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1　項目概況

廣東某家具定制有限公司是中國實木定制行業(yè)的領(lǐng)先品牌企業(yè)，在東莞、廣州、北京、天津建立了四個大型現(xiàn)代化生產(chǎn)基地。2018年在江西省宜春市建設(shè)高端家具定制智能化工廠，生產(chǎn)的產(chǎn)品有衣柜、櫥柜、木門等，涉及實木及板式家具定制。本項目主要圍繞江西工廠整廠的生產(chǎn)信息化建設(shè)，同時包含整個集團(tuán)公司的生產(chǎn)計劃排產(chǎn)功能。

客戶的產(chǎn)品生產(chǎn)模式是大批量多品種個性化，訂單包含的產(chǎn)品生產(chǎn)周期相差大，產(chǎn)品外購等復(fù)雜因素導(dǎo)致制造部門不能向業(yè)務(wù)部門回答何時準(zhǔn)時交貨、以及制造部門難準(zhǔn)時交貨；各個生產(chǎn)子系統(tǒng)孤立，數(shù)據(jù)未實現(xiàn)共享與交互，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。生產(chǎn)信息化系統(tǒng)如何與相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行全面的信息集成，有效地解決與ERP系統(tǒng)、拆單系統(tǒng)、排版優(yōu)化系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)、產(chǎn)線自動化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互問題是關(guān)鍵所在。

2　項目目標(biāo)

系統(tǒng)具體要實現(xiàn)的功能：

（1） 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)

·訂單數(shù)據(jù)管理

·產(chǎn)線設(shè)備產(chǎn)能維護(hù)

·物料數(shù)據(jù)管理，包括板材庫存、封邊帶庫存、五金庫存數(shù)據(jù)維護(hù)等

·工廠生產(chǎn)日歷管理

·產(chǎn)品BOM數(shù)據(jù)管理等

（2） 排產(chǎn)排程

·銷售訂單詢期

·主生產(chǎn)計劃主生產(chǎn)計劃包括制定集團(tuán)訂單生產(chǎn)計劃和工廠級揉單批次計劃。

集團(tuán)訂單生產(chǎn)計劃實現(xiàn)的功能是根據(jù)訂單區(qū)域及工廠產(chǎn)能分配訂單及訂單生產(chǎn)次序到具體工廠。

揉單批次計劃是針對分派到具體工廠的訂單進(jìn)行揉單生成作業(yè)計劃，細(xì)分功能有訂單篩選、訂單組批優(yōu)化、生成揉單批次、批次重揉、物料庫存預(yù)警、機(jī)臺物料配送計劃、產(chǎn)品包裝計劃等。

·重調(diào)度功能等

細(xì)分功能有訂單插單、工單重揉、計劃重排、計劃調(diào)整等。

（3） 生產(chǎn)進(jìn)度管理

·生產(chǎn)進(jìn)度追蹤

細(xì)分功能有訂單進(jìn)度追蹤、工單進(jìn)度追蹤、工位進(jìn)度追蹤、在制品追蹤等。

·生產(chǎn)統(tǒng)計

細(xì)分功能有訂單齊套統(tǒng)計、工位/工序班、日、月生產(chǎn)統(tǒng)計等。

·產(chǎn)品追溯

（4） 物料管理

·物料拉動細(xì)分功能有物料缺料叫料、配送、校驗、回流等。

·補料管理

·開料余料管理

·成品入庫管理等

（5） 設(shè)備管理

·設(shè)備臺賬

·設(shè)備維修管理

·設(shè)備保養(yǎng)管理

·設(shè)備OEE

·刀具管理等

（6） 質(zhì)量管理

· 產(chǎn)品維修管理  

· 產(chǎn)品報廢管理  

· 產(chǎn)線直通率等

（7） 人員管理

·人員上下崗管理

·生產(chǎn)班、日、月工時、計件統(tǒng)計等

3　解決方案

3.1　系統(tǒng)架構(gòu)

