航空鈑金制造MES應用關鍵技術

◎ 生占綺

對于航空鈑金件制造企業來說，節約生產成本、提升生產能力、強化對生產過程的管理與控制效果是重要的管理內容，基于此，相關企業可加強信息化建設，實現管理方式的創新與優化，逐步引入現場管理系統，實現對生產全過程的動態化監管與控制，進而為企業自身的可持續發展奠定基礎。

一、MES系統分析

MES是由美國AMR公司于20世紀90年代提出的，MESA（MES國際聯合會）對MES的定義是：“MES能通過信息的傳遞，對從訂單下達開始到產品完成的整個產品生產過程進行優化的管理，對工廠發生的實時事件及時做出相應的反應和報告，并用當前準確的數據進行相應的指導和處理”。MES是面向車間層的生產管理技術和實時信息系統，它是實施企業敏捷制造戰略，實現車間生產敏捷化的基本技術手段。

二、鈑金車間MES系統的總體架構分析

MES系統應用的目的是實現智能化與現代化的鈑金車間生產管理。該系統的總體框架主要分為三個主要部分，一是排產計劃的制定，二是看板設計，三是信息推送機制的建立。以這三部分內容為核心，實現生產、技術以及管理三位一體的協同管理機制。該系統以ERP系統產生的生產訂單及CAPP系統的工藝流程數據為驅動，經過計劃排產模擬、排產計劃下達、生產派工、進度質量信息收集，實現生產過程的管理。結合辦公系統的使用，建立一套跨系統的基于流程集成的現場問題提醒、處理機制。

三、航空鈑金制造MES系統應用中的關鍵技術分析

1.APS計劃排產技術。

（1）裝配缺件需求聯動機制的建立。

MES系統是通過ERP系統獲取以裝配工序需求時間為依據的零件訂單生產計劃，此訂單在下達時，對零件庫存以及已下達生產訂單進行了綜合考量，明確了零件需求的先后時間，建立了與EPR系統有效協同的生產需求聯動機制。生產車間的零件不足時，裝配MES系統可將缺少的零件信息發送給車間的MES系統，采用顏色標注的方式對零件訂單進行標注，進而使零件計劃人員及時掌握裝配車間的零件需求情況，為其生產計劃的安排提供依據，實現裝配車間與零件車間信息的有效聯動。

（2）以訂單的優先級作為排產依據。

在生產資源不充足時，可按照生產訂單的優單級而進行生產計劃的安排。

（3）制定與推行預排產工作機制。

APS計劃排產技術可以實現大規模數據的高速計算，然而卻無法進行決策，作業計劃的編制難以一次完成。首先，計劃人員應先進行預排產，按照訂單優化級進行排產，然后，將零件預計到達時間及設備性能作為工序流程明確與合并的依據。之后，對合并后的數據再次進行預排產，之后重復進行合并處理與預排產過程，直至所有計劃處理完成。

（4）制定可合并工序計劃決策機制。

MES系統會按工藝特征碼進行一級排序，按到達可合并工序的時間進行二級排序，同時，按設備能力大小進行設備能力占用累加計算，當需求能力超過設備能力時，重新進行能力需求累加。計劃員可以按系統提供的數據進行決策。

（5）作業計劃調整機制的建立。

由于意外因素的影響，零件的到達時間可能與預期不符，這會對生產計劃的按時進行產生影響，出現生產停滯的現象。因此，應建立工序調整機制，結合現場管理需求，合理進行相關數據的處理與調整，及時將未按規劃時間到達的零件訂單進行提取，也可將尚未納入合并工序但已到達合并工位的零件進行有效調整。

2.看板設計技術。

（1）生產任務積壓看板的設計。

設計目的。管理人員可隨時掌握各班組生產任務進展的宏觀情況、任務分配合理性、產能利用情況、生產線能力是否均衡，以便生產管控人員及時調度，平衡資源，也為生產線平衡提供決策依據。

顯示內容。已經到達班組，但尚未開工的訂單數量。

（2）緊急缺件看板的設計。

設計目的。相關人員可隨時掌握裝配車間的緊急需求，以便及時計劃、調度、生產、運輸、接收、發放，盡快滿足裝配車間需求，提高客戶滿意度。

關注對象。看板關注的對象為管理人員、計劃、調度、班組長、物流主管、庫管員。

顯示內容。看板顯示的內容為裝配車間MES系統發出的缺件清單，經過ERP、零件車間MES系統處理，關聯需求工廠、項目、物料號、圖號、數量、供應工廠、狀態等信息。除在大屏幕顯示上述相關信息外，裝配車間的MES發出的缺件信息會自動在零件車間MES系統中對相關零件訂單做特殊顏色標識，相關人員可以很快從系統中得到缺件信息，計劃員及時提高訂單的優先級，班組長優先對訂單派工，物流人員單獨對缺件的圖號包裝運輸，庫管員及時在ERP系統中優先入賬并發料到裝配車間。缺件看板采用固定行數滾動顯示，沒有缺件時，不顯示，缺件處理完后，缺件信息不再顯示。

3.系統集成技術。

（1）MES系統與ERP系統、OA系統的集成。

SAPERP系統對外開放的接口方式很多，包括直接方式和間接方式，但限于MES系統的接口方式，采用中間數據庫接口方式實現兩系統集成。在ERP、OA中通過JAVA語言編制WEBSERVICE接口程序，通過不同端口號來監聽不同的數據請求，包括訂單下載、報工、入庫、移庫、審批流轉等不同業務。

（2）MES系統與CAPP系統的集成。

CAPP系統沒有開放接口程序，在與MES系統集成時，采用直接集成方式，即在MES系統中直接訪問CAPP系統底層數據庫，實現數據交換。

結語：本文通過分析航空鈑金零件的生產特點，結合MES系統的實施經驗，總結了鈑金車間MES系統實施過程中遇到的幾個關鍵技術及其處理方式和方法。本文未涉及的關鍵技術還有很多，比如如何實現制造記錄的無紙化并通過質量體系的認證，如何在車間現場管控系統中體現MBD的需求等，這些技術還有待進一步研究。