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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇制造執行系統,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:制造執行系統;數據采集與集控;可集成MES
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)05-1144-03
1 概述
眾所周知,當前中國煙草行業正處在從傳統計劃經濟時代向以市場為導向的市場經濟時代邁進的過渡時期,面對經濟全球化、信息網絡化的新形勢,中國煙草行業將面臨日益加重的、來自國內外的雙重競爭與挑戰。為了更好地應對挑戰,中國煙草行業正在對傳統的管理體制、組織機構等進行一系列的重大變革,通過信息化,來改變傳統的生產經營模式,提高客戶的忠誠度,提高辦公效率和宏觀決策能力,全面提升煙草企業的管理水平,最終達到提升煙草企業整體競爭實力。目前,企業信息化建設已經形成了“政府推動,企業實施”的基本格局,企業對于企業管理系統信息化建設的思考已經不再是“上不上”的問題了,而是涉及“怎么上?如何上?”的戰略問題。那么如何搞好這一時期的企業管理系統信息化建設工作,真正以信息技術為支點,以信息化為突破點,推動企業的業務流程再造與組織結構重組,就成為一個新的課題就擺在我們煙草企業的面前[7]。
2 MES系統建設熱潮
當今時代,流程式的煙草企業,無論是多品種小批量生產、少品種重復生產還是主流產品大量生產的產品加工制造,內部管理都可能遇到以下一些問題:由于上層生產計劃管理受市場影響越來越大,明顯感到計劃跟不上變化,面對客戶對交貨期的苛刻要求,面對更多產品的改型,訂單的不斷調整,企業決策者認識到,計劃的制訂要依賴于市場和實際的作業執行狀態,而不能完全以物料和庫存回報來控制生產;另外,又如企業產品銷售得非常好,但是生產線上的工人卻沒有辦法按時按質交貨,企業管理人員則抱怨說車間生產現場信息交流不及時,管理不透明,指揮不到位等等。不能否認,以上這些情況正是我們大多數現代煙草企業目前所面臨的一個重要的問題,然而,針對這一現象,我們又能有什么有效的辦法來解決它呢?事實上,在國內的一些主要煙草企業早已進行著MES系統建設的應用實踐,找出任何影響產品質量和成本的問題,提高計劃的實時性和靈活性,同時又能改善生產線的運行效率,并隨著時間的推移,MES系統已逐漸被大多數煙草企業所認同。
作為企業信息化建設一個重要組成部分,MES系統所能帶來的巨大效益確實對很多企業具有相當大的誘惑力。根據美國生產與庫存控制學會(APICS)的不完全統計,企業成功地運用一個MES系統,平均可以為企業帶來如下經濟效益:
1)庫存下降30%~50%。因為它可使一般用戶的原輔料和備件庫存投資額減少40%~50%,庫存周轉率提高50%。
2)采購提前期縮短50%。采購人員有了及時準確的生產計劃信息和采購信息,就能集中精力進行價值分析,貨源選擇,研究談判策略,了解生產問題,縮短了采購時間和節省了采購費用。
3)制造成本降低12%。由于原輔料和備件庫存費用下降,勞力的節約,采購費用節省等一系列人、財、物的效應,必然會引起生產成本的降低。
4)停工或故障減少60%。由于原輔料及備件需求的透明度提高,計劃也作了改進,能夠做到及時與準確,原輔料及備件也能以更合理的速度準時到達,因此,生產線上的停工或設備故障現象將會大大減少。
5)延期交貨減少80%。當庫存減少并穩定的時侯,用戶服務的水平提高了,使使用MES企業的準時交貨率平均提高55%,誤期率平均降低35%。
6)管理水平提高,管理人員減少10%,生產能力提高10%~15%。
由以上的數字可以看出,MES系統無論是在煙草加工企業界內,還是在制造行業企業界都掀起了一場關于制造業管理思想和管理技術的革命。可見,這一新的管理方法和管理手段正在以一種人們無法想象的速度在中國煙草企業中如火如荼地被應用和發展起來了 [3-6]。
3 MES系統可集成平臺模型
3.1 MES系統定義
制造執行系統協會(Manufacturing Execution System Association,MESA)也給MES做出定義:“MES能通過信息傳遞,對從計劃或訂單下達到產品完成整個的生產過程進行優化管理。當工廠里面有實時事件發生時,MES能對此及時做出反應、報告,并用當前的準確數據對它們進行指導和處理。這種對狀態變化的迅速響應使得MES能夠減少企業內部沒有附加值的活動,有效地指導工廠的生產運作過程,從而使其既能提高工廠及時交貨能力、改善物料的流通性能,又能提高生產回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行為的關鍵任務信息。”
對于MES的定義強調了以下三點:1) MES是對整個車間制造過程的優化,而不是單一解決某個生產瓶頸。2) MES必須提供實時收集生產過程數據的功能,并做出相應的分析和處理。3) MES需要與計劃層和控制層進行信息交互,通過企業的連續信息流來實現企業信息集成[7]。
3.2 MES可集成平臺模型
可集成的MES系統結構分為以下三個層次在得到企業外部的供應鏈模式之后,還需對企業內部根據業務分析需求而進行功能模型設計,對系統按照功能分“層”,而在實現的時候則也要按照計算機、網絡系統而分“層”。
1)計劃層:包括經營決策級和企業計劃級。主要功能模塊:生產經營決策;長期、中長期生產計劃編制;財務管理;人力資源管理;采購分銷;成本管理;庫存管理;定單處理;輔助決策等。
2)執行層:包括車間生產級和生產調度級。主要功能模塊:生產調度和作業;質量管理;人員和設備管理;物料追蹤和產品追蹤;對運作過程的分析。
3)控制層:包括過程控制級、設備控制級和檢測驅動級。主要功能模塊:生產線范圍的監控;自適應控制;設備控制;現場各種信號檢測和數據采集。
4 MES系統在煙草企業信息化中的定位
4.1 層次定位
對于一個煙草企業,如果僅僅從生產工廠的視角來分析其在競爭中所處的地位,顯然是短視的。即使是最好的MES解決方案,對于整個企業來講,也不過是提供一個相對狹窄的視角,缺乏在管理層為進行決策支持所需要的生產執行數據的廣度和深度。這就啟示我們,完整的、能夠引導一個企業保持長期的業務利益和價值的企業信息系統,必須是生產過程控制系統、制造執行系統MES和企業資源計劃系統ERP三者協同作用的整合。
MES處于計劃層的ERP與控制層的各自動控制之間,承上啟下,是企業信息化建設的中堅,也是將各個系統關聯起來的紐帶。
MES層次定位圖如下所示:
圖3 MES層次定位圖
在企業信息系統中,只有整合生產過程控制、制造執行系統MES和企業資源計劃系統ERP,使得將數據信息從產品級(基礎自動化級)取出,穿過操作控制級,送達管理級,通過連續信息流來實現企業信息全集成
4.2 業務定位
根據煙草企業的特殊的制造生產過程,可以把MES系統業務框架定義為如下5點:
1)構建一個全廠包括制絲、卷包、動能及相關職能管理部門的生產調度指揮中心;
2)構建一套全廠的以預防維護保養和設備維修經驗庫為基礎的設備維保評價體系;
3)構建一套全廠在線質量控制分析和質量過程統計分析與控制體系;
4)構建一套全廠在制品和成品的在線成本控制體系;
5)構建一套完善的全面動態可視可控的產品生產過程實時追蹤和反饋體系:
①形成一個從原材料檢驗到制絲投料,到卷接包生產及產品質量反饋的縱向信息鏈;
②形成一個產品生產過程中各工藝段的設備、生產、質量、成本、人員、工藝文件等軟性資源狀況的橫向信息鏈;
③綜合集成以上兩個信息鏈,以設備管理單元(車間、區域、工藝、工序、機組、機臺、設備)為基礎對象,作為載體,其上集成軟性資源(如:設備、生產、質量、成本、人員以及生產實體的工藝文件、規程、標準、參數、經驗等資料)方面的各種實時狀態,形成一個實時動態的、縱橫交叉的、跨部門協同應用的現場生產信息網絡體系。
MES業務定位圖如下所示:
圖4 MES業務定位圖
4.2 功能定位
在功能方面,MES作用于生產制造過程管理,通過實時的生產數據應用,形成一個實時的計劃和執行系統。
因為有制絲、卷包等先進的控制系統存在,與其它MES系統不同,企業并不關心底層執行系統細節,其重點在于企業生產資源整合,通過對整個生產信息實時、全面地掌握,為合理利用企業生產資源,充分發揮生產設備的優勢,實現均衡生產,增加產品的產量、提高產品的質量及降低產品的成本而出謀劃策。
可實現煙草企業生產現場管理的四個轉變:
1)生產從被動指揮到實時調度的轉變;
2)設備從應急維修到預防為主的轉變;
3)質量從事后抽檢到在線控制的轉變;
4)成本從事后核算到過程控制的轉變。
4.3 信息定位
在信息方面,MES作為面向制造的系統,與其它管理系統、控制系統有密切關系,MES在其中起到了信息集線器(Information Hub)的作用,在整個企業信息系統結構中承上啟下,是架設在生產計劃和生產過程上的“橋梁”。
現代卷煙企業在可集成的MES平臺上的應用,將計劃和調度信息作為實時管理車間物流與工藝,并進行補償的基礎信息。可集成的MES系統管理包括生產現場數據采集,生產過程控制,物料、工作站和物料搬運裝置以及人力等車間資源的有效利用,實現基礎自動化和過程自動化。底層通過對制絲、卷接、包裝進行數據采集及集中控制,并建立物流煙葉配方庫、成品庫和輔料庫系統,實現與AGV自動送料小車的通訊,達到企業業務應用集中和數據集中兩大目標,生產過程數字化全面實施[1-2]。