新型五級架構(gòu)中，KingFusion3.5產(chǎn)品實現(xiàn)SCADA、MES、ALS、APS功能，其中APS系統(tǒng)實現(xiàn)集團(tuán)訂單排產(chǎn)及分廠揉單批次排產(chǎn)功能，ALS系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)線作業(yè)排序，MES系統(tǒng)實現(xiàn)進(jìn)度、物料、質(zhì)量、設(shè)備、人員、生產(chǎn)執(zhí)行管理，SCADA系統(tǒng)負(fù)責(zé)產(chǎn)線監(jiān)控執(zhí)行，需要對接的系統(tǒng)包含有ERP系統(tǒng)、拆單系統(tǒng)、排版優(yōu)化系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)等。

圖1 五級架構(gòu)

3.2　系統(tǒng)軟硬件部署

系統(tǒng)硬件主要由二臺主機(jī)、多臺顯示器和一個交換機(jī)組成，并連接在一個局域網(wǎng)內(nèi)。系統(tǒng)軟件部署：在一臺主機(jī)上部署KingFusion3.5工程服務(wù)、庫服務(wù)；第二臺主機(jī)上部署KingFusion3.5數(shù)據(jù)計算引擎、采集引擎以及WEB服務(wù)；產(chǎn)線看板數(shù)量若干個，KingSCADA負(fù)責(zé)產(chǎn)線生產(chǎn)監(jiān)控；KingIOServer負(fù)責(zé)采集工廠產(chǎn)線數(shù)據(jù)。

3.3　方案亮點

（1）準(zhǔn)確答復(fù)訂單交貨期。

（2）制定行之有效的生產(chǎn)計劃，系統(tǒng)能夠及時響應(yīng)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的插單，訂單取消，設(shè)備故障等異常狀況，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)計劃。

圖2 系統(tǒng)軟硬件部署

（3）產(chǎn)線作業(yè)排序，保證設(shè)備產(chǎn)能負(fù)荷均衡，協(xié)同生產(chǎn)，縮短訂單齊套等待時長，實現(xiàn)訂單產(chǎn)品同時出貨。

（4）制定合理的物料需求計劃及機(jī)臺物料配送計劃，及時物料庫存預(yù)警，實現(xiàn)物料的高效供應(yīng)。

（5）根據(jù)產(chǎn)品包裝規(guī)則，在系統(tǒng)內(nèi)制定合理的預(yù)包裝計劃，提高包裝箱的利用率，實現(xiàn)產(chǎn)品高效包裝。

（6）實時掌握生產(chǎn)動態(tài)，提高處理生產(chǎn)事件的反應(yīng)速度。生產(chǎn)調(diào)度人員及時了解生產(chǎn)中的細(xì)節(jié)，監(jiān)視生產(chǎn)活動，第一時間處理生產(chǎn)中發(fā)生的問題，提高生產(chǎn)管理的效率。

3.4　軟件平臺特性

（1）可靠性：保證分布式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完整性、一致性以及與相關(guān)系統(tǒng)信息交互的安全性。

（2）安全性：系統(tǒng)中提供了安全區(qū)、操作、級別、單位和用戶等安全配置內(nèi)容。所有模型、數(shù)據(jù)對象、可視化圖形對象等都需要配置安全屬性，只有授權(quán)用戶才能訪問相關(guān)內(nèi)容。

（3）可集成性：實現(xiàn)與不同廠商之間系統(tǒng)的集成以及對企業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng)的保護(hù)。

（4）可擴(kuò)展性：不但可在一個工廠內(nèi)擴(kuò)展其功能，而且可擴(kuò)展到其它制造工廠以及產(chǎn)品制造生命周期的其它階段，從而滿足各種復(fù)雜的制造需求。

4　典型功能

4.1　生產(chǎn)可視化

生產(chǎn)可視化展示內(nèi)容有日計劃批次進(jìn)度、日計劃訂單進(jìn)度、批次計劃生產(chǎn)最近TOP10進(jìn)度、訂單交期最近TOP10進(jìn)度，產(chǎn)線產(chǎn)品一次合格率情況、物料配送計劃執(zhí)行情況等。

