基于對車間現場原始數據的收集基礎為車間量身訂制分析報表。（6）數據龐大，信息沖突。生產任務管理中零件的準確信息（包括工序、工時、工裝、刀量具等）起到至關重要的作用，車間工作中的計劃、排產、流程都需要相關的零件信息。信息散落于多系統、多部門，基礎數據量龐大而且混亂，不同部門提供的數據、信息不一致，數據已經成為了關系系統成敗的一個致命問題。

2 主要做法

（1）通過系統運行場景圖描述各方預期目標。首先描述系統運行場景圖，與主要業務部門明確運行系統運行場景，確定系統動態框架，描述了系統各利益攸關者預期系統用途，系統預期的使用位置以及系統預期如何使用，以及一系列關鍵的代表性的使用場景。系統運行場景圖作為重要的參考資料，為開發提供依據，同時也在需求確認、設計和應用提供早期參考。為需求描述提供背景和框架，使需求的描述和傳遞更加準確和易懂[3]。（2）構建基于現有資源的計劃排程與調度系統。針對車間計劃可執行性差、沒有根據實際產能排產情況，通過作業配套管理和模擬排產及時獲取零件生產所需物料、設備、工具工裝等重要生產資源的可用狀況，以提高生產計劃的可行性和有效性，能對不滿足投產的計劃提供自動預警，自動統計出具體零件批次缺物料和工具的清單，便于計劃員調整計劃。根據零件交付節點倒排，自動排出零件的周計劃和日計劃，并且能排出詳細的工序級作業。排計劃時能考慮到各工段生產中的計劃占用設備產能、人力、工裝工具的實際情況滾動排產，得到更貼合生產實際的計劃排產。（3）信息共享，任務分解，設備、工裝、工具等各角色，提前生產準備。設備、工裝工具、刀量具是現場加工制造的保障，對其進行管理，有助于及時掌握設備現狀，有效處理設備使用過程中的各類問題，提高設備利用率，實時掌握制造資源現狀，為作業計劃的按期執行提供支撐。并進一步提升包括機修班組在內的全車間的工作效率。對于一些需要進行壽命管理的工裝、工具，在加工過程或加工完畢之后，由工人在系統中填寫工具、量具的使用時間、統計使用次數，并根據檢驗要求設置檢驗到期次數，并根據使用時間、周期、次數觸發刀具的修磨、量具的校準、工裝的定檢等。（4）梳理職責，明確分工，規范現場作業，閉環生產任務。現場作業管理是生產管理的難點，為有效管理零組件在車間的流轉過程，暢通信息的流轉和數據的使用，降低生產過程管理難度，提高車間內部管理水平，降低長周期、高質量產品交付的難度，需對車間內制造執行過程進行完整性管理。調度員將任務派發給班組長之后，班組長需對任務進行確認，并將生產任務派發給現場工人，在生產準備齊套性檢查結束后，可將任務進行二次派發，指定工人領取工藝規程、在制品、加工所用的工裝工具，在相應的設備上進行現場執行操作。工人的現場作業活動在線下自行完成，并用量具檢測加工后的半成品，并在系統內填寫采集實測數據，填寫完畢之后，在系統中輸入實測數據，形成工人自檢自分表等附加表單，并將表單隨生產零件、路線卡片同時提交檢驗員。現場工人根據路線卡片進行加工時，如果是首件驗證，則需要進行首件三檢。接著需要在整批零件完工后，將所有零件提交檢驗。檢驗員接收零件及附加單據后，依據工藝規程，對提交的零件進行質量檢驗，所有檢驗結果都在系統中錄入。（5）信息反饋與監控相結合，車間管理由事后調度改為事前預防。造成車間管理不透明的主要原因是沒有及時把車間現場的原始數據準確地反饋上來。在手工管理狀態下，生產車間現場的生產數據都靠人工手動統計，車間現場數據采集有很大的難度，再層層匯總，費時費力，準確率低，時效性也比較差。在生產管理過程中，車間管理層需要得到設備的運行狀態；需要采集每一個派工單的加工狀態、加工設備、操作員；需要采集工人的實際工時、派工情況；無法想象，這些數據的采集可以靠人工來實現。由于所有的數據基本上都來源于生產一線，只有直接負責車間執行計劃的信息管理系統才可能幫助采集到需要的數據。因此需要通過面向車間現場進行數據收集的信息系統協助收集生產原始數據。（6）多角度過程監控、完善的報表功能，滿足領導決策。在生產過程監控方面，在及時準確地收集車間生產進度信息的基礎上，以預警形式提示車間領導和相關負責人，以便于車間領導和相關科室進行生產過程實時監控，及時發現和處理異常，提高車間管理的透明度。提供靈活、簡單實用、數據一致、實時有效的報表。提升管理層決策的效率和準確性，真正讓領導做到“看得見、管得住”。（8）制訂規范整理數據。在實施過程中，發現基礎數據量龐大而且混亂，數據已經成為了關系系統成敗的一個致命問題，通過對零組件基本信息、BOM數據和工藝、工時、工種等信息整理、比對、規范，制訂了《工藝、工序數據整理規范》和數據整理計劃。保證基礎數據的標準化及統一，統一數據源。

3 實施效果

實現工序流轉過程中進度可視化，數據透明化，工人工時實時計算，支撐生產現場進度把控。推進生產業務流程標準化，實現企業生產計劃平衡、制造資源優化配置和車間現場生產控制；形成面向數字化制造的生產運營體系，實現生產過程、制造資源等的全過程可視、可監控、可協調，促進生產靜益化。

4 結語

不同行業、企業生產模式都不盡相同，如何找到既兼顧長期愿景，又符合企業現狀的信息化道路是擺在每個信息化工作者的難題，因此，需要追溯本源，抓住問題的實質和發展的關鍵。通過MES促進精益生產研究的成功對推動航空智能制造具有一定參考價值。

[1]周長英.基于離散制造業車間的制造執行（MES）方案設計[J].制造業自動化，2012，5（下）：174.

[2]孫永武.企業ERP與MES系統集成的研究與實現[D].蘇州：蘇州大學，2014.

[3]傅建中.智能制造裝備的發展現狀與趨勢[J].機電工程，2014，31（8）：211.

Research on Promoting Lean Production through MES

Hu Bin

The Information Management Department of HangYu Lifesaving Equipment Co., Ltd., Hubei Xiangyang 441003

Guided by the theory of modern production organization and management, through MES to achieve production process, manufacturing resources can be visible, monitor, coordinated, the establishment of a new management mechanism for the effective integration of lean management and information. To optimize and restructure the key business process and management function of the production process, and to improve the management level of workshop production, through the allocation of resources, production management process optimization, production process standardization, process technology information, enterprise information transparency, strengthen the construction of production management and control system, promote the production of lean, in order to achieve a good foundation for intelligent manufacturing in the future.

MES;Lean production;Intelligent manufacturing.

TB497

A

1009-6434（2016）08-0090-03

胡斌（1975—），男，籍貫為湖北省武漢人，學歷為計算機技術領域工程碩士，畢業于武漢大學，現有職稱為高級工程師，研究方向為軟件工程。

胡斌，碩士，高級工程師，航宇救生裝備有限公司信息管理部軟件室主任，研究方向為軟件工程。