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摘要：亞控機加工類輕量化MES解決方案，主要是針對中小型機械制造型企業(yè)，企業(yè)具備基本MES需求，但是企業(yè)在資金支持上無法滿足大量定制化功能，要求能夠快速實施，利用較小投入快速取得效益。其主要特點表現(xiàn)為快速實施、快速見效、支持云端部署、支撐服務(wù)器部署、無需企業(yè)自身做出大的調(diào)整。目前已在多家企業(yè)進行部署實施并取得良好的運行效果和經(jīng)濟效益。

1、行業(yè)發(fā)展趨勢

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會建設(shè)水平的不斷提升，我國的機械加工制造行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，開始從一些新的理念著手，其目的是更好地改善固有的不足。從行業(yè)自身上分析，機械加工制造行業(yè)對于國家生產(chǎn)、生活條件的改善，具有決定性的作用，要加強新技術(shù)的充分利用，加強對行業(yè)的動態(tài)掌握。

（1）新技術(shù)源源不斷地融入

機械加工制造行業(yè)的發(fā)展水平，關(guān)系到國家的很多領(lǐng)域建設(shè)，要在今后的工作中得到理想的成績，必須在新技術(shù)上源源不斷地融入，這樣才能夠充分推動機械制造行業(yè)的良好革新，對于固有工作的改善非常有利。分析認為，新技術(shù)源源不斷融入，主要是體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，智能化技術(shù)的應(yīng)用。機械制造行業(yè)在發(fā)展過程中，多方面的技術(shù)指標都在不斷地提升，尤其是精度方面。任何機械產(chǎn)品的加工、制造，如果沒有在精度方面持續(xù)性的提升，肯定會被市場淘汰，屆時對于行業(yè)的長久發(fā)展，會造成非常不利的影響。經(jīng)過探討后發(fā)現(xiàn)，智能化技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)C械制造行業(yè)體系做出全面革新，在產(chǎn)品的精度把控上，能夠從多個角度完成。第二，自動化技術(shù)的應(yīng)用。現(xiàn)代社會的人口數(shù)量不斷提升，物質(zhì)方面的需求日漸增加。利用自動化技術(shù)，能夠促使機械加工制造行業(yè)的很多產(chǎn)品保持產(chǎn)量、質(zhì)量的快速提升，為將來的發(fā)展，逐步做出更大的貢獻。

（2）行業(yè)規(guī)范持續(xù)健全

機械加工制造行業(yè)在近幾年的發(fā)展狀態(tài)非常良好，在行業(yè)規(guī)范上，展現(xiàn)出持續(xù)健全的狀態(tài)，很多方面的工作都取得了非常不錯的成績。首先，機械制造行業(yè)的規(guī)范健全后，各類產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量等，均獲得了充分的保證，確保用戶在使用機械產(chǎn)品的過程中可以獲得較好的體驗，減少了過往一些不良問題，對于生產(chǎn)生活的改善，起到了積極作用。其次，行業(yè)規(guī)范表現(xiàn)為健全狀態(tài)，意味著假冒偽劣的產(chǎn)品大幅度減少，消費者可以放心購買自己喜歡的機械產(chǎn)品。在此種狀態(tài)下，機械加工制造行業(yè)能夠創(chuàng)造的經(jīng)濟效益、社會效益，也會大幅度地提升，促使地方社會的長久發(fā)展，表現(xiàn)為良性循環(huán)的狀態(tài)。

2、行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及需求分析

當前機械加工類生產(chǎn)車間生產(chǎn)現(xiàn)狀分析：

（1）當前機械加工類生產(chǎn)車間多為離散型生產(chǎn)，車間內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)沒有聯(lián)網(wǎng)，所有設(shè)備的數(shù)據(jù)都是孤立的；

（2）設(shè)備種類繁多，同種設(shè)備可以加工不同型號的產(chǎn)品，并且產(chǎn)能不同；

（3）同種產(chǎn)品的同一工序也可以由不同的設(shè)備進行加工，柔性非常大；

（4）計劃派工由生產(chǎn)計劃科主管下發(fā)給每組生產(chǎn)小組組長，組長填寫工票，指定操作工當天生產(chǎn)多少個產(chǎn)品，基本生產(chǎn)計劃的上傳下達多是依靠人工的形式；

