顯示面板制造業中物料管理系統的設計與實現

夏晶晶 李偉 楊久莉 張潔

[摘? ? 要] 針對某顯示面板制造車間在生產過程中使用到的物料使用傳統臺賬方式管理、物料履歷不可追溯、易造成品質事故的現狀，提出了在MES里集成線上物料管理模塊，通過物料的狀態管理、預處理流程管理，結合與倉儲管理系統（WMS）聯通、與MES中在制品進行關聯，實現了物料在線上的全生命周期管理，物料信息數字化、透明化、精細化管理，達到賬實一致，減少品質事故發生，提高生產效率。

[關鍵詞] 物料管理;制造執行系統;顯示面板制造

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 17. 024

[中圖分類號] F273;TP311.5? ? [文獻標識碼]? A? ? ? [文章編號]? 1673 - 0194（2019）17- 0055- 04

0? ? ? 引? ? 言

產能和良率一直是顯示面板行業工作的重中之重。顯示面板需要按訂單設計和生產，有著產品型號多，小批量生產的特點[1];同時，為節約成本，多種物料二元化，制造部門需要管理越來越多種型號和種類的物料。一方面，備料不及時或者備料出錯，切線時間增加，影響工廠產能;另一方面，用錯物料，或者物料原材存在質量問題，與材料關聯的產品質量風險批次不能精確劃分，影響產品良率。線下人工臺賬管理的傳統物料管理方式已經不能滿足企業越來越復雜的生產過程。本文以某工廠存在的實際問題，提出以MES為基礎的線上物料數字化管理方式，通過各種方法涵蓋了物料從倉庫領料到產線消耗的全生命周期管理。包括線邊庫位庫存管理、備料流程管理、自動計算、標簽管理、系統防呆、關聯產品、歷史記錄追溯等方式，進而提升人員效能，保證物料賬實一致，減少錯料、漏料等事故的發生，為工廠的產能和良率保駕護航。

1? ? ? 需求分析

經過對制造部門提出的需求加以分析，并且多次到產線車間實地考察，觀察作業員的工作流程和工作方式，發現線下臺賬管理物料的方式存在以下問題：

（1）物料領取到產線。物料種類多，廠家來源、線邊庫存靠人工手動記錄;多個物料貨架、冰箱沒有庫位管理，查找物料浪費時間;生產日期和保質期人工管理疏漏多，無法做到先進先出，造成物料浪費。

（2）線邊備料過程。多種物料在投入使用之前需要預處理，例如解凍、脫泡、混合、填充等。預處理的過程需要嚴格把控，例如解凍次數、解凍時間需要嚴格管理，混合的多種物料型號和重量計算全部人工查找和記錄，容易產生備料出錯的事故，導致切線時間增加，影響產能。

（3）物料投入使用。備好的物料沒有庫位記錄、時間記錄，需要物料上機使用時，全靠人員確認紙質記錄，查找確認信息存在用錯、用混物料的風險，進而影響產品質量。上機的物料，無法與正在生產的產品產生關聯。

（4）物料使用完成。物料下機時，物料狀態、數量、壽命記錄不及時，無法精確計算Loss，物料下機之后的位置沒有記錄，再次查找或者使用時情況不明。

（5）追溯分析。在對產品進行不良分析時，無法將物料信息與生產數據進行關聯分析，一方面，無法獲知產品批次用到的物料批次;另一方面，無法獲知有問題的物料使用在了哪些產品上，找不出精確的風險批次。

2? ? ? 線上物料管理系統的設計與實現

2.1? ?系統架構設計

MES系統的核心是負責車間生產的管理和調度執行，即保證生產的正常高效運行是第一要務[2]。系統設計的初衷是為了解決顯示面板生產過程中用到的物料線上記錄問題，所以考慮把物料管理系統集成于MES系統里，第一，使用同一個后臺處理程序可以方便地記錄物料上機使用的設備，使物料與產品發生關聯，自動記錄物料狀態、壽命、用量;第二，車間作業員使用OIC查看和管理車間里產品的生產過程，使用同一個OIC客戶端管理車間里的物料，可以簡化作業員的工作流程;第三，MES系統與ERP、工程數據庫（EDB）、WMS等系統的交互方式已經存在且已運行穩定，對于物料信息從倉庫領取、物料數據的展示及分析提供了有效方便的途徑。系統架構設計如圖1所示。

2.2? ?系統功能

（1）WMS與MES聯通。物料的一些基礎信息，如廠家、批次、重量、生產日期、保質期等WMS系統中已經存儲，使用DBLink從WMS中獲取物料的基準信息，可以省略作業員記錄基礎信息的部分;可以在OIC中查看倉庫相關物料的庫存;還可以驗證WMS出庫的信息是否與MES入線邊倉的信息實物是否一致。