“批次進(jìn)度詳情”展示產(chǎn)線正在進(jìn)行的批次信息，以及產(chǎn)線線平衡率。

“訂單進(jìn)度詳情”展示產(chǎn)線已完成訂單信息、未完成訂單信息以及未完成訂單產(chǎn)品在產(chǎn)線的具體位置信息。

4.2　計劃排程模塊

該工廠在計劃排程方面的需求有評估銷售訂單交期、制定揉單批次計劃、制定物料需求計劃、制定機(jī)臺物料配送計劃、制定產(chǎn)品包裝計劃。

（1）訂單詢期計算

根據(jù)詢期訂單的板材規(guī)格對訂單進(jìn)行分解，得到需要在工廠主線生產(chǎn)和輔線生產(chǎn)的板材數(shù)量，再根據(jù)主線、輔線生產(chǎn)能力以及工廠日歷，在不影響已接訂單交貨期的情況下，將詢期訂單分別插入到主線和輔線產(chǎn)能未飽和的時間段，得到詢期訂單最早可以完成生產(chǎn)的時間。

（2）揉單

包括訂單挑選，訂單組批，批次的生成。批次生成后，排版優(yōu)化軟件對批次優(yōu)化后，得到每個批次的優(yōu)化率，人工審核優(yōu)化率，對優(yōu)化率不通過的批次進(jìn)行批次重揉計算，對批次進(jìn)行更新，重新計算并審核優(yōu)化率，直至所有開料批次的優(yōu)化率審核通過，得到滿足優(yōu)化率的所有開料批次。

（3）包裝算法計算

根據(jù)計劃周期內(nèi)的生產(chǎn)任務(wù)給出具體的包裝計劃，包裝計劃的生成需要考慮按訂單號同種產(chǎn)品同種規(guī)格的板材優(yōu)先放在一包，具有包重量跟包高度限制，以及板材疊放約束，包括大板件在下，小板件在上，除頂層外同層板材高度一致等約束，包裝算法在滿足上述約束的條件下需提高板材包裝裝載率，最終得到每個包裝號具體裝載的訂單號、板材規(guī)格以及每塊板材具體的空間坐標(biāo)。

（4）插單計算

當(dāng)有緊急訂單出現(xiàn)需要進(jìn)行優(yōu)先生產(chǎn)時，所有正在加工的作業(yè)不能被中止，緊急訂單插入的時間點只能安排在已生產(chǎn)的任務(wù)之后，等待生產(chǎn)的任務(wù)之前，這樣訂單的插入會導(dǎo)致其他訂單可能不能按照已安排的時間節(jié)點進(jìn)行，因此對交期也會造成影響，所以在執(zhí)行插單之前，首先得對插單的影響進(jìn)行評估，調(diào)度員再根據(jù)訂單評估結(jié)果來確定是否執(zhí)行插單。

 4.3　生產(chǎn)進(jìn)度模塊

該工廠在進(jìn)度管控方面的需求是實現(xiàn)生產(chǎn)情況的實時追蹤、生產(chǎn)統(tǒng)計及產(chǎn)品追溯。生產(chǎn)進(jìn)度實現(xiàn)的功能有訂單進(jìn)度、工單/批次進(jìn)度、在制品追蹤、工位/序統(tǒng)計、訂單齊套統(tǒng)計、開料統(tǒng)計、包裝統(tǒng)計、產(chǎn)品追溯等。

（1）生產(chǎn)看板

生產(chǎn)看板用于指導(dǎo)車間生產(chǎn)，其中開料看板用于監(jiān)控開料生產(chǎn)實時進(jìn)度與開料生產(chǎn)所需的輔助操作，包括物料叫料，物料回流，工單計劃與配送計劃查詢。