（5）車間大多數(shù)工位由1人負責兩臺或多臺設(shè)備；

（6）車間生產(chǎn)所有流程均由紙質(zhì)文檔簽字后生效；

（7）產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中沒有記錄，事后無法追溯。

3、機加工類輕量化MES主要實現(xiàn)目標

通過機械加工制造類輕量化MES信息化建設(shè)主要實現(xiàn)如下目標：

（1）實現(xiàn)工廠產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)字化建模，實現(xiàn)產(chǎn)品工藝信息由紙質(zhì)管理向數(shù)字化管理方式轉(zhuǎn)變，成為工廠信息化的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（2）實現(xiàn)工廠生產(chǎn)線的產(chǎn)品追溯功能。實現(xiàn)由產(chǎn)品追溯到包括加工設(shè)備、加工工藝、加工人員以及不良狀況等信息。

（3）實現(xiàn)工廠生產(chǎn)線工藝管控。對生產(chǎn)過程中的批次產(chǎn)品，進行生產(chǎn)工藝校驗，根據(jù)工藝流程，校驗關(guān)鍵工序、是否有漏掉的工藝等等。

（4）實現(xiàn)工廠的設(shè)備管理。在系統(tǒng)中建立設(shè)備信息，并根據(jù)工廠建立設(shè)備點檢、設(shè)備保養(yǎng)、維修流程及其通知管理。

（5）實現(xiàn)工廠人員管理。通過采集生產(chǎn)過程信息，實現(xiàn)生產(chǎn)過程信息和人員考核信息統(tǒng)計以實現(xiàn)人員管理。

（6）實現(xiàn)工廠的質(zhì)量管理。建立不良品處理及返修流程，并可以對不良品進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及查詢。

4、機加工類輕量化MES主要功能模塊介紹

系統(tǒng)總體設(shè)計架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

從系統(tǒng)架構(gòu)上系統(tǒng)主要分為三個層級：數(shù)據(jù)采集層、MES系統(tǒng)層、信息系統(tǒng)層。

數(shù)據(jù)采集層：主要完成現(xiàn)場生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的自動采集和人工數(shù)據(jù)的錄入，數(shù)據(jù)包括設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品批次數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)、設(shè)備報警數(shù)據(jù)等。

MES系統(tǒng)層：MES層包括生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、人員管理、生產(chǎn)報表、系統(tǒng)維護等內(nèi)容后臺服務(wù)及數(shù)據(jù)存儲、工程開發(fā)、數(shù)據(jù)安全管理。通過MES客戶端，向各生產(chǎn)部門、職能部門推送所需數(shù)據(jù)和可視化界面。

信息系統(tǒng)層：主要是企業(yè)的ERP等信息管理系統(tǒng)，MES從信息系統(tǒng)層獲取訂單數(shù)據(jù)，指導工廠進行生產(chǎn)。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

系統(tǒng)分為兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即生產(chǎn)網(wǎng)和管理網(wǎng)。

生產(chǎn)網(wǎng)中主要是企業(yè)硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)終端展示、車間看板展示等部署，通過車間網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至生產(chǎn)網(wǎng)內(nèi)的信息化管理中心服務(wù)器。

生產(chǎn)管理網(wǎng)部署MES服務(wù)器，進行生產(chǎn)管控的業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析、上傳、發(fā)布，生產(chǎn)管理者通過管理網(wǎng)查看生產(chǎn)狀況或下發(fā)計劃等，并可通過手機端進行遠程瀏覽。

機加工類輕量化MES功能概覽如圖3所示。

圖3 功能概覽

機加工類輕量化MES功能數(shù)據(jù)流如圖4所示。

圖4 功能流圖

5、解決方案項目效益分析

通過本項目的實施，公司得到了良好的管理效益，還有切實的經(jīng)濟效益。運用感知、網(wǎng)絡(luò)、控制等技術(shù)，全面實施生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)設(shè)備互聯(lián)、信息感知、數(shù)據(jù)集成、過程控制、制造執(zhí)行等應(yīng)用系統(tǒng)，推進產(chǎn)品配套企業(yè)信息系統(tǒng)的橫向集成，不斷提升生產(chǎn)制造的協(xié)同化、柔性化和智能化水平。基于MES傳動總成智能制造管理系統(tǒng)項目不僅提高了公司生產(chǎn)管理和客戶服務(wù)水平，還可以提高生產(chǎn)效率、降低運營成本、減少庫存。