5 MES系統的應用與實施
成功實施MES系統應該與成功實施其它信息化系統一樣要領導高度重視,要有組織和制度保障,要嚴格按照項目管理規范進行進度和質量控制外,根據信息實施經驗提出以下幾個重點工作:
1)生產管理咨詢和管理診斷要先行。實施MES系統的目的是實現現代化管理,因此首先應該對實施企業生產管理各環節進行管理診斷,并歸納那些問題可以通過MES項目解決,那些必須通過通過管理手段解決,確定MES項目目標和項目范圍。
2)軟件統一規劃,硬件分段實施。煙草工業企業生產控制系統現狀是供應商不統一,標準不統一,各控制系統數據無法共享,這都是實施MES系統無法逾越的瓶勁。解決這些問題需要有一個過程。目前煙草行業MES供應商分二大陣營,一是過去做上層管理系統供應商向下深入,一是底層控制系統供應商向上延伸,這兩個陣營的優點和問題都比較明顯,選擇任何一種供應商都會使MES系統建設有所偏頗,因此建議一是結合兩種供應商的優點由邀請第一種類型MES供應商或行業外MES供應商給煙草做企業全系統的MES規劃。二根據總體規劃邀請第二種供應商應該在統一規劃下進行底層控制系統完善和改造和MES層延伸,保證底層控制系統具備實施MES系統所備硬件基礎和一定軟件基礎。
3)對MES系統確定合理的期望值。煙草行業畢竟是專賣體制保護下的特殊的行業,與完全市場化的企業在管理上有不盡相同之處,同時煙草行業農產品作為原材料,制絲車間流程性生產,卷接包屬于離散性生產混和生產模式造成煙草行業工業企業在實施MES時,會遇到其它行業實施MES系統很難遇到的難題,而且在煙草行業實施MES系統依然是一個比較新工作,需要有一個適應和完善的過程,不能一步到位,需要不停的發現問題解決問題。因此作為先實施的企業要有一種犧牲精神和探索的精神。
6 結束語
卷煙企業MES系統在實施過程中,應建立有效的項目組織、配備相應的人員承擔有關工作,明確分工,明確職責,這是工程成功的重要基礎。同時,應充分借薦其它煙草企業的實施經驗,不斷進行改造完善 。
參考文獻:
[1] 接道良. 卷包車間的自動數據采集系統[J]. 煙草科技, 2005(7):17-20.
[2] 何善君, 陳志平. 卷包車間數據采集系統的設計與應用[J].煙草科技, 2009(10):26-29.
[3] 陳建明, 崔志明. 煙草行業綜合業務管理信息系統的設計與實現[J].蘇州大學學報(自然科學), 2002(18):25-26.
[4] 張思榮. 煙草企業的信息化與電子商務[J]. 煙草科技, 2002(5):14-15.
[5] 袁可風, 袁茜. 管理信息系統的開發與應用[J].江西科學, 2001(19):34-237.
2013年4月18日,由中國計算機報社主辦的“第六屆中國數據中心大會”在北京成功舉辦。本次大會面向數據中心領域的設備和服務商設立了產品和解決方案獎項,以鼓勵中國數據中心領域的優秀企業,從而積極推動中國數據中心產業的發展。其中,深圳市求卓科技有限公司(以下簡稱:求卓科技)以其在數據中心領域的專注和出色表現,獲得“2013年度中國優秀數據中心解決方案提供商獎”。
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關鍵詞:制造執行;管理系統;應用
中圖分類號:TP315
1 MES的產生、發展及其模型
1.1 單一功能的MES系統
MES系統在20世紀70年代后半期出現時只具備簡單的功能,比如:設備狀態監控系統,質量管理系統以及生產進度跟蹤、生產統計等功能,只能夠運用在一些個別問題上,不能提供完整的實施方案。與此同時,制造企業也分為進行ERP層與DCS層的使用工作,導致出現了橫向系統之間的信息孤島(island of information)以及MRP、MRPⅡ和DCS之間形成缺損環或鏈接(missing ring or link)等問題。
1.2 T-MES原型
為解決以上件簡述的問題,在20世紀80年代中期,生產現場的信息系統開始發展,生產進度跟蹤信息系統、質量信息系統、績效信息系統、設備信息系統以及整合已經達成共識。在生產現場開始發展的同時,過程控制系統和生產技術系統也在與時俱進,產生了由POP(生產現場管理,point of production)與SFC(車間級控制系統,shop floor control)組成的傳統的MES(traditional MES,TMES)。
1.3 處于信息化中間層的MES
20世紀90年代初期,將業務系統和控制系統集成在一起的制造執行系統的重要性,隨著工業的快速發展逐漸體現出來。簡單來說,制造執行系統就是一個特定系統集合的總稱,主要用來表現一些特定的功能的集合以及實行這些特定功能的產品。1992年,美國的AMR(advanced manufacturing research)公司提出了制造業的三層模型(3rd layer model)的概念(見圖1),清楚的敘述了每一層的功能和重要性,并把位于計劃層和控制層中間的執行層稱為MES。制造企業的神經系統主要由MES和上層的ERP(業務管理系統)以及底層的DCS(控制系統)組成,能夠把業務計劃指令傳達到生產現場,同時收集生產現場的信息,對信息進行及時的上傳、處理。MES不單單是管理生產現場工作,同時它作為上、下兩層之間傳遞信息的紐帶,起到連接現場層和經營層的作用,為制造企業帶來更多的生產效益。而MES是運用各種制造過程中的重要信息系統,他并非一個特定行業的概念。在制造行業中,ERP系統和DCS系統比MES起步來得早,大部分已經實現,但由于二者之間存在著空隙和夾縫,因此需要MES層將兩者進行有效合并,起到一個過渡的作用。最開始,MES沒有明確主要包含的范圍,所有無法確定的分配給其它層的應用程序和產品都歸屬到MES的范圍中,而這些產品主要是通過系統集成商針對某種特定的用戶進行開發的程序演變而來,并且通常都是針對某個特定的領域(如排產、質量、產品跟蹤等)的。
圖1 1992年AMR提出的三層模型
2 MES的應用現狀
2.1 國外應用廣泛且效益顯著
MES在國外的企業界和學術界中得到極大的關注,同時設立了以MES為核心的MESA協會,促進制造企業對MES的技術研究和推廣使用。MES在石油、化工、醫藥等制造業中開始運用,取得了巨大的經濟效益。在對MES使用統計報告中,可以知道在使用制造執行系統的制造企業中,平均制造循環時間降低了45%,數據錄入時間減少了75%,縮短了交貨周期32%,文檔以及紙介轉換量56%等,同時更好的促進國外的經濟發展,形成了一大批MES專業研發公司。
2.2 國內典型企業成功應用且正在推廣
系統是以控制層為基礎的一種生產制造過程的計算機在線管理信息系統。由于國內制造企業在生產過程中廣泛的應用DCS控制系統實現計算機控制,導致生產過程中人工管理已不適應現代化的管理方式,迫切需要計算機管理系統代替傳統的人工管理,為此,一些企業開始研究開發一寫簡單的生產管理系統,并且取得明顯的效果,從根本上加大了對MES的使用范圍,促進MES的廣泛運用。
3 MES發展趨勢
隨著我國制造業的逐漸強大,市場競爭愈來愈激烈,企業之間的市場競爭已逐漸演變為價值鏈之間的競爭。企業越發重視MES在制造過程中的應用,不斷的強調MES與企業內部的價值鏈以及其他系統人員的集成能力,就是為了更好的發揮其作用,利用企業內協同價值鏈中所有的實體共同完成制造企業的產品設計、供料、制造、運輸以及服務等工作。由于MES是協同制造中核心組成部分,因此更為注重向協同方向的轉變與發展。制造業的整體解決方案指的是以MES為核心,從而向制造企業中的管理系統之間的經營管理過程延伸的解決方法。隨著制造業的不斷發展,制造業的整體解決發方案也在不斷的完善。為此,國外的MESA協會改名為制造企業解決方案協會,(Manufacturing Enterprise Solution Association)。
由于MES的重要性逐漸顯現出來,開始在更多的企業開始推行,所以,MES的標準化研究得到更多的關注。如:ISA(International Fed-eration of the national standardizing Associations)的sp95系列標準,提出了MES標準模型和術語、對象模型屬性、制造信息活動模型、制造操作對象模型。
隨著市場競爭力越來越大,因此企業為了更好的提高自身競爭力,加強企業的影響力,企業對產品的質量、成本等方面要加大控制力度,提高要求,因此,給MES的帶來了巨大的壓力和挑戰。目前我國集成制造、敏捷制造等先進的生產模式在不斷的推廣使用,和技術的發展,MES將向智能化的方向發展。
4 結束語
綜合以上所述,MES是制造企業在計算機在線制造過程中的管理系統,它以計劃、執行、控制三層結構為基礎,它不但能夠幫助企業處理生產過程中產生的具有管理和生產雙重性質的信息,同時將生產信息和管理信息相互轉化,以及起到加工、傳遞的作用。MES某些程度上作為制造企業連接生產活動和經營活動的橋梁存在,幫助制造企業更好的提升其靈活性和實現全局優化。縱觀MES的發展歷程,不難看出,MES以由過去的單一化逐漸向現代化、協同化、智能化方向開始發展,同時,制造企業整體解決方案正在以MES為核心逐漸形成完善的方案。所以應在可持續發展的基礎上,把握我國制造業逐漸強大的良好時機,加大MES的技術研究力度,促進MES的推廣運用,盡快形成具有自主知識產權,并且符合我國制造業發展特點的制造執行系統,打造一套可行的制造企業整體解決方案。
參考文獻:
[1]陳杰,孫宇,張世琪.面向過程的制造執行系統的研究[J].高技術通訊,2009(12):37-40.
