離散制造車間MES下人員管理系統設計

李冬梅 王嵩

摘要 針對離散制造車間現場生產人員手工操作較多，存在工時統計不及時，人員監管不到位等問題，結合長春某汽車零部件生產廠家，滿足線束生產需求，在生產管控MES系統下，對生產人員進行有效管理，采用最先進的RFID技術（無線射頻技術）、物聯網技術、網絡通信技術等與工廠管理結合，實現生產車間人員管理的規范化、智能化。

[關鍵詞]物聯網 MES RFID

1 引言

傳統的離散式生產車間，由于缺乏生產現場的實時精確信息，導致信息斷層，車間生產過程猶如“黑箱作業”，現場的問題不能實時預警、反饋，管理層人員難以及時發現并解決問題。因此，企業應用MES技術能夠將人員從不斷地人工追蹤零件、調整計劃的疲勞戰中解放出來，將更多的精力投入在思考決策性問題、優化現場管理等方面，使得管理人員更多地發揮“防”的作用，實現“防”“消”的有效配合，提高離散型工業企業生產管理水平和制造執行力。

2 需求分析

汽車線束的生產工藝一般分為電線下料、剝皮、端子壓接、熱縮、檢驗檢測、組裝等流程，每個工藝流程都涉及到生產人員手工操作較多，存在工時統計不及時，操作人員監管不到位，無法防錯，崗位人員素質管理不完善等現象，因此，對生產車間的人員實現人性化、智能化、透明化的管理極為重要。長春某汽車零部件生產廠家，結合離散制造業行業特點和線束生產產線需求，在生產管控MES系統下，對生產人員進行有效管理，采用最先進的RFID技術（無線射頻技術）、圖像處理技術、網絡通信技術及數字化處理技術與工廠管理結合，實現車間人員管理更加規范化、智能化、透明化。

3 系統概述及架構

系統整體架構以搭建企業私有云模式平臺為基礎，如圖1所示，分為生產現場數據采集、數據交互，數據傳輸及應用層。數據采集采用手持終端及固定式掃描識讀設備，對生產現場人員具體操作進行生產過程數據采集，應用企業現有有線、無線網絡上傳至數據管理系統中，對數據進行加工處理，存儲，供上層管理系統分析、決策使用。系統建立數據接口的方式，提供與ERP、WMS、QMS等其他系統之間的數據共享和交互;生產車間人員管理系統功能模塊設計如圖2所示。

4 車間人員管理系統

4.1 車間人員信息采集與追溯

離散車間生產過程人員數據采集分布在生產、加工、檢驗、物料倉儲等各環節，人員信息采集可采用刷卡或者掃碼方式進行，掃碼識讀設備可以支持移動（工業用便攜式無線數據采集器）和固定兩種方式。

生產人員信息追溯模塊系統可根據半成品、成品唯一的編碼、批次號等追溯條件，自動檢索到該半成品、成品的生產時間、主要生產設備、生產工位、重點工序作業人員、班次情況等信息，從而進一步追溯由同樣的班次人員作業、同樣的設備生產加工、同樣的工藝流程情況下，還生產了哪些有質量問題的產品。

4.2 車間現場人員監管

4.2.1 工作廠區管理

每一個生產人員配備一個電子標簽，標簽內存儲能夠唯一標識此職工的ID號和員工的基本信息，指定該員工的操作執行生產區，當生產工人進入此區域內，在工作區進出入門口處安裝讀寫器和天線，用來讀取標簽信息，或者在指定工位操作臺、指定工作站采用掃碼方式打卡上工。當讀卡器讀取到信息后，將數據通過通訊接口發送到系統上位機，與上位機里此員工的信息對比：若員工的崗位技能信息和后臺數據庫里的信息匹配即可順利進入，如不匹配，證明該員工不屬于此工作區，觸發現場報警提示。

4.2.2 開工及完工確認

作業前需要掃描生產任務，并掃描原材料條碼，如有原材料發錯，過有效期等問題，生產不能繼續。作業員掃半成品二維碼表示已經啟動生產。作業員完成該半成品后，由該班班長掃該半成品條碼，表示該員工已經完成該產品的生產。同時，系統會自動計算該工人生產該半成品的工時，以最后一名操作者掃碼后，標志著該總成已經全部生產完畢。工序完整性檢查，按照工藝路線檢查工序是否完整，完整后操作人員掃碼確認產品完成。在產品全部完工后，生產任務將自動將變更為完成狀態。

4.3 電子看板拉動車間生產

生產現場采用電子看板形式，能夠有效促進生產組織管理和數據信息的傳遞，能夠及時反饋生產活動的信息，對生產任務起到了指導作用，當有新生產任務或臨時生產任務下達時，電子看板聯動生產定單管理功能，對前產線任務情況和臨時任務安排情況做信息提示。

4.4 車間人員績效與評價

可根據企業實際業務考核標準，制定生產員工績效KPI考核指標，如產量達成率、生產效率、準時交貨率、產品質量合格率、產品退貨率、工時標準達成率、定額完成率、一次交檢合格率、過程返工率等。針對各個部門的工作人員，建立評價分析系統，最終以關系圖、結論表、輔助報告的形式展現。人員優化分析具體包括：人員評價、人員行為分析、薪資分析、人員適用性分析（更適合哪個崗位）、人員缺失分析、人員去留分析等。員工對某個產品的熟練程度是由加工該產品的產能及產品合格率決定的。當新員工的產能及產品合格率達到一個標準范圍，則判定此新員工掌握了加工該產品的技能，系統會自動提示對其崗位技能進行升級，每個新員工的合格產能數會隨著其操作熟練度的提升而增加，對其產能進行實時統計，繪制曲線圖，展示該員工的技能走勢，曲線形式如圖3所示。

5 結論

本系統結合長春某零部件廠商實際需求，實現了離散型制造車間人員管理的規劃設計，對生產過人員實行統一規范化管理，實現車間人員管理數字化、信息化以及作業的規范化、系統化，打通人員“管理鏈路”，實現權限嚴格控制，“智能判斷”，層級明確，“向上負責”，模塊化設計和工作量化考核，便于領導實時管控和檢查督促，實現了人員管理由“操作一監督一指導”的全過程提升。

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