（1）個性化定制。機械加工制造類企業(yè)工藝流程復(fù)雜不一，在每一道生產(chǎn)工藝流程中，客戶最關(guān)心的工藝數(shù)據(jù)是和本工藝流程相關(guān)的產(chǎn)品尺寸。對于不同的產(chǎn)品，在不同的加工工藝流程上，客戶需要的工藝尺寸是不相同的。客戶日益增加的個性化需求給生產(chǎn)者帶來了全新的挑戰(zhàn)，制造商必須快速、靈活地進行定制化生產(chǎn)，而實現(xiàn)這個目標的關(guān)鍵就是數(shù)據(jù)。通過對產(chǎn)品完整生命周期的數(shù)據(jù)進行采集和分析，不僅客戶的需求能立即傳達給生產(chǎn)者，生產(chǎn)線也能依靠數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)實現(xiàn)柔性調(diào)整。公司產(chǎn)品可以根據(jù)用戶需求對產(chǎn)品進行定制化生產(chǎn)，需要對生產(chǎn)工藝進行管控，從而滿足客戶的質(zhì)量需要。

（2）實現(xiàn)了生產(chǎn)作業(yè)的標準化和生產(chǎn)管理的精細化。通過系統(tǒng)實現(xiàn)質(zhì)檢要求與產(chǎn)品型號的緊密聯(lián)系，使得生產(chǎn)過程有據(jù)可查，工作操作無需人工查閱工藝文件，而是由系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品型號直接進行提示，避免了人為因素在生產(chǎn)作業(yè)過程中帶來的差錯。

（3）MES系統(tǒng)提高車間故障響應(yīng)效率，記錄維修和保養(yǎng)全過程，區(qū)分部門之間職責糾紛。

（4）優(yōu)化在制品的管理。車間緩沖區(qū)存在大量的在制品，產(chǎn)品型號很多，數(shù)量不詳。進行盤點時，需要耗費大量的人力去進行統(tǒng)計，統(tǒng)計的準確性也無法保證。盤點完成之后，隨著生產(chǎn)的進行，在制品數(shù)量再次變得模糊。使用系統(tǒng)之后，系統(tǒng)中可以很直觀地查看到在制品的數(shù)量，在制品的信息精確到批次，隨著生產(chǎn)進行動態(tài)變化，管理人員隨時掌握，可以方便地做出決策。

（5）促進各部門及各工序之間工作的緊密銜接。過去大量的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)都是由人工進行填寫的紙質(zhì)文件，部門間及各工序間信息流通極其不便。通過系統(tǒng)可以直接下達生產(chǎn)任務(wù)、監(jiān)控作業(yè)進度等，使各部門及各工序之間的工作銜接更加緊密。同時系統(tǒng)直接生成管理所需要的人員績效、計劃達成率、一次通過率等統(tǒng)計信息，縮減大量的人力物力。

（6）能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)全過程的產(chǎn)品質(zhì)量追溯。公司的“產(chǎn)品履歷表”集成了進度、工藝、質(zhì)量、人員等多方面信息，是非常好的質(zhì)量管理工具，之前受限于紙質(zhì)形式，作用無法充分發(fā)揮。本系統(tǒng)實現(xiàn)了“產(chǎn)品履歷表”的電子化管理，通過對數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)應(yīng)用，提供了便捷有效的生產(chǎn)追溯能力，極大地提高了生產(chǎn)管理效率，降低了生產(chǎn)成本，為制造企業(yè)的精益管理起到了良好的示范作用。實現(xiàn)生產(chǎn)追溯對客戶而言提高了產(chǎn)品生產(chǎn)過程的透明度，對公司而言有效地提高了公司的客戶服務(wù)能力，從而提升公司的市場競爭能力。

摘自《自動化博覽》2020年7月刊