[2]夏敬華,陸寶春,陳杰.面向敏捷制造的AMCS研究[J].高技術通訊,2009(10):1-5.
關鍵詞:NES 信息化 護理競爭力
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)12(a)-00-01
現在的中國醫療服務正面臨著巨大的壓力,要面對日益激烈的同行競爭,還要面對日益苛刻的醫患需求,如何快速提高醫院的護理競爭力,很重要的一點是以信息化帶動服務化,加快信息化進程,走新型服務道路。
在目前的醫療信息系統中,以醫藥管理、醫患檔案管理與掛號為主,可以幫助醫院管理者合理地掌控藥品庫存,實現醫患病史共享以及方便醫患掛號,但是它幾乎不涉及醫院內部具體醫療活動的管理(比如醫務的執行,具體醫務治療的監督等)。醫院的信息化系統和醫療現場不能有效地集成,上層人員不能實時監控設備狀態和醫療結果,因此也就不能實施對現場的醫療調動,不能即時的回答醫患所提出的問題。同時,基層護理人員也因不能及時收到來自上層的正確指令,導致護理實施難度大,設備的工作狀態沒有及時調整。這形成了醫療護理計劃層和下層執行層的脫節,嚴重影響了醫療的進程。
針對這種情況,本研究首次提出護理執行系統(Nursing Execution System,NES )的概念。醫療執行系統是位于護理資源(醫生、護理人員、設備、藥品)計劃和底層醫療控制之間,面向實時醫務的護理管理技術與實時信息系統。NES強調護理計劃的執行,它在計劃管理層和過程控制層之間架起了一座橋梁,填補了兩者之間的鴻溝。
1 護理執行系統的定義
在借鑒制造業中制造執行系統的理念基礎上,本研究將提出的護理執行系統定義為:“NES能通過信息傳遞,對從掛號信息下達到醫患出院整個的醫療過程進行優化管理。當醫院里有實時事件發生時,NES能及時響應,并利用系統里的準確數據對醫務進行指導和處理。NES的這種迅速響應能減少醫院繁瑣的診斷過程,有效指導護理的運作過程,從而提高運作回報率。”
2 護理執行系統的功能
為了上述的目的,護理執行系統的功能主要包括:(1)護理資源配置(2)護理計劃和調度(3)護理檔案控制(4)護理數據處理(5)人力資源管理(6)護理質量管理(7)醫務過程管理(8)系統維護管理(9)跟蹤服務和記錄如圖1所示。
NES的9個功能主要如下。
(1)護理資源配置。對所有的護理療資源進行管理,包括設備、病床、藥品、醫生與護理人員等。實時記錄資源的狀態與歷史信息,以保證資源與醫務的配置。
(2)護理計劃和調度。制定護理計劃,并以護理任務等形式下發。根據系統預設的優先級、屬性、特征,對護理進行優化,使護理資源配置效益最大化。可以根據護理實際執行情況實時調整初始計劃,產生新的調度信息。
(3)護理檔案控制。對所有與醫患相關的資料進行歸納管理,包括掛號、病癥、處方、護理方案變更等,并存儲歷史數據。
(4)護理數據處理。實時采集醫務數據,可以人工錄入和自動采集。能夠自動處理醫務數據,為護理人員決策提供幫助。此外,該功能需提供與其他功能進行數據交換的接口,以便其他護理執行人員獲取醫療數據。
(5)人力資源管理。記錄員工的相關資料記錄在案,以便員工隨時可以查到實時記錄,同時與護理資源配置功能交互,以產生最優配置。
(6)護理質量管理。提供護理的實時分析,保證嚴格的護理質量控制。能夠發現潛在的質量問題,對出現的質量問題進行診斷、分析,并提出改進方法。
(7)醫務過程管理。監視整個醫療過程,并對醫護人員錯誤、疏漏的護理給予提醒。提供報警管理。
(8)維護管理。跟蹤整個護理過程,并作出相應的判斷,以維護護理醫院。要是有突發事件會迅速的做出反應。建立歷史事件和故障記錄數據庫,協助完成故障診斷。
(9)跟蹤服務和記錄。在醫院可以隨時查到醫患的狀況,以便進行下一步的護理。另外,醫患出院后通過跟蹤信息可以追溯護理歷史以及最終護理效果。
參考文獻
[1] 李清.制造執行系統[M].北京:清華大學出版社,2007.
【關鍵詞】中小型企業;MES;探討
1.國外現狀
當前國外中小企業信息化發展主要呈現以下幾大動向:強調技術應用與業務創新、管理創新相結合,利用信息網絡技術進行文件管理、員工考勤和生產時間管理、需求預測、庫存管理、合作設計、個性化定制,整合企業內部各種資源;以電子商務和外包切入,優化供應鏈。2006年以來,歐盟國家約有2/3的中小企業在網上尋找合適的供應商,在線開展詢價、采購/銷售確認等電子商務活動,其中,約有10%的中小企業已將公司的ICT系統與其供應商或大客戶聯網;ICT產品與服務廠商更加面向中小企業多層次需求,提供物美價廉、簡便宜用的信息化解決方案,創新中小企業服務模式;基于移動商務和移動支付等新技術的應用,對中小企業產生示范影響;重視中小企業信息化的宣傳教育和人員培訓;加強對中小企業信息化績效的測評和研究,提高中小企業信息化績效的顯示度(郭莉,2008)[1]。
2.國內現狀
而我國信息化應用于企業始于20 世紀80年代,在政府的正確領導和市場的催化下,經過20 多年的發展,我國中小型企業的信息化達到了一定水平,但是信息化程度普遍較低、集成度不高(見表1)。
中小型企業作為我國國民經濟信息化的重要組成部分,對整個國民經濟信息化有著極大的促進作用。中小企業由于在信息化上投入相對預算小,但又要求信息化系統符合小型企業的特殊性。隨著市場經濟全球化的到來,信息技術不斷進步,由于市場環境的變化和現代生產管理理念的不斷更新,一個中小企業能否良性運營,關鍵是使“計劃”與“生產”密切配合,企業和車間管理人員可以在最短的時間內掌握生產現場的變化,作出準確的判斷和快速的應對措施,保證生產計劃得到合理而快速修正。所以,ERP系統和現場自動化系統之間出現了管理信息方面的“斷層”,對于用戶車間層面的調度和管理要求,它們往往顯得束手無策或功能薄弱。比如面對以下車間管理的典型問題,它們就難以給出完善的解決手段:
2.1出現用戶產品投訴的時候,能否根據產品文字號碼追溯這批產品的所有生產過程信息?能否立即查明它的:原料供應商、操作機臺、操作人員、經過的工序、生產時間日期和關鍵的工藝參數?
2.2同一條生產線需要混合組裝多種型號產品的時候,能否自動校驗和操作提示以防止工人部件裝配錯誤、產品生產流程錯誤、產品混裝和貨品交接錯誤?
2.3過去12小時之內生產線上出現最多的5種產品缺陷是什么?次品數量各是多少?
2.4目前倉庫以及前工序、中工序、后工序線上的每種產品數量各是多少?要分別供應給哪些供應商?何時能夠及時交貨?
2.5生產線和加工設備有多少時間在生產,多少時間在停轉和空轉?影響設備生產潛能的最主要原因是:設備故障?調度失誤?材料供應不及時?工人培訓不夠?還是工藝指標不合理?
2.6能否對產品的質量檢測數據自動進行統計和分析,精確區分產品質量的隨機波動與異常波動,將質量隱患消滅于萌芽之中?