（2）訂單進(jìn)度

對訂單結(jié)構(gòu)各層級進(jìn)行進(jìn)度的統(tǒng)計分析，追蹤訂單未完成部分信息。

（3）生產(chǎn)線工單生產(chǎn)線工單追蹤是追蹤工單在產(chǎn)線上的完成情況。

（4）開料進(jìn)度

以甘特圖的形式實時展示開料計劃與實際完成情況，實現(xiàn)計劃追蹤的直觀視覺體驗。

（5）工位統(tǒng)計

用于統(tǒng)計工位班、日、月生產(chǎn)完成情況。

4.4　物料管理模塊

物料拉動，包括堆垛物料盤點追蹤與生產(chǎn)叫料、物料配送與校驗追蹤、物料回流追蹤和生產(chǎn)補料追蹤等；工廠產(chǎn)品實時追蹤，包括工廠在制半成品追蹤、開料余料追蹤、包裝號生成追蹤、成品堆垛完成追蹤等；物料統(tǒng)計分析與追溯，包括原材料物料回流記錄、產(chǎn)品包裝完成記錄、成品入成品庫記錄等。

（1）補料信息

補料信息用于指導(dǎo)產(chǎn)線生產(chǎn)對報廢產(chǎn)品的補料。

4.5　質(zhì)量管理模塊

產(chǎn)品維修記錄、產(chǎn)品報廢記錄、產(chǎn)線產(chǎn)品直通率統(tǒng)計。

（1）產(chǎn)品直通率

產(chǎn)品直通率統(tǒng)計產(chǎn)線產(chǎn)品從首工序至末工序一次合格到底（未進(jìn)入返修）的概率。

4.6　設(shè)備管理模塊

設(shè)備管理部分功能有設(shè)備維修、設(shè)備保養(yǎng)、設(shè)備OEE、刀具管理等。

精彩觀點

北京亞控科技發(fā)展有限公司市場部經(jīng)理張碩

自動化博覽：亞控科技的工業(yè)軟件主要應(yīng)用在哪些行業(yè)？近期發(fā)展情況如何？有哪些突出成績？

張碩：亞控科技可為廣大設(shè)備層廠商、自控系統(tǒng)集成商、MES實施商、最終用戶提供實時數(shù)據(jù)采集軟件平臺、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)存儲分析軟件平臺、生產(chǎn)監(jiān)控軟件平臺和MES軟件平臺系列化的完整產(chǎn)品線和解決方案，亞控科技產(chǎn)品及方案現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于市政、家具、電子材料、汽車及其零部件、制藥、紡織、印染、電力、礦山、物流、汽車、大型設(shè)備等行業(yè)。

亞控科技自2016年發(fā)布MES產(chǎn)品KingFusion，近幾年來在電子材料、汽車及其零部件、家具等行業(yè)取得了重大的進(jìn)展，形成了行業(yè)化可大規(guī)模復(fù)制推廣的智能制造解決方案，引起市場的強(qiáng)烈反響，公司的MES平臺收益實現(xiàn)了每年翻倍的迅猛增長。如亞控開發(fā)實施的鋰電行業(yè)智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)解決方案，能夠有效采集、整合廠區(qū)所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程全程自動采集、跟蹤，實現(xiàn)廠區(qū)生產(chǎn)流程、工藝流程物料智能調(diào)度，建立質(zhì)量管理體系以及完整的質(zhì)檢機(jī)制并對廠區(qū)設(shè)備進(jìn)行智能管理，綜合提高生產(chǎn)執(zhí)行效率，實現(xiàn)生產(chǎn)管控一體化，提高企業(yè)的管理效率和盈利水平。

自動化博覽：近年來，亞控科技在工業(yè)軟件方面的技術(shù)創(chuàng)新有哪些？核心的特點和競爭優(yōu)勢是什么？

張碩：亞控科技經(jīng)過多年的摸索和實踐，自主研發(fā)出的管控一體化全組態(tài)平臺KingFusion，可幫助企業(yè)快速完成MES相關(guān)解決方案的開發(fā)與應(yīng)用，解決企業(yè)信息孤島問題，實現(xiàn)生產(chǎn)協(xié)同；同時能夠降低企業(yè)自動化系統(tǒng)的使用門檻，大幅度提高企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度、質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

KingFusion繼承了亞控獨有的“組態(tài)化”思維，極具創(chuàng)新性的集管、控于一體。相比于目前市場上常見的MES平臺，有著易學(xué)易用、技術(shù)門檻低、實施周期短、可大規(guī)模推廣的核心優(yōu)勢。

