MES 在批量生產型企業中的應用

梁磊 林彤 馮軍 林瑞燕

摘要：隨著“中國制造2025”、工業互聯網等推進，生產車間也正在向自動化、智能化、信息化方向發展。國機智能科技有限公司通過實施ERP系統、MES系統 ，配料密煉系統，建設具有自動化、數字化等特色的智能型生產車間。

關鍵詞： MES;ERP;智能生產;計劃

中圖分類號：TP311? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）21-0248-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 MES 系統

MES（Manufacturing Execution System）即制造企業生產過程執行系統，是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統，是一個用來跟蹤生產進度，庫存使用情況，工作進度等信息流。MES系統可以為企業提供包括制造數據管理、計劃排產管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、工具工裝管理、生產過程控制，為企業打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協同管理平臺，降低生產管理成本。

2 企業信息化現狀

新能源公司是國機智能科技有限公司下屬是專注于研發和生產新能源汽車配套用密封件的批量制造型企業。目前使用ORACLE ERP的銷售、采購、庫存、財務、生產等管理模塊。ORACLE MRP 自動分解銷售訂單需求，將生產需求傳遞至制造部門，計劃員根據生產任務的數量和交期，結合車間已安排的生產任務進行完工日期的確認和溝通，確認無誤后，將生產任務拆分為若干生產計劃，并在ERP系統中錄入生產計劃，手工完成硫化工序排產下發至車間。生產現場管理涉及以下5個維度：

1） 生產領料：PC端掃描槍掃描領料單條碼，在ERP錄入發料數;

2） 生產投料：PC端掃描槍掃描工單條碼，在ERP錄入投料數據或通過PDA掃描工單條碼、物料條碼，完成投料，并將投料事務處理同步至ERP;

3） 工序移動：通過PDA掃描，完成工序移動，支持工序完成、工序報廢、工序返工，將工序移動事務處理同步至ERP;

4） 完工檢驗：PC端條碼槍掃描工單條碼，在ERP錄入完工檢驗結果;

5） 完工入庫上架：通過PDA掃描，完成完工上架至指定庫位，將完工事務處理同步至ERP。

在工作過程中，逐漸發現現有ERP系統對于生產現場管理，產品質量追溯，產能控制等方面做不到“精細化管理”，主要表現在以下幾個方面：計劃人員手工編制生產計劃，效率較低;工序傳遞只能通過條碼系統進行數據讀寫，可傳遞的信息量有限; 生產過程中模具、工裝設備、機臺設備做不到有序統籌管理。

3 MES系統實施應用

新能源公司為了優化現有生產現場過程管理，對設備、人力、計劃進行有效的全面統籌，提升公司的產品質量、生產效率和質量追溯等方面的信息管理，構建數字化智能生產車間。經過選型評估，選定BJ研究院自主研發的iMES-100產品為整體架構，集成ERP和自動配料系統，搭建智能車間管理系統。

3.1系統實現目標

項目根據需求，制定以下業務目標：

計劃排產：通過MES制定準確、可執行的生產計劃，安排生產機臺、生產人員及各種原輔材料的領用和產出時間。

生產管理：實現按機臺生產，并實時了解訂單生產進度情況，對生產過程進行管理，包括工單派工、工單生產執行狀況、物料使用情況等進行統計管理。

配料糾錯管理：通過物料條碼化管理，密煉機設備安裝配料小藥箱，根據獲取到的工單信息，配料系統自動核對物料清單，配料準確率達100%。

質量追溯：生產過程中對半成品膠料以條碼進行記錄，出現不良時可通過系統快速追溯。

設備自動取數：設備通過PLC控制模塊，將讀數到的數值自動寫入MES系統。

數據整合：實現MES與公司已建ERP系統結合，通過配料系統+ERP+MES，實現信息系統對制造過程管理的拓展和深化，滿足智能制造工廠要素條件。

3.2 流程功能點設計

以混煉膠生產序為例，展示MES系統功能點設計

（1）在制訂混煉膠需求計劃時，制造部在ERP中創建混煉膠生產計劃，如下圖所示。

ERP以一車為一個生產計劃，如果需要生產多車混煉膠，則需要創建多個生產計劃。ERP的混煉膠生產計劃創建后，通過接口將【生產計劃號】、【產品編碼】、【產品名稱】、【需求重量】、【開始時間】、【結束時間】等信息傳給MES，MES根據接收的信息自動創建對應的多個混煉膠生產計劃。生產計劃創建后，其狀態為【計劃】。