2.7能否廢除人工報表,自動統計每個過程的生產數量、合格率和缺陷代碼?
而MES的定位,是處于計劃層和現場自動化系統之間的執行層,主要負責車間生產管理和調度執行。一個設計良好的MES系統可以在統一平臺上集成諸如生產調度、產品跟蹤、質量控制、設備故障分析、網絡報表等管理功能,使用統一的數據庫和通過網絡聯接可以同時為生產部門、質檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務。系統通過強調制造過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產,協助企業建立一體化和實時化的ERP/MES/SFC信息體系。
3.制造執行管理系統(MES)對中小企業的作用
制造執行管理系統(MES)是企業信息集成的紐帶,是實施企業敏捷制造戰略和實現車間生產敏捷化的基本技術手段。工廠制造執行管理系統(MES)是近10年來在國際上迅速發展、面向車間層的生產管理技術與實時信息系統。MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造業環境,幫助企業減低成本、按期交貨、提高產品的質量和提高服務質量。適用于不同行業(家電、汽車、半導體、通訊、IT、醫藥),能夠對單一的大批量生產和既有多品種小批量生產又有大批量生產的混合型制造企業提供良好的信息管理。
制造執行系統在企業計劃管理層與車間底層控制之間架起了一座橋梁,填補了企業計劃管理層和底層控制之間的“鴻溝”。在市場競爭激烈的現代生產環境下,制造執行系統成為面向車間生產管理和控制的主流技術(黃學文,2003)[3]。
在當今激烈競爭的世界經濟中,要占有“最有價值”的地位,必須使企業具有最好的質量、最佳的客戶服務、最低的制造成本、快速響應以及靈活性的特點。而要達到這樣的水平,就必須在正確的時間提供正確的信息才可能進行最佳的決策。這就要求不斷地對公用的數據庫進行改善,同時讓每個部門都擁有把數據轉化為有用信息的工具。怎么能做到這些呢?唯有MES才能真正向企業提供以上這些功能(彭瑜,2002)[4]。
制造執行MES系統彌合了企業計劃層和生產車間過程控制系統之間的間隔,是制造過程信息集成的紐帶。MES通過強調制造過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產,同時也為敏捷制造企業的實施提供了良好的基礎。MES改善了設備的回收率,準時交貨率、庫存周轉率、邊際貢獻、現金流量績效。MES提供企業與供貨商之間雙向溝通所需的生產信息。在許多工廠中,全廠管理的功能目前仍然由文件和人工系統進行,通常有經驗的人員執掌著工廠生產效益的鑰匙。在大多數運行中,人工系統和有經驗運行人員的判斷總是起著重要作用。但是,市場要求產品的品種和數量經常變化,靠人工和經驗調整生產顯然效率低、反應慢、缺乏競爭力。而且人工系統也不可能適應產品,工藝,技術和用戶要求日趨加速的變化。由于生產運行變化如此迅速,MES的信息的及時性要求以分,甚至秒的速度進行反應,此時光靠人恐怕不行。因此,采用MES帶來的效益不言而喻(曹江輝,2002)[6]。
通過實施MES系統,可以貫通從采購到售后服務的全制造流程,透明化生產現場運作,大大提升了生產制造各部門的管理實時性和有效性,可獲得的效益及優點大致如下:(1)降低不良率,改善品質管理。實時現場信息收集與分析,有助于實時了解問題發生的原因并立即改正,降低不良率;全面、準確的數據,能使質量管控、項目有的放矢,質量事件、質量成本、缺陷定位改善、質量標準制訂等方面管理水平穩步提升;(2)防錯、糾錯,降低生產過程中的錯誤率,柔性制造。關鍵工位操作員工得到驗證上崗,考勤;備料或組裝,通過系統的實時過程監控和指導,自動防錯、糾錯,支持同一生產線上不同產品型號的同時生產(混流生產),支持多品種、小批量的柔性生產模式;(3)降低成本,現場整潔。按需適時定點的物料配送,使生產線現場物料、在制品減少,現場整潔、干凈。(4)監控生產,全程追溯,體系管理。清晰的供應商、批次、工位、操作工、產品/物料的關聯記載,方便任意視角和環節的前追后溯,故障定位及責任界定明確,管理到位;(5)改善車間管理、企業整體響應速度提高。大量減少人工數據收集、統計造成的低效、差錯、遺漏,車間管理時效性、針對性、效率大幅提升;制造執行過程透明化,使企業領導、各管理者能夠準確及時地了解車間作業情況,方便扁平化管理、快速反應(張竹雅,2008)[7]。.
我綜上所述,可以看出,中小型企業很需要MES制造執行系統,根據MESA白皮書中的統計報告表明,采用MES的企業可以平均減少制造循環時間45 %、減少數據錄入時間75 %、減少生產過程的操作量17 %、減少文檔轉換量56 %、縮短交貨周期32 %、提高質量水平15 %、減少文檔/ 圖紙的丟失率57 %。信息化在短短的幾十年時間里有著飛越的發展,現在,在各個領域信息化建設都是人們所關注的問題,開發和應用MES制造執行系統意義更重大。
參考文獻:
[1] 郭莉. 國外中小企業信息化發展現狀[J]. 人民郵電報,2008(3).
[2] 邢蘇平. 國外中小企業信息化建設狀況及借鑒[J]. 東方企業文化,2007(6).
[3] 黃學文. 制造執行系統(MES)的研究和應用[D]. 大連:大連理工大學,2003.
[4] 彭瑜. 制造執行系統(MES)的發展和挑戰[C]. 北京:第六屆全國計算機應用聯合學術會議論文集,2002.
1 緒論
生產實時控制級(PCS)位于信息化系統的底層,負責生產過程數據采集及控制,是實施信息化管理及控制的基礎;生產執行系統(MES)位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統,為操作人員和管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態;企業資源計劃(ERP)實現企業的供銷、財務等方面的信息化管理。本文主要針對前兩層,即生產實時控制級(PCS)、制造執行系統(MES)。
2 生產過程控制系統(PCS)
電解鋁的生產過程自動化控制系統一般采用PLC+IPC設計。各車間PLC控制系統設以太網通訊接口,通過控制工業以太網與全廠生產監控調度中心連成一體,形成全廠性的完整統一的控制系統網絡。
全廠生產監控調度中心設在綜合樓,實現全廠生產過程的集中監視、管理,全廠公用及輔助車間的集中控制、操作和管理。
2.1 控制系統構成
電解鋁廠依據工藝生產流程特點和自然區域位置特點一般劃分為4個片區進行控制。在片區控制室內設置服務器、工程師站和操作員站及上下級控制系統通訊用的接口設備等,實現對片區整個生產過程實現信息采集和控制。
片區劃分如下:
(1)整流供電片區:位于整流所內。控制車間包括:230kV開關站,整流所,6.6kV中心及分配電所。
(2)電解車間片區:位于電解車間辦公室及計算站內。控制車間包括:電解車間,電解煙氣凈化中心,氧化鋁貯運,空壓站和空壓站循環水,鑄造車間和鑄造循環水,袋裝原料庫,氟化鹽倉庫,槽大修車間,陽極組裝車間。
(3)陽極生產片區:位于生陽極車間配料層內。控制車間包括:殘極處理車間,瀝青貯存及瀝青熔化,煅后石油焦卸料及烘干,生陽極車間,炭素區循環水,熱媒鍋爐房及換熱站。
(4)陽極焙燒片區:位于電解車間辦公室及計算站內。控制車間包括:陽極焙燒、焙燒煙氣凈化。
2.2 視頻監控系統
為對全廠生產、安全進行全方位的綜合管理,為改善惡劣條件下工作人員環境并對主要大型工藝設備運行狀態及重要崗位進行實時視頻監控,在集中控制中心設置全廠工業電視監控系統。通過攝像裝置,視頻信號處理服務器,通訊網絡傳輸至全廠生產監控調度中心進行現場的監控及數據存儲,利用調度大屏顯示系統,實現對全廠的實時視頻監控。
2.3 計量數據采集系統
計量數據采集包括以下4個系統,對企業能源進行管控。
(1)電能計量系統;(2)用水量計量系統;(3)壓縮空氣計量系統;(4)物料管理系統。
3 制造執行系統(MES)規劃
制造執行系統通過對生產數據信息的采集、加工、處理、分析、優化、存儲、、應用,使工藝過程控制、生產管理數據信息融為一體,實現對流程、生產資源計劃和控制的優化,加強生產調度管理,優化企業的生產操作,增加產品產量,提高產品質量,降低生產消耗和生產經營成本,為企業領導的生產決策、生產組織管理和生產崗位操作提供及時準確的信息依據,實現企業管理信息化、自動化、科學化的目標,提高整個企業的運營效率和市場競爭能力。