自動化博覽：您如何看待工業(yè)軟件向平臺化進(jìn)化這一趨勢？亞控科技正在如何應(yīng)對？

張碩：隨著國家制造業(yè)整體發(fā)展水平的提升，以及國家工業(yè)強(qiáng)國的戰(zhàn)略部署，未來工業(yè)軟件平臺化的趨勢會越來越大，工業(yè)軟件的部署方式也將逐漸從企業(yè)內(nèi)部轉(zhuǎn)移到外部，會出現(xiàn)更多的可組態(tài)化、可復(fù)制的工業(yè)組件模塊，因此工業(yè)軟件的功能和作用在云端將發(fā)揮出更大的促進(jìn)作用，同時工業(yè)軟件的架構(gòu)、開發(fā)模式、運營方式也將進(jìn)化得更為高級、完善，門檻也會相應(yīng)降低，會加速兩化融合，提高軟件的生命力。

2019年，亞控推出了自主研發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺WellinCloud，將產(chǎn)品線擴(kuò)展到云、地、端三層，成為擁有“終端連接+邊緣計算+云端存儲+大數(shù)據(jù)分析+應(yīng)用服務(wù)”等端到云的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺供應(yīng)商。該平臺以亞控科技自主創(chuàng)新的新一代時空數(shù)據(jù)庫為設(shè)計理念，具有 “端-邊-云”一體化的核心優(yōu)勢，采用完全配置化模式，讓大量無編程基礎(chǔ)而又深懂業(yè)務(wù)的企業(yè)內(nèi)工程師可以量身定制工業(yè)APP。

自動化博覽：自動化行業(yè)中，越來越多的企業(yè)將自己定位成軟件公司，拋開其原有的產(chǎn)品提供商身份，向解決方案提供商、軟件服務(wù)商的方向發(fā)展。您如何看待這一現(xiàn)象？未來又將如何應(yīng)對同時提高自身競爭力？

張碩：亞控科技作為工業(yè)軟件平臺提供商，近年來已經(jīng)看到越來越多的企業(yè)基于自身的業(yè)務(wù)成立相應(yīng)的軟件公司，因為熟知自身的業(yè)務(wù)，利用開源技術(shù)、招高級程序員的方式定制開發(fā)的系統(tǒng)，確實可以建立短期的優(yōu)勢。這樣的系統(tǒng)從長期發(fā)展來看，都面臨著維護(hù)成本高，變更困難，跨行業(yè)移植困難等問題。

軟件信息系統(tǒng)的建設(shè)需要整個生態(tài)的支撐，有人專門提供平臺，有人專門提供解決方案，有人專門提供服務(wù)。不同的企業(yè)在不同的業(yè)務(wù)領(lǐng)域深耕，各司其職。當(dāng)一個公司業(yè)務(wù)發(fā)展壯大以后，很難把平臺、解決方案和服務(wù)都做好。

亞控一直以來作為工業(yè)組態(tài)軟件平臺供應(yīng)商，公司目前有6大解決方案事業(yè)部，十大營銷中心，超過200名員工進(jìn)行平臺和解決方案的推廣，這套營銷體系的建立花費了十年的時間，我們通過自己做行業(yè)標(biāo)桿項目來完善產(chǎn)品的同時向廣大用戶推廣我們的解決方案，亞控最終會跟行業(yè)內(nèi)的系統(tǒng)集成商、最終用戶一起合作，因為亞控的優(yōu)勢在于平臺和軟件服務(wù)，行業(yè)的know-how一定由行業(yè)的專業(yè)合作伙伴來完成。

未來亞控會一直投身于平臺產(chǎn)品的研發(fā)，不斷提高平臺的易用性和性能，2016年亞控成立的研究院專門研究高級排產(chǎn)算法，組態(tài)平臺+算法服務(wù)將是亞控的核心競爭力，亞控歡迎行業(yè)內(nèi)更多的合作伙伴跟亞控一起共建全組態(tài)生態(tài)，協(xié)同共贏。

摘自《自動化博覽》2019年8月刊