（2）線邊倉庫管理。給車間里的貨架、冰箱等線邊倉庫位編號，物料入線邊倉時有碼的掃碼生成物料ID，沒有碼的物料系統自動生成物料ID，并自動打印二維碼標簽貼在物料包裝上，做到線邊倉賬實一致。

（3）預處理流程管理。解凍、脫泡、混合、填充、組裝、更換等上機之前的預處理操作，是傳統人工臺賬管理物料的黑盒部分，也是系統管理的重點和難點。使用系統只需每一步在OIC界面上掃描物料ID，選擇少量必須要記錄的條件，系統自動記錄物料當前的狀態， 自動計算解凍時間、混合物料配比等等信息，避免人工參與。系統配置標簽打印機，系統記錄下來的信息可以打印半成品標簽，貼在半成品包裝上，協助預處理流程管理的有序和一致。

（4）防呆驗證管理。需要提前維護好每個型號的產品使用的物料型號，預處理時系統自動顯示物料種類、物料型號、配比量，可以有效減少人工計算導致的錯誤;物料上機時可以驗證物料使用的產品型號、設備、保質期、壽命等等，有效減少用錯料、備錯料的事故發生。

（5）綁定產品管理。物料上機時需要選擇上機的設備ID，MES系統中有詳細記錄顯示面板產品的設備ID，通過設備即可使物料ID與產品ID產生關聯，物料數據拿到EDB中可進行關聯分析。

（6）物料別Loss管理。關聯ERP中的物料BOM信息，使用系統中從WMS領取的物料總量，可以計算出車間物料Loss。

（7）物料動態盤點。OIC提供查看界面，可以實時查看各線邊庫位的實際庫存，可以按生產日期排序，做先進先出管理。

（8）物料歷史追溯。以上物料的每一步操作，都會根據物料ID記錄操作的時間、狀態、重量、位置、相關聯的物料、事件名稱、操作的作業員工號等等信息，以此實現物料的歷史記錄追溯，可以根據物料ID查看物料的每一步操作。

如圖2所示為系統管理功能。

2.3? ?系統實現

以封框膠預處理為例，系統OIC封框膠混合界面如圖3所示。

3? ? ? 線上物料管理系統效益分析

（1）節約工時。各種物料在信息錄入、動態盤點、機打標簽代替手寫標簽、賬實核對、歷史追溯、影響的切線時間等方面，總計節約工時3 090小時每年。

（2）動態盤點。OIC分別提供了線邊物料盤點功能和線上物料盤點功能，共管理線邊冰箱、貨架、設備等176個，庫位81 052個，實現線邊倉透明化、動態盤點。過期物料高亮顯示，可按照生產日期先進先出排序。

（3）防呆驗證。系統驗證物料過期時間、使用時間、壽命，產品型號與物料型號是否匹配，物料清潔狀態、庫位狀態，批次驗證等。系統上線之后半年內各物料錯料次數為0。

（4）關聯品質分析。正向可以查詢一顆物料用在了哪些產品上，反向可以查詢一批產品用到的物料明細，實現物料歷史追溯查詢，物料與產品品質關聯分析。

（5）標簽管理。手寫標簽需要人工查找使用記錄，再計算剩余壽命，所以耗時易出錯。系統自動打印標簽，壽命、型號、到期日期等信息自動打印在標簽上。機打解凍標簽、管膠標簽每月可節約手寫標簽工時如表1所示。

4? ? ? 結? ? 語

本文針對某顯示面板制造車間所存在的人工臺賬管理物料中所存在的問題，根據該廠的實際情況，設計了基于MES的物料管理系統。該系統可解決傳統臺賬管理信息零散、易出錯、信息滯后、無法追溯、無法與產品信息關聯等問題，是企業實現自動化、信息化、智能化的基礎，對于縮短產品周期、提高設備稼動率、提升產能、提高產品良率以及節約人力成本具有十分重要的意義。

主要參考文獻

[1]翟軍華，蘇通.液晶面板制造業中制造執行系統的設計與實現[J].液晶與顯示，2014，29（1）：60-64.

[2]王洪娟，段季芳，王士俠.基于MES的售后產品信息服務系統[J].現代生產與管理，2015，228（5）：153-155.

[3]楊久莉，石國玲.基于MES系統業務邏輯的性能優化[J].中國管理信息化，2016，19（16）：59-60.

[4]劉紅艷，何衛平，郝廣科，等. 基于 MES的物料管理系統研究及實現[J].機床與液壓，2007，35（8）：29-32.