3.1 生產調度管理系統
以各車間PLC控制系統為基礎,在全廠生產監控調度中心進行數據采集和發送,根據流程關系、系統的物料平衡關系和能量消耗規范,優化調整系統控制參數,實現以調度為核心的輔助調度決策,為生產的調度、管理人員和操作人員提供一個交互平臺。
實現生產過程和設備的動態管理,文字材料、視頻信號、實時數據的集成管理。調度中心通過調度指揮模塊直接下達調度指令;各車間操作人員通過該系統向調度管理人員匯報生產情況、請示處理方案。
3.2 設備管理系統
存儲和管理主要設備的原始技術資料與設備參數、重要設備和生產環境的定點、定周期、定路線地人工電子巡視檢查數據、設備的狀態和實時運行數據。實現大型設備的綜合監管,和小型設備的無人值守,及時發現設備隱患或故障,科學調度保障設備安全運行,提高設備運轉率,提供科學的設備維護檢修計劃。
3.3 能源管理系統
對生產過程能源生產、供應、消耗進行實時監控與管理,實時采集水、電、壓縮空氣等能源的消耗數據和單耗,對生產過程的能源消耗量和單耗量進行統計和分析;根據能耗數據實時動態分析生產能耗情況,尋找生產能耗癥結,實現節能輔助決策。
3.4 生產計劃統計系統
根據企業年度生產經營計劃和各種生產因素,制定和生成年度的生產計劃:如產成品、中間產品的生產計劃、原材料需求計劃、動力能源需求計劃、技術指標計劃、質量指標計劃、重要設備運行計劃、重要設備大修檢修計劃等的編制、審核、、修改;生成報表:如原材料計劃、質量指標計劃、技術指標計劃、重要生產設備的運行臺時計劃、重要設備檢修計劃、能源計劃等報表。
第一章 總則
第一條 為貫徹落實《中國制造2025》、《中國制造2025.安徽篇》、《安徽省經濟和信息化委員會關于印發安徽省智能工廠和數字化車間認定管理暫行辦法的通知》和《蕪湖市人民政府關于深化制造業與互聯網融合發展的實施意見》,進一步深化制造業與互聯網融合發展,協同推進落實五大發展行動計劃,順應制造業智能化的發展趨勢,加快我市制造業轉型升級,結合蕪湖市制造業特點和技術裝備狀況,特制定本辦法。
第二條 遵循自愿、公開、公平、公正和擇優的原則,市級智能工廠和數字化車間每年認定一次。
第三條 蕪湖市智能工廠和數字化車間的認定和撤銷等管理工作由市經信局負責;各縣(市)、區經信部門負責所轄區域項目的推薦申報、指導和相關管理工作。
第二章 認定
第四條 認定條件
(一) 凡在蕪湖注冊并納稅,具有獨立法人資格和健全財務管理機構的工業企業,具有較好經營業績。
(二) 企業編制了信息化發展規劃,制定信息化工作制度,建立了信息化組織實施機構,擁有穩定的信息化管理團隊。信息化建設經費納入了本單位年度經費預算,企業信息化投入占固定資產投入比重逐年上升。針對企業員工,制定具體信息化培訓方案,并有效實施。
(三) 企業信息系統以應用為導向,在“離散型智能制造”、“流程型智能制造”、“網絡協同制造”、“大規模個性化定制”和“遠程運維服務”等方面,持續改進,在本地區或行業中具有一定的典型性、代表性,以及示范和推廣效應。
第五條 認定標準
依據智能制造“離散型智能制造”、“流程型智能制造”、“網絡協同制造”、“大規模個性化定制”和“遠程運維服務”五種模式的關鍵要素綜合評定。評分細則參考附件1(《智能制造新模式關鍵要素及評分細則》)。
第三章 認定程序
第六條 組織申報。由縣(市)、區經信部門組織轄區內企業申報,對企業上報的材料進行初審,出具推薦意見,加蓋公章后匯總上報市經信局,推薦文件一份,企業申報材料提交電子版和光盤一份。
第七條 評審認定。市經信局受理并進行形式審查,組織專家對初審合格的單位進行評審,提出預選名單,并向社會公示,公示期5個工作日。市經信局根據專家意見和公示收集的反饋意見審批認定,由市經信局發文公布。
駐市經濟和信息化局紀檢監察部門負責全程監督。
第四章 管理措施
第八條 有下列情況之一的,撤銷其蕪湖市智能工廠和數字化車間稱號:
(一)所在企業被依法終止的;
(二)弄虛作假、違反相關規定或有其它違法行為的。
第九條 因第八條第(二)項原因被撤銷蕪湖市智能工廠和數字化車間稱號的,不再受理其認定申請。
第十條 蕪湖市智能工廠和數字化車間發生更名、重組等重大調整的,應經縣(市)區經信部門報市經信局申請更名。
第五章 獎懲
第十一條 主管部門應對工業企業開展智能制造加強指導,采取政府購買服務等方式,組織第三方服務機構開展企業智能制造發展水平診斷,提升企業兩化融合水平。
第十二條 上報省級智能工廠、數字化車間原則上從市智能工廠和數字化車間中推薦;對每年新認定的智能工廠和數字化車間按當年市級新型工業化政策給予獎補。鼓勵各縣(市)區對新認定智能工廠和數字化車間給予支持。
第六章 附 則
第十三條 本辦法由蕪湖市經濟和信息化局負責解釋。
第十四條 本辦法自之日起施行。
附件: 1、智能制造新模式關鍵要素及評分細則
2、蕪湖市智能工廠申報書
3、蕪湖市數字化化車間申報書
4、項目內容具體要求
附件1
智能制造新模式關鍵要素及評分細則
項目總得分由基本要素分、附加功能要素分和績效分三部分構成,即
總分=基本要素分(≤60分)+附加功能要素分(≤30分)+績效分(≤10分)。
根據項目的技術特征,從“離散型智能制造”、“流程型智能制造”、“網絡協同制造”、“大規模個性化定制”和“遠程運維服務”五種模式中選擇一種,將各分項得分填入附表1,評定項目總分。
其中,基本要素屬于單選項,即只能從多個基本要素選項中選擇一項;附加功能要素屬于多選項,附加功能要素得分為多個選項得分之和;績效分參照附表1下方的評分細則。
1.離散型智能制造模式(M1)
1.1 基本要素(單選項)
(1) 智能單元(M1-A.1)。制造單元配備了數控機床、工業機器人、傳感器和控制裝備等數字化設備,通過網絡實現設備間數據交換和共享。制造單元內各設備能夠協同工作,具備故障自診斷等功能。【30分】
(2) 智能生產線(M1-A.2)。在智能單元基礎上,建立了物料自動輸送系統;通過網絡實現設備間數據交換和共享,具備數據自動采集、保存和分析功能。智能生產線各設備能夠協同工作,具備故障自診斷功能。【40分】
(3) 智能車間(M1-A.3)。在智能生產線基礎上,建立了制造執行系統(MES),實現計劃、調度、質量、設備、生產、能效全過程閉環管理。【50分】
(4) 智能工廠(M1-A.4)。在智能車間基礎上,建立了企業資源計劃系統(ERP),實現供應鏈、物流和成本等企業經營管理的優化。【60分】
1.2 附加功能要素(多選項)
(1) 產品(工藝)管理(M1-B.1)。應用三維數字化技術開發產品,建立了產品數據管理系統(PDM),實現產品圖紙文件電子化,以及圖紙文件集成管理;或應用三維數字化技術設計工藝,建立了工藝集成管理系統,工藝流程及布局均已建立數字化模型,并進行模擬仿真,實現規劃、生產和運營全流程數字化管理。【10分】
(2) 可視化管理(M1-B.2)。建立了生產過程數據采集和分析系統,充分采集生產進度,現場操作,質量檢驗,設備狀態,物料傳送等生產現場數據,并與制造執行系統(MES)和企業資源計劃系統(ERP)的高效協同與集成,采用大數據技術,提高生產管理精細化和智能決策水平。【10分】
(3) 信息安全(M1-B.3)。建有工業信息安全管理制度和技術防護體系,具備網絡防護、應急響應等信息安全保障能力。【10分】
2. 流程型智能制造模式(M2)
2.1基本要素(單選項)
(1) 實時數據庫(M2-A.1)。采用先進控制系統,工廠自控投用率達到90%以上。建立了實時數據庫平臺,并與過程控制、生產管理系統實現互通集成。【40分】
(2) 生產流程模型化(M2-A.2)。在先進控制系統的基礎上,工藝流程建立了數字化模型,具備模擬仿真和工藝優化功能,實現生產流程數據可視化。【50分】
(3) 決策智能化(M2-A.3)。在生產流程模型化和可視化基礎上,建立了制造執行系統(MES)和企業資源計劃系統(ERP),實現過程量化管理,成本和質量動態跟蹤,從原材料到產成品的一體化協同優化,以及企業經營、管理和決策的智能優化。【60分】
2.2附加功能要素(多選項)
(1) 運行過程動態優化(M2-B.1)。建立數據采集和監控系統,生產工藝數據自采率達到90%以上,物流、能流、物性和資產全流程監控與高度集成,制造和管理信息全程透明、共享,運行過程動態優化。【10分】
