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机车转向架生产的制造执行系统应用研究

2010-10-14 09:27:18

  0 引言

  传统生产现场管理如同黑箱作业,生产动态信息共享差,工艺过程稳定性等生产现场信息缺乏有效的监控工具,问题只能在事后补救,造成现场库存管理混乱,物料配送不及时;报工手段简单、落后,不能及时反映项目的生产进度;同时由于没有信息系统支持,造成无法与ERP系统信息集成共享,这已无法满足今天复杂多变的竞争需要。因此如何将黑箱作业透明化,找出影响产品生产过程管理中的问题,提高计划的实时性和灵活性,同时又能改善生产效率已成为每个企业所关心的问题。

  MES系统(Manufacturing Execution System)为车间现场管理提供生产过程透明化管理的有效途经,弥补了ERP或MRP偏重对计划的管控而无法监控制造现场执行情况的缺陷。通过信息的实时传递,对从生产命令下发到产品完成的整个生产过程进行优化管理;通过利用条码识别技术、RFID射频识别等自动化数据采集手段,实时获取生产现场在制品、物料与制造过程中的生产信息并及时做出调控;通过MES系统可建立集成的生产现场控制与物料保障平台和完善的生产过程数据库,从而满足车间现场管理对生产过程的实时监控与计划调度需求,并可通过SPC等过程控制与分析工具,帮助企业不断改善产品品质,从而达到企业持续提升客户满意度的需求。

  1 转向架生产中的关键问题

  轨道客车运行可靠性、安全性都体现在转向架质量上,所以转向架的质量非常重要。随着公司改制的深人和SAP在中心的实施,项目增多,设备能力估算复杂,造成计划偏离实际过多。生产的不均衡、生产动态信息的不共享给现场管理带来巨大困难,详细准确的计划排产、作业调度、生产跟踪、现场库存管理、物料管理、工装器具的定额管理等,这样就需要车间级的信息管理系统。

  虽然多数企业已经采用了ERP对企业生产进行管理,但是在车间级业务管理方面,仍存在许多业务没有进行信息化的完善和管理,急需制造执行系统(MES系统)弥补ERP系统在车间生产管理方面的不足之处,主要问题和需求如下:

  (1)计划制定需要的数据不能共享,计划偏离实际过多。

  (2)计划执行只能靠具体人来控制,生产动态信息共享性不好。

  (3)报工手段简单,最好能操作简便,降低出错率。

  (4)要实现货位管理,与ERP的库存管理实现对接。

  (5)在物料管理上,根据MBOM的信息能够实现各种查询功能,例如:部位配套率等。

  (6)目前工位器具管理信息也不能共享,工具管理人员不能知道现场的生产情况,经常发生工具短缺的情况。

  在信息化系统方面,公司通过实施PDM,CAE,ERP和P3E等应用系统,满足公司层计划、采购、销售、人事管理、财务管理、库存管理等业务要求。但是在车间生产加工现场,数控机沐和自动化焊接设备等缺乏车间生产线监控、设备数据采集、仓库管理等。总之,厂级ERP系统与现场生产设备之间没有很好的信息联系,需要在两者之间通过实施生产计划与排产、物料跟踪、质量控制、设备运行与维护、数据采集与分析等系统,将公司与生产加工点有机联系起来,以满足转向架制造中心和各生产车间的业务需求。

  因此,急需建立以企业生产实时数据采集为基础,覆盖生产管理、物料追踪、过程监控等生产过程的生产执行管理系统一MES,解决信息共享与信息集成、数据一致、数据实时性等问题,可消除自动化孤岛,实现生产设备与上层管理之间的集成,实现对现场生产数据资源的统一管理、使用和分析,达到对整个生产执行过程进行有效安排、调度、控制、优化和过程改进。

  2 MES概述

  1997年,MES国际联合会提出了MES功能组件和集成模型,提出了MES的几个功能模块,主要分为生产资源分配与监控、作业计划和排产、工艺规格标准管理、数据采集、作业员工管理、产品质量管理、过程管理、设备维护、绩效分析、生产单元调度、产品跟踪S95模型是国际仪器系统及自动化委员会ISA (The Instrumentation Systems and AutomationSociety Consensus Committee)制定的标准,主要目的是建立一套MES与ERP和PCS集成所需遵循的标准模型。

  MES解决方案的应用架构从设计到应用模块上均参照S95标准的要求,其主要模块质量、生产和效率(包括设备总体效率计算、消耗跟踪和生产统计)均与S95标准一致。MES的各个模块中贯穿了生产计划、设备、生产过程、资源等S95对象模型,通过各种标准的生产事件实现S95的标准功能,S95中的各种对象、信息流、功能描述在MES中得到了空前的统一和完整的体现。

  MES所定义的MES主要功能模块以及与其他系统之间的关系如图一所示。

MES系统主要功能

图一 MES系统主要功能

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