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MES 在批量生产型企业中的应用

范文

梁磊林彤冯军林瑞燕

摘要：随着“中国制造2025”、工业互联网等推进，生产车间也正在向自动化、智能化、信息化方向发展。国机智能科技有限公司通过实施ERP系统、MES系统，配料密炼系统，建设具有自动化、数字化等特色的智能型生产车间。

关键词： MES;ERP;智能生产;计划

中图分类号：TP311? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）21-0248-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 MES 系统

MES（Manufacturing Execution System）即制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，是一个用来跟踪生产进度，库存使用情况，工作进度等信息流。MES系统可以为企业提供包括制造数据管理、计划排产管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工具工装管理、生产过程控制，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台，降低生产管理成本。

2 企业信息化现状

新能源公司是国机智能科技有限公司下属是专注于研发和生产新能源汽车配套用密封件的批量制造型企业。目前使用ORACLE ERP的销售、采购、库存、财务、生产等管理模块。ORACLE MRP 自动分解销售订单需求，将生产需求传递至制造部门，计划员根据生产任务的数量和交期，结合车间已安排的生产任务进行完工日期的确认和沟通，确认无误后，将生产任务拆分为若干生产计划，并在ERP系统中录入生产计划，手工完成硫化工序排产下发至车间。生产现场管理涉及以下5个维度：

1）生产领料：PC端扫描枪扫描领料单条码，在ERP录入发料数;

2）生产投料：PC端扫描枪扫描工单条码，在ERP录入投料数据或通过PDA扫描工单条码、物料条码，完成投料，并将投料事务处理同步至ERP;

3）工序移动：通过PDA扫描，完成工序移动，支持工序完成、工序报废、工序返工，将工序移动事务处理同步至ERP;

4）完工检验：PC端条码枪扫描工单条码，在ERP录入完工检验结果;

5）完工入库上架：通过PDA扫描，完成完工上架至指定库位，将完工事务处理同步至ERP。

在工作过程中，逐渐发现现有ERP系统对于生产现场管理，产品质量追溯，产能控制等方面做不到“精细化管理”，主要表现在以下几个方面：计划人员手工编制生产计划，效率较低;工序传递只能通过条码系统进行数据读写，可传递的信息量有限; 生产过程中模具、工装设备、机台设备做不到有序统筹管理。

3 MES系统实施应用

新能源公司为了优化现有生产现场过程管理，对设备、人力、计划进行有效的全面统筹，提升公司的产品质量、生产效率和质量追溯等方面的信息管理，构建数字化智能生产车间。经过选型评估，选定BJ研究院自主研发的iMES-100产品为整体架构，集成ERP和自动配料系统，搭建智能车间管理系统。

3.1系统实现目标

项目根据需求，制定以下业务目标：

计划排产：通过MES制定准确、可执行的生产计划，安排生产机台、生产人员及各种原辅材料的领用和产出时间。

生产管理：实现按机台生产，并实时了解订单生产进度情况，对生產过程进行管理，包括工单派工、工单生产执行状况、物料使用情况等进行统计管理。

配料纠错管理：通过物料条码化管理，密炼机设备安装配料小药箱，根据获取到的工单信息，配料系统自动核对物料清单，配料准确率达100%。

质量追溯：生产过程中对半成品胶料以条码进行记录，出现不良时可通过系统快速追溯。

设备自动取数：设备通过PLC控制模块，将读数到的数值自动写入MES系统。

数据整合：实现MES与公司已建ERP系统结合，通过配料系统+ERP+MES，实现信息系统对制造过程管理的拓展和深化，满足智能制造工厂要素条件。

3.2 流程功能点设计

以混炼胶生产序为例，展示MES系统功能点设计

（1）在制订混炼胶需求计划时，制造部在ERP中创建混炼胶生产计划，如下图所示。

ERP以一车为一个生产计划，如果需要生产多车混炼胶，则需要创建多个生产计划。ERP的混炼胶生产计划创建后，通过接口将【生产计划号】、【产品编码】、【产品名称】、【需求重量】、【开始时间】、【结束时间】等信息传给MES，MES根据接收的信息自动创建对应的多个混炼胶生产计划。生产计划创建后，其状态为【计划】。