(2) 風險自動監控(M2-B.2)。對于存在較高安全風險和污染排放的項目,實現有毒有害物質排放和危險源的自動檢測與監控;安全生產全方位監控,建立在線應急指揮聯動系統。【10分】
(3) 信息安全(M2-B.3)。建立了工業信息安全管理制度和技術防護體系,具備網絡防護、應急響應等信息安全保障能力。【10分】
3. 網絡協同制造模式(M3)
3.1基本要素(單選項)
(1) 協同平臺(M3-A.1)。建立了網絡化協同開發或云制造平臺,具有完善的體系架構和運行規則。【40分】
(2) 協同制造(M3-A.2)。借助協同平臺,面向制造需求和社會制造資源,在企業內實現制造資源彈性配置,以及網絡化協同制造。【50分】
(3) 企業間協同(M3-A.3)。借助協同平臺,圍繞重點產品,采用并行工程,實現異地設計、研發、測試、人力資源統籌與協同;【60分】
3.2附加功能要素(多選項)
(1) 產品溯源(M3-B.1)。利用工業云、工業大數據、工業互聯網標識解析等技術,建立了圍繞全生產鏈協同共享的產品溯源體系,實現產品生產制造與運維服務等環節的信息溯源服務。【10分】
(2) 管理框架動態重組(M3-B.2)。信息、資源高效統籌、異地共享,研發、生產、測試等環節跨區域協同,企業生產組織管理架構實現敏捷響應、動態重組。【10分】
(3) 信息安全(M3-B.3)。建立了工業信息安全管理制度和技術防護體系,具備網絡防護、應急響應等信息安全保障能力。【10分】
4. 大規模個性化定制模式(M4)
4.1基本要素(單選項)
(1) 差異化定制(M4-A.1)。借助電子商務平臺,建立了差異化產品數據庫,采用模塊化設計,通過差異化的定制參數,組合形成個性化產品。【40分】
(2) 個性化定制(M4-A.2)。借助電子商務平臺,應用大數據技術對用戶的個性化需求特征進行挖掘,建立了個性化產品數據庫,實現個性化產品開發和銷售。【50分】
(3) 定制服務平臺(M4-A.3)。建立工業互聯網個性化定制服務平臺,通過定制參數選擇、三維數字建模、虛擬現實或增強現實等方式,實現與用戶深度交互,快速生成產品定制方案。【60分】
4.2附加功能要素(多選項)
(1) 數據驅動(M4-B.1)。建立了基于數據驅動研發、設計、生產、營銷、供應鏈管理和服務體系,快速和低成本滿足用戶個性化需求。【10分】
(2) 資源協同(M4-B.2)。建立了資源管理系統(ERP)、客戶管理系統(CRM)和供應商管理系統(SRM),網絡定制平臺與企業研發設計、計劃排產、柔性制造、營銷管理、供應鏈管理、物流配送和售后服務等高度協同與集成。【10分】
(3) 信息安全(M4-B.3)。建立了工業信息安全管理制度和技術防護體系,具備網絡防護、應急響應等信息安全保障能力。【10分】
5.遠程運維服務模式(M5)
5.1基本要素(單選項)
(1) 云服務平臺(M5-A.1)。建立了云服務平臺,具有多通道并行接入能力,對裝備(產品)運行數據和用戶數據遠程自動采集,并建模分析。【40分】
(2) 數據處理(M5-A.2)。借助云服務平臺,有效篩選、梳理、存儲與管理裝備(產品)上傳的數據,采取數據挖掘等技術,自動生成裝備(產品)運行狀態報告,并推送至用戶端。【50分】
(3) 增值服務(M5-A.3)。建立了專家庫和專家咨詢系統,提供在線檢測、故障預警、故障診斷與修復,以及預測性維護、運行優化和遠程升級等服務,為智能裝備(產品)遠程診斷和運行維護提供決策支持。【60分】
5.2附加功能要素(多選項)
(1) 遠程操控(M5-B.1)。借助云服務平臺,遠程監控設備狀態、作業操作和環境狀況,遠程下達操作指令,調整設備運行參數,具備接管用戶端大部分現場操作的功能。【10分】
(2) 協同與集成(M5-B.2)。建立了產品全生命周期管理系統(PLM),客戶關系管理系統(CRM),云服務平臺與產品研發管理系統高度協同與集成。【10分】
(3) 信息安全(M5-B.3)。建立了信息安全管理制度,具備信息安全防護能力。【10分】
表1 智能制造新模式評分表
單位
名稱
項目
名稱
模式類別
編號
模式
得分
離散型
M1
流程型
M2
網絡協同
M3
大規模定制
M4
遠程運維服務
M5
基本
要素
得分
(單選)
附加功能要素
得分
(多選)
績效
得分
總分
績效評分參考細則:
(1) 生產效率提高20%以上【5分】;生產效率提高不到20%,酌情給分。
(2) 運營成本降低10%以上【5分】;運營成本降低不到10%,酌情給分。
(3) 產品升級周期縮短30%以上【5分】;產品升級周期縮短不到30%,酌情給分。
(4) 產品不良品率降低5%以上【5分】;產品不良品率降低不到5%,酌情給分。
(5) 單位產值能耗降低5%以上【5分】;單位產值能耗降低不到5%,酌情給分。
(6) 替代惡劣或危險環境下的人工操作【5分】。
績效分等于(1)至(6)分項得分之和;總分超過10分,按10分計。
附件2
蕪湖市智能工廠申報書
申報單位( 蓋 章 )
智 能 工 廠 名 稱
智 能 工 廠 地 址
申 報 日 期
蕪湖市經濟和信息化局編制
一、企業和智能工廠基本信息
(一)企業基本信息
企業名稱
機構代碼
成立時間
單位地址
聯系人
姓名
電話
職務
手機
傳真
企業負責人
姓名
職務和職稱
電話
近三年主要經濟指標
20 年
20 年
20 年
總資產(萬元)
總負債(萬元)
主營業務收入(萬元)
利潤(萬元)
稅金(萬元)
企
業
簡
介
(發展歷程、主營業務、市場開拓等方面的特點,400字左右)
(二)智能工廠基本信息
智能制造模式
離散型智能制造模式 流程型智能制造模式
網絡協同制造模式 大規模個性化定制模式
遠程運維服務模式
項目名稱
項目地址
起止日期
項目投資(萬元)
項
目
簡
述
(對項目的智能化特征進行簡要描述, 400字左右。)
申報
單位
真實
性承
諾
我單位申報的所有材料,均真實、完整,如有不實,愿承擔相應的責任。
法定代表人簽章:
公章:
年 月 日
縣(市)、區經信局初審及推薦
意見
推薦單位(公章)
年 月 日
二、智能工廠基本情況
(一)項目概述
(二)項目實施的先進性(與項目實施前的效果比較,與國內外先進水平的比較,目標產品市場前景分析。)
三、項目實施現狀(此部分具體編寫要點見附4,如申報多個模式試點示范,需分別描述。)
四、示范作用(突出對典型行業和區域內開展同類業務的可復制性和示范價值。)
五、相關附件
1、企業營業執照復印件;
2、企業上年經會計師事務所審計的財務審計報告原件復印件,包括審計報告正文(含會計師事務所蓋章和注冊會計師簽字)、財務報表(資產負債表、利潤表或損益表、現金流量表)、報表附注;
3、企業智能制造關鍵技術裝備、軟件的清單及品牌、供應商和發票復印件;
4、企業智能制造方面取得的專利;
5、能夠證明滿足智能工廠的基本條件的其他文件資料。另附能夠突出反映企業智能工廠建設成效的視頻資料(清晰度不低于1080P,時長5分鐘左右,并配以說明性旁白)或電子照片(大小不低于5M,像素不低于800萬,張數不少于10張,并附照片說明性文字)。
(填報格式說明:請用A4幅面編輯,正文字體為4號仿宋體,1.5倍行距。一級標題3號黑體,二級標題3號楷體。)
附件3
蕪湖市數字化車間申報書
申 報 單 位(蓋章)
數 字 化 車 間 名 稱
數 字 化 車 間 地 址
申 報 日 期
蕪湖市經濟和信息化局編制
蕪湖市數字化車間申請表
企業基本信息
企業名稱
所屬行業
(按國民經濟行業分類具體到中類,如:制造業-化學纖維制造業-纖維素纖維原料及纖維制造)
所屬地區
填寫格式: xx縣(市、區)
組織機構代碼
成立時間
詳細地址
聯系人
姓名
電話
職務
手機
傳真
上年末總資產(萬元)
上年末資產負債率(%)
上年末信用等級
上年銷售(萬元)
上年稅金(萬元)
上年利潤(萬元)
企業簡介
(發展歷程、主營業務、市場銷售等方面基本情況,限400字)
車間
基本
信息
車間名稱
車間智能化改造完成投資(萬元)
車間建設開始時間
xx年xx月
車間建設完成時間
xx年xx月
車間生產產品及產量
車間上年度產出(萬元)
車間內全部設備臺套(產線)數
其中工業機器人數量
車間總體描述