（2）制造部指定產品工藝并下達生產計劃。在混煉膠生產的前一天，制造部需要指定每個生產計劃中的【產品工藝編碼】，MES提供批量指定產品工藝的功能。制造部確認每個生產計劃中的【生產計劃號】、【產品編碼】、【產品名稱】、【需求數量】、【單位】、【開始時間】、【結束時間】等信息后，對生產計劃進行下達，下達后生產計劃狀態變為【下達】，同時，MES對每個生產計劃生成【生產批次號】。生產計劃下達后，MES自動為每個生產計劃生成對應的作業計劃，該作業計劃的狀態為【計劃】。

（3）批量設置作業計劃工序的開完工時間。作業計劃生成后，制造部需要設置作業計劃的各工序開完工時間。在首段工序的【開始時間】中輸入具體到時分的開工時間，其他工序根據各自工序的定額工時順序計算。例如，制造部指定了煉膠的開工時間，系統會根據定額工時為其自動設置后續過濾前檢驗、過濾、過濾后檢驗工序的【開始時間】和【結束時間】。如果需要可以進行手動調整。MES提供批量設置開完工時間功能。

（4）批量確認下達作業計劃至各班組。生產當天，制造部下達作業計劃，MES自動生成派工單，并自動發到各個工序對應的班組，這時作業計劃轉為【下達】。派工單不派工到具體的人，且一個生產計劃的每個工序只產生一個派工單。當混煉膠生產完畢并且工人報工后確認完成，則生產計劃狀態變為【完成】，同時反饋ERP系統。

（5）作業計劃派工后，MES生成各個工序的作業派工單并下發至對應生產班組，這時每個派工單的狀態都為【生成】。制造部打印混煉膠隨序卡并發給煉膠工人，煉膠工人會在煉膠完成后將隨序卡放置在各車混煉膠上。隨序卡上包含【生產批次號】和【產品編號】等信息。

（6）煉膠組現場工人在MES接到煉膠作業派工單后，批量選擇當前要執行的煉膠派工單，點選【開工】。然后工人在密煉系統中創建“【生產批次號】-A”和“【生產批次號】-B”兩個密煉任務，分別代表一段煉膠任務和二段煉膠任務。

（7）操作工人根據密煉系統提示進行煉膠，煉膠完成后，操作工人對混煉膠稱重后在MES中錄入，執行報工操作，MES通過接口訪問密煉系統的數據庫，獲取該生產批次號在密煉系統數據庫下的【物料名稱】、【物料重量】、【物料批次號】、【煉膠開工時間】、【煉膠結束時間】、【溫度曲線】、【壓力曲線】、【轉速曲線】等信息，更新MES報工記錄，完成報工。

（8）操作工人將隨序卡置于對應混煉膠中，在MES中執行完成密煉派工單操作，該作業派工單狀態轉為【完成】。MES將該作業計劃的【物料名稱】、【物料重量】、【物料批次號】等信息傳給ERP，ERP生成物料消耗記錄。

（9）質管部在進行過濾前檢驗工序前需要在MES的過濾前檢驗派工單上執行【開工】操作，然后對混煉膠進行檢驗，檢驗后在MES中對報工單錄入檢驗結果，完成檢驗并報工，報工后該檢驗工序派工單轉為【完成】狀態。

（10）煉膠組執行過濾操作。

煉膠組在MES的過濾派工單上執行【開工】操作，然后對混煉膠進行過濾，每過濾完一個車次后進行一次稱重報工，報工后操作工人可執行完成操作，使過濾工序派工單轉為【完成】狀態。

（11）質管部執行過濾后檢驗操作。

質管部在進行過濾前檢驗工序前需要在MES的過濾前檢驗派工單上執行【開工】操作，然后對混煉膠進行檢驗，檢驗后在MES中對報工單錄入檢驗結果，完成檢驗并報工，報工后該檢驗工序派工單轉為【完成】狀態。當末序派工單完成后，MES會對整個生產計劃的生產信息和質量信息進行更新，該混煉膠生產計劃也轉為【完成】狀態。MES將【生產批次號】、【用途】等信息傳送到ERP中，ERP生成混煉膠入庫記錄。

（12）MES中生產計劃下達后，ERP中生產任務時間節點的更變將不會影響MES中生產指令的時間節點。生產計劃確認后，計劃時間節點將不允許修改，否則無法統計計劃是否按時完成或是否延期等執行狀態。

4 結論

新能源公司通過實施建立了MES系統與ERP系統相結合的生產數字化生產管理應用平臺，實現了對企業整個生產過程進行監控和管理，從生產計劃下達開始，生產過程控制，對企業生產過程產生的主要參數進行監控，使得企業管理人員能夠實時、準確地了解一線生產信息。實現了過程的量化管理，成本和質量的動態跟蹤，一定程度上提升級了現場管理能力。

【通聯編輯：聞翔軍】