（2）制造部指定产品工艺并下达生产计划。在混炼胶生产的前一天，制造部需要指定每个生产计划中的【产品工艺编码】，MES提供批量指定产品工艺的功能。制造部确认每个生产计划中的【生产计划号】、【产品编码】、【产品名称】、【需求数量】、【单位】、【开始时间】、【结束时间】等信息后，对生产计划进行下达，下达后生产计划状态变为【下达】，同时，MES对每个生产计划生成【生产批次号】。生产计划下达后，MES自动为每个生产计划生成对应的作业计划，该作业计划的状态为【计划】。

（3）批量设置作业计划工序的开完工时间。作业计划生成后，制造部需要设置作业计划的各工序开完工时间。在首段工序的【开始时间】中输入具体到时分的开工时间，其他工序根据各自工序的定额工时顺序计算。例如，制造部指定了炼胶的开工时间，系统会根据定额工时为其自动设置后续过滤前检验、过滤、过滤后检验工序的【开始时间】和【结束时间】。如果需要可以进行手动调整。MES提供批量设置开完工时间功能。

（4）批量确认下达作业计划至各班组。生产当天，制造部下达作业计划，MES自动生成派工单，并自动发到各个工序对应的班组，这时作业计划转为【下达】。派工单不派工到具体的人，且一个生产计划的每个工序只产生一个派工单。当混炼胶生产完毕并且工人报工后确认完成，则生产计划状态变为【完成】，同时反馈ERP系统。

（5）作业计划派工后，MES生成各个工序的作业派工单并下发至对应生产班组，这时每个派工单的状态都为【生成】。制造部打印混炼胶随序卡并发给炼胶工人，炼胶工人会在炼胶完成后将随序卡放置在各车混炼胶上。随序卡上包含【生产批次号】和【产品编号】等信息。

（6）炼胶组现场工人在MES接到炼胶作业派工单后，批量选择当前要执行的炼胶派工单，点选【开工】。然后工人在密炼系统中创建“【生产批次号】-A”和“【生产批次号】-B”两个密炼任务，分别代表一段炼胶任务和二段炼胶任务。

（7）操作工人根据密炼系统提示进行炼胶，炼胶完成后，操作工人对混炼胶称重后在MES中录入，执行报工操作，MES通过接口访问密炼系统的数据库，获取该生产批次号在密炼系统数据库下的【物料名称】、【物料重量】、【物料批次号】、【炼胶开工时间】、【炼胶结束时间】、【温度曲线】、【压力曲线】、【转速曲线】等信息，更新MES报工记录，完成报工。

（8）操作工人将随序卡置于对应混炼胶中，在MES中执行完成密炼派工单操作，该作业派工单状态转为【完成】。MES将该作业计划的【物料名称】、【物料重量】、【物料批次号】等信息传给ERP，ERP生成物料消耗记录。

（9）质管部在进行过滤前检验工序前需要在MES的过滤前检验派工单上执行【开工】操作，然后对混炼胶进行检验，检验后在MES中对报工单录入检验结果，完成检验并报工，报工后该检验工序派工单转为【完成】状态。

（10）炼胶组执行过滤操作。

炼胶组在MES的过滤派工单上执行【开工】操作，然后对混炼胶进行过滤，每过滤完一个车次后进行一次称重报工，报工后操作工人可執行完成操作，使过滤工序派工单转为【完成】状态。

（11）质管部执行过滤后检验操作。

质管部在进行过滤前检验工序前需要在MES的过滤前检验派工单上执行【开工】操作，然后对混炼胶进行检验，检验后在MES中对报工单录入检验结果，完成检验并报工，报工后该检验工序派工单转为【完成】状态。当末序派工单完成后，MES会对整个生产计划的生产信息和质量信息进行更新，该混炼胶生产计划也转为【完成】状态。MES将【生产批次号】、【用途】等信息传送到ERP中，ERP生成混炼胶入库记录。

（12）MES中生产计划下达后，ERP中生产任务时间节点的更变将不会影响MES中生产指令的时间节点。生产计划确认后，计划时间节点将不允许修改，否则无法统计计划是否按时完成或是否延期等执行状态。

4 结论

新能源公司通过实施建立了MES系统与ERP系统相结合的生产数字化生产管理应用平台，实现了对企业整个生产过程进行监控和管理，从生产计划下达开始，生产过程控制，对企业生产过程产生的主要参数进行监控，使得企业管理人员能够实时、准确地了解一线生产信息。实现了过程的量化管理，成本和质量的动态跟踪，一定程度上提升级了现场管理能力。

【通联编辑：闻翔军】

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