(從車間智能裝備應用及聯網、生產過程實時調度、物料配送自動化、產品信息可追溯、環境與資源能源消耗智能監控、設計與生產聯動協同、售后服務智能化等方面,對擬申報示范數字化車間的智能化情況進行簡要描述,不超過500字。)
車間
基本
信息
智能裝備廣泛應用
車間內自動化、智能化設備臺套(產線)數
車間內自動化、智能化設備占全部設備比重(%)
車間設備實現聯網
車間內自動化、智能化設備聯網數
車間內自動化、智能化設備聯網數占自動化、智能化設備總數的比重(%)
生產過程實現實時調度
生產設備運行狀態監控情況
(請簡要說明生產設備運行狀態實時監控、故障自動報警和診斷分析的情況)
(請簡要說明關鍵設備自動調試修復的情況)
生產數據采集分析情況
(請簡要說明車間作業計劃生成情況)
(請簡要說明生產制造過程中物料投放、產品產出數據采集、傳送情況)
(請簡要說明生產制造過程根據產品生產計劃實時調整的情況)
物料配送實現自動化
自動識別技術設施、自動物流設備使用情況
(請簡要說明生產過程采用自動識別技術設施的情況)
(請簡要說明車間物流自動挑選、實時配送和自動輸送情況)
產品信息實現可追溯
關鍵工序智能化質量檢測設備使用情況
(請簡要說明產品質量在線自動檢測、報警情況)
(請簡要說明產品質量自動診斷分析和處理情況)
產品信息管理情況
(請簡要說明采用智能化技術設備實時記錄產品信息的情況)
(請簡要說明產品采用批號/批次/序列號管理的情況)
數字化車間建設前后經濟、社會效益情況
數字化車間建設前后經濟、社會效益情況總體描述
(從產出水平、生產效率、產品質量、綠色制造、安全生產、服務型制造等方面,對擬申報示范數字化車間建設前后情況進行對比分析,并說明目前在行業內所處水平)
數字化車間建設前后經濟效益情況
建設完成前的企業年銷售(萬元)
建設完成后的企業年銷售(萬元)
建設完成前的企業年利潤(萬元)
建設完成后的企業年利潤(萬元)
建設完成前的企業年稅金(萬元)
建設完成后的企業年稅金(萬元)
車間人數情況
建設完成前車間人數
建設完成后車間人數
生產效率提升情況
建設完成前每人每天產出水平(元/人/天)
建設完成后每人每天產出水平(元/人/天)
產品質量提升情況
建設完成前產品合格率(%)
建設完成后產品合格率(%)
建設完成前優良品率(%)
建設完成后優良品率(%)
申報
單位
真實
性承
諾
我單位申報的所有材料,均真實、完整,如有不實,愿承擔相應的責任。
法定代表人簽章:
公章:
年 月 日
縣(市)、區
經信局初
審及推薦
意見
推薦單位(公章)
年 月 日
一、企業情況概述
(一)申報單位概況:成立時間、發展歷程、資本性質、組織結構、財務狀況、經營情況等;
(二)技術水平:研發隊伍、科研成果、知識產權、提供技術支持和服務的能力和條件等情況;
(三)行業優勢:在相關行業、區域以及智能制造方面已具備的技術優勢、服務優勢,已有的智能制造基礎和取得的經濟、社會效益。
二、數字化車間情況概述
(一)企業建設數字化車間的目的和意義
(二)企業建設數字化車間的目標和任務
(三)當前國內外同行業數字化車間建設情況
(四)車間智能化改造實施前后社會、經濟、環境效益對比,在提升智能制造水平、提高產品質量、促進安全生產、實現綠色發展等方面取得的經濟和社會效益分析;(著重介紹,盡可能列出數據、圖片或視頻資料)
(五)數字化車間對引領行業轉型升級的示范點、創新點;
三、數字化車間具體情況介紹
(一)智能裝備應用情況。車間內應用的自動化生產線、機器人等自動化、智能化生產、試驗、檢測等設備情況,包括臺套(產線)數、占車間設備臺套(產線)數比例以及設備的具體功能及性能指標等。
(二)車間設備聯網情況。車間采用現場總線、以太網、物聯網和分布式控制系統等信息技術和控制系統,建立車間級工業互聯網的情況,車間內生產設備聯網數,占智能化、自動化設備總量的比例。請提供車間信息通信系統與網絡結構圖,對架構進行說明;提供實現系統、裝備、零部件以及人員之間信息互聯互通和有效集成的方案;詳細描述企業信息安全保障的情況。
(三)生產過程實時調度情況。生產設備運行狀態實時監控、故障報警和診斷分析情況,生產任務指揮調度、車間作業計劃生成情況。請提供制造執行系統的架構,描述與生產直接相關的子系統的功能;描述制造執行系統(MES)與企業資源計劃管理系統(ERP)集成的技術方案。
(四)物料配送自動化情況。生產過程采用二維碼、條形碼、電子標簽、移動掃描終端等自動識別技術設施的情況。請提供物流信息化系統的整體架構圖;物流設施及設備的清單;描述物流系統的自動化、柔性化和網絡化特征。請描述電子單證、無線射頻識別等物聯網技術的應用情況。請提供物流信息鏈軟硬件系統架構圖、信息集成圖;描述多種運輸方式的聯動方式及效果;提供物流過程可視化、可追溯管理的實施方案;描述定制化增值服務的類別和相應的實施方案。
(五)產品信息可追溯情況。產品質量在線自動檢測、報警和診斷分析情況;在原輔料供應、生產管理、倉儲物流等環節采用智能化技術設備實時記錄產品信息情況。
四、相關附件
(一)企業營業執照復印件;
(二)企業上年經會計師事務所審計的財務審計報告原件復印件,包括審計報告正文(含會計師事務所蓋章和注冊會計師簽字)、財務報表(資產負債表、利潤表或損益表、現金流量表)、報表附注;
(三)車間內智能設備、控制系統、軟件的購置發票清單及發票復印件;
(四)其他相關文件。另附能夠突出反映企業數字化車間建設成效的視頻資料(清晰度不低于1080P,時長5分鐘左右,并配以說明性旁白)或電子照片(大小不低于5M,像素不低于800萬,張數不少于10張,并附照片說明性文字)。
(填報格式說明:請用A4幅面編輯,正文字體為4號仿宋體,1.5倍行距。一級標題3號黑體,二級標題3號楷體。)
附件4: 項目內容具體要求
模式一:離散型智能制造試點示范項目
1、項目系統模型建立與運行情況
請分別提供車間/工廠總體設計模型、工程設計模型、工藝流程及布局模型的架構及說明;提供上述系統模型模擬仿真的情況。
2、先進設計技術應用和產品數據管理系統(PDM)建設情況
請描述數字化三維設計與工藝技術的應用情況,以及通過物理檢測與試驗進行驗證和優化的情況;提品數據管理系統(PDM)的整體架構圖,描述其主要功能。
3、關鍵技術裝備應用情況
請提供高檔數控機床與工業機器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等關鍵技術裝備的應用與集成情況。
4、生產過程數據采集與分析系統建設情況
請提供生產過程數據采集與分析系統的整體架構及功能描述。
5、制造執行系統(MES)與企業資源計劃系統(ERP)建設情況
請提供制造執行系統(MES)的架構,描述其主要子系統的功能;提供企業資源計劃系統(ERP)架構,并描述其主要子系統的功能。
6、工廠內部網絡架構建設及信息集成情況
請提供工廠內部工業通信網絡結構圖,并對架構進行說明;提供制造執行系統(MES)與企業資源計劃系統(ERP)實現信息集成的技術方案及運行情況;提供全生命周期產品信息統一平臺的架構,說明其運行情況。
7、信息安全保障情況
請描述項目的信息安全管理制度、技術防護體系和功能安全保護系統的建設及運行情況。
模式二:流程型智能制造試點示范項目
1、項目系統模型建立與運行情況
請分別提供工廠總體設計模型、工程設計模型、工藝流程及布局模型的架構及說明,并提供上述系統模型模擬仿真的情況。
2、數據采集與監控系統建設情況
請提供數據采集與監控系統架構圖、系統建設和運行情況;描述現場數據采集與分析情況。
3、先進控制系統建設情況
請提供先進控制系統架構圖、系統建設情況;描述關鍵環節實現自動控制與在線優化的總體情況。
4、制造執行系統(MES)和企業資源計劃系統(ERP)建設情況
請提供制造執行系統(MES)的架構,并描述其主要子系統的功能;提供企業資源計劃系統(ERP)架構,及其主要子系統的功能。
5、健康安全環境監控情況
對于存在較高安全風險和污染排放的項目,請提供有害物質排放和危險源的自動檢測與監控情況,安全生產的監控情況,描述在線應急指揮系統主要功能及運行情況。
6、工廠內部網絡架構建設情況
請提供項目的信息通信與網絡系統的架構,并對架構進行描述;描述數據采集與監控系統與制造執行系統(MES)實現信息集成的技術方案;描述制造執行系統(MES)與企業資源計劃系統(ERP)實現信息集成的技術方案;提供全生命周期數據統一平臺的架構,說明其建設和運行情況。
