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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，企業具備基本MES需求，但是企業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。其主要特點表現為快速實施、快速見效、支持云端部署、支撐服務器部署、無需企業自身做出大的調整。目前已在多家企業進行部署實施并取得良好的運行效果和經濟效益。

1、行業發展趨勢

隨著經濟的快速發展和社會建設水平的不斷提升，我國的機械加工制造行業發展速度不斷加快，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。從行業自身上分析，機械加工制造行業對于國家生產、生活條件的改善，具有決定性的作用，要加強新技術的充分利用，加強對行業的動態掌握。

（1）新技術源源不斷地融入

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

（2）行業規范持續健全

機械加工制造行業在近幾年的發展狀態非常良好，在行業規范上，展現出持續健全的狀態，很多方面的工作都取得了非常不錯的成績。首先，機械制造行業的規范健全后，各類產品的數量、質量等，均獲得了充分的保證，確保用戶在使用機械產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，對于生產生活的改善，起到了積極作用。其次，行業規范表現為健全狀態，意味著假冒偽劣的產品大幅度減少，消費者可以放心購買自己喜歡的機械產品。在此種狀態下，機械加工制造行業能夠創造的經濟效益、社會效益，也會大幅度地提升，促使地方社會的長久發展，表現為良性循環的狀態。

2、行業生產現狀及需求分析

當前機械加工類生產車間生產現狀分析：

（1）當前機械加工類生產車間多為離散型生產，車間內生產數據沒有聯網，所有設備的數據都是孤立的；

（2）設備種類繁多，同種設備可以加工不同型號的產品，并且產能不同；

（3）同種產品的同一工序也可以由不同的設備進行加工，柔性非常大；

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

（5）車間大多數工位由1人負責兩臺或多臺設備；

（6）車間生產所有流程均由紙質文檔簽字后生效；

（7）產品在生產過程中沒有記錄，事后無法追溯。

3、機加工類輕量化MES主要實現目標

通過機械加工制造類輕量化MES信息化建設主要實現如下目標：

（1）實現工廠產品和生產設備的數字化建模，實現產品工藝信息由紙質管理向數字化管理方式轉變，成為工廠信息化的數據基礎。

（2）實現工廠生產線的產品追溯功能。實現由產品追溯到包括加工設備、加工工藝、加工人員以及不良狀況等信息。

（3）實現工廠生產線工藝管控。對生產過程中的批次產品，進行生產工藝校驗，根據工藝流程，校驗關鍵工序、是否有漏掉的工藝等等。

（4）實現工廠的設備管理。在系統中建立設備信息，并根據工廠建立設備點檢、設備保養、維修流程及其通知管理。

（5）實現工廠人員管理。通過采集生產過程信息，實現生產過程信息和人員考核信息統計以實現人員管理。

（6）實現工廠的質量管理。建立不良品處理及返修流程，并可以對不良品進行數據統計及查詢。

4、機加工類輕量化MES主要功能模塊介紹

系統總體設計架構如圖1所示。

圖1 系統總體架構

從系統架構上系統主要分為三個層級：數據采集層、MES系統層、信息系統層。

數據采集層：主要完成現場生產過程數據的自動采集和人工數據的錄入，數據包括設備狀態數據、產品批次數據、工藝參數數據、產品質量數據、設備報警數據等。

MES系統層：MES層包括生產計劃、生產過程、設備管理、質量管理、人員管理、生產報表、系統維護等內容后臺服務及數據存儲、工程開發、數據安全管理。通過MES客戶端，向各生產部門、職能部門推送所需數據和可視化界面。

信息系統層：主要是企業的ERP等信息管理系統，MES從信息系統層獲取訂單數據，指導工廠進行生產。

系統網絡架構圖如圖2所示。

圖2 系統網絡架構圖

系統分為兩層網絡架構，即生產網和管理網。

生產網中主要是企業硬件設備的數據采集、系統終端展示、車間看板展示等部署，通過車間網絡將數據上傳至生產網內的信息化管理中心服務器。

生產管理網部署MES服務器，進行生產管控的業務邏輯實現，業務數據分析、上傳、發布，生產管理者通過管理網查看生產狀況或下發計劃等，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功能數據流如圖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，還有切實的經濟效益。運用感知、網絡、控制等技術，全面實施生產制造各環節設備互聯、信息感知、數據集成、過程控制、制造執行等應用系統，推進產品配套企業信息系統的橫向集成，不斷提升生產制造的協同化、柔性化和智能化水平。基于MES傳動總成智能制造管理系統項目不僅提高了公司生產管理和客戶服務水平，還可以提高生產效率、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工藝流程復雜不一，在每一道生產工藝流程中，客戶最關心的工藝數據是和本工藝流程相關的產品尺寸。對于不同的產品，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者帶來了全新的挑戰，制造商必須快速、靈活地進行定制化生產，而實現這個目標的關鍵就是數據。通過對產品完整生命周期的數據進行采集和分析，不僅客戶的需求能立即傳達給生產者，生產線也能依靠數據流轉實現柔性調整。公司產品可以根據用戶需求對產品進行定制化生產，需要對生產工藝進行管控，從而滿足客戶的質量需要。

（2）實現了生產作業的標準化和生產管理的精細化。通過系統實現質檢要求與產品型號的緊密聯系，使得生產過程有據可查，工作操作無需人工查閱工藝文件，而是由系統根據產品型號直接進行提示，避免了人為因素在生產作業過程中帶來的差錯。

（3）MES系統提高車間故障響應效率，記錄維修和保養全過程，區分部門之間職責糾紛。

（4）優化在制品的管理。車間緩沖區存在大量的在制品，產品型號很多，數量不詳。進行盤點時，需要耗費大量的人力去進行統計，統計的準確性也無法保證。盤點完成之后，隨著生產的進行，在制品數量再次變得模糊。使用系統之后，系統中可以很直觀地查看到在制品的數量，在制品的信息精確到批次，隨著生產進行動態變化，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。過去大量的生產管理數據都是由人工進行填寫的紙質文件，部門間及各工序間信息流通極其不便。通過系統可以直接下達生產任務、監控作業進度等，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、一次通過率等統計信息，縮減大量的人力物力。

（6）能夠實現生產全過程的產品質量追溯。公司的“產品履歷表”集成了進度、工藝、質量、人員等多方面信息，是非常好的質量管理工具，之前受限于紙質形式，作用無法充分發揮。本系統實現了“產品履歷表”的電子化管理，通過對數據的關聯應用，提供了便捷有效的生產追溯能力，極大地提高了生產管理效率，降低了生產成本，為制造企業的精益管理起到了良好的示范作用。實現生產追溯對客戶而言提高了產品生產過程的透明度，對公司而言有效地提高了公司的客戶服務能力，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