7、信息安全保障情況
請描述項目的信息安全管理制度、技術防護體系和功能安全保護系統的建設情況。
模式三:網絡協同制造試點示范項目
1. 網絡化制造資源協同平臺建設情況
請提供網絡化制造資源協同平臺的軟硬件系統架構圖(包括技術架構、邏輯架構等)和運行規則;說明各協同企業的信息系統與該平臺對接方式。
2. 開展協同開發的情況
請描述跨企業、跨部門開展協同開發的業務流程,以及異地資源的統籌和協同情況。
3. 開展協同制造的情況
請描述基于網絡化制造資源協同平臺所提供的制造服務和資源,企業間、部門間的典型應用場景。
4. 產品溯源體系建設情況
請提品溯源體系的建設情況,描述主要環節信息溯源服務開展情況。
5. 制造服務和資源的動態分析和柔性配置情況
請描述企業制造資源協同平臺實現對制造需求和社會化制造資源的動態分析和柔性配置功能。
6. 信息安全保障情況
請描述項目的信息安全管理制度和技術防護體系建設及運行情況。
模式四:大規模個性化定制試點示范項目
1. 產品采用模塊化設計的情況
請提供可定制產品的品類、各品類可定制的參數、定制服務模式、用戶定制流程、企業個性化制造流程。
2. 個性化定制服務平臺的建設情況
請提供個性化定制平臺的軟硬件系統架構圖,包括技術架構、邏輯架構等,描述與用戶的交互方式等功能。
3. 個性化產品數據庫的建設情況
請提供個性化產品數據庫的建設情況,描述對用戶個性化需求數據的挖掘和分析的情況。
4. 個性化定制平臺與相關系統集成情況
請提供個性化定制平臺與企業設計、生產、營銷、供應鏈管理、物流配送、客戶服務等數字化制造系統的協同與集成情況。
模式五:遠程運維服務試點示范項目
1. 智能裝備/產品的數據采集、通信和遠程控制功能
請描述智能裝備/產品的數據采集、通信和遠程控制功能,及所采用的技術方案、數據接口格式。
2. 遠程運維服務平臺建設及運行情況
請提供遠程運維服務平臺的系統架構(包括技術架構、邏輯架構等)和詳細功能;描述基于遠程運維服務平臺提供的具體增值服務,以及各種增值服務的業務流程和實施方案。
3. 遠程運維服務平臺與相關系統集成情況
請提供遠程運維服務平臺與產品全生命周期管理系統(PLM)、客戶關系管理系統(CRM)、產品研發管理系統的集成方案。
4. 專家庫和專家咨詢系統建設情況
請描述專家庫、專家咨詢系統的系統架構、主要功能、運行情況。
關鍵詞:MES;生產管理;制造業;生產
中圖分類號:TP399 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2014) 02-0000-01
隨著計算機技術的不斷向前發展,信息技術在企業中的應用也越來越廣。信息技術正改變著企業之間的競爭規則,企業能否屹立于激烈的市場競爭中,關鍵在于能否把握信息。隨著工業化經濟向信息化經濟轉型,信息技術在制造企業的應用日益廣泛與深入,成為企業核心競爭力之一[1]。MES(Manufacturing Execution System)是近年來興起的企業信息化領域,它是現代先進管理技術和信息技術相結合的生產制造信息管理系統,它的實施可以優化企業的生產管理、提高生產效率、減少浪費、提升產品質量和降低生產成本等目的。
一、MES概述
MES即制造執行系統,由美國先進制造研究機構AMR于1992年提出的,以解決制造業生產之間的生產問題[2]。MES系統主要是為車間服務的,可以為車間的管理人員、一線員工提供計劃,并跟蹤企業所有資源的當前狀態,其中包括人、機器、產成品、物料和客戶需求等。通過MES系統,可以將企業計劃和生產很好的結合起來。經過幾十年的發展,MES管理信息系統廣泛應用于歐美和日本等發達國家的制造業中,用于企業的生產管理,其帶來的經濟效益也是相當可觀的。
MES的發展經歷了3個階段,分別為早期的MES系統、傳統的MES系統和集成化的MES系統。在早期的MES系統階段,它僅僅是能夠解決個別問題、功能單一的系統,主要功能有對設備的狀態進行監控、跟蹤生產進度和統計生產數據等;傳統的MES系統在早期的MES系統上不斷的改進與完善,擁有一定的集成性和統一的數據模型等特點,被用于車間控制和生產現場管理,其顯著的缺點就是集成化程度不高,系統重構性能很脆弱;集成化的MES系統克服了傳統MES系統的缺點,1993年,AMR公司提出了MES集成模型,該模型包括工廠管理、工廠工藝管理、過程管理和質量管理四大塊的內容[3]。
二、制造業實施了MES系統后,對企業發展將會產生重要的影響
主要體現在以下幾個方面的:
(一)提高車間生產效率
ES系統時刻追蹤生產中各個環節(生產計劃、作業執行、質量檢驗、庫房管理等)的數據,根據系統中集成的算法,動態的優化生產計劃,并且可以并行準備生產任務,最大限度的利用生產產能。因此MES系統可以提高車間的產量和生產效率。
(二)提高生產控制的管理理念
當前的MES系統對車間生產管理業務的覆蓋率達到90%以上,系統內部的數據庫存儲著大量的生產管理數據,這些數據對企業而言是巨大的寶藏,企業工作人員對這些數據進行分析處理,可以得出很多關于車間生產方面的信息,比如機器利用率、員工工作時間等,可以為車間管理提供數據的支持。當MES系統上線后,生產信息就會暢通,企業各級部門能夠及時、準確的掌握車間生產情況,動態的調整生產管理策略。
(三)平衡供需、降低成本
MES系統可以動態的掌握企業生產過程中各個環節的數據,比如當前的產能水平、客戶需求量等,根據客戶的需求動態調整生產,以實現供需平衡。系統還能根據生產量最優化安排生產,比如如何利用生產線、如何安排人員等,以降低生產成本。
(四)降低庫存、減少庫存占
當生產供需平衡了,就可以大大降低庫存中產成品的數量。MES系統能夠根據產能的需求產生最佳的原材料訂購方案,縮短采購周期和庫存量。MES系統對于庫存管理的終極目標是實現零庫存,庫存的減少,可以降低庫存管理費用和庫存占用資金,不僅僅可以降低企業的管理費用,還能利用節約的資金擴大生產。
(五)有利于車間數據庫的建設和標準規范制定
當企業實施MES系統后,企業將獲得一套科學、規范、與企業實際情況相符合的管理標準,將極大的促進企業走向科學化和規范化的管理道路,好的管理勢必會給企業創造源源不斷的收益。在未來的生產過程中,所有有關生產的數據都會被存儲在數據庫中,數據可以隨時被調用、分析。還有就是管理的決策將更多的以數據為支撐,從而淘汰憑經驗的管理方式,使管理更加具有科學性。
(六)為企業高管提供決策支持
通過對計劃、生產、質量、客戶需求和庫存等信息進行挖掘分析,對管理中的環節進行定量化分析,為企業高管的決策提供數據支持,可明顯提高決策的準確性與效率,還可以大大降低管理成本。
(七)產生明顯的經濟效益
當MES系統在企業中的應用成熟的時候,將會大大改觀企業中的日常管理事務,提高生產效率,產生明顯的經濟效益。根據有關統計,企業成功實施MES系統后,生產效率可提高10%-30%,生產周期降低15%-40%,生產管理的成本能夠降低15%-25%,產品按時交貨率調高15%-40%[4]。
三、結束語
起源于日本的精益生產是現在制造企業的最為先進的管理方式,通過采用這種先進的生產管理方式,日本成為了制造業強國。精益生產的核心思想是對企業進行全方位的管理,隨著信息時代的到來,企業的信息量成指數式的增長,怎樣才能在大數據的情況下對企業進行高效管理,是所有制造業所面臨的困境。MES是現代先進管理理念和高新信息技術相結合的產物,是現代化企業實現精益生產的基本工具和有效手段。企業通過引進MES系統,可以大大改善企業管理方式,提高生產效率,減少浪費,降低生產成本,提高企業利潤,從而提升企業的市場競爭力。
參考文獻:
[1]劉險峰,黃小寧.淺談MES在電子制造業信息化中的應用[J].中國科技信息,2009(23):103-104.
[2]潘美俊,饒運清.MES現狀與發展趨勢[J].現代設計與先進制造技術,2008(09):43-49.
[3]彭大維.MES關鍵技術在制造業的應用與研究[D].沈陽:東北大學系統工程研究所,2005.
[4]胡歡,謝劍鋒,馬曉鵬.借力MES系統提升核心競爭力――制造執行系統(MES)在核電產品制造企業的應用[J].中國制造業信息化,2011(03):10-14.
【關鍵詞】車間管理系統 MES JSP Web
車間是企業產品生產的重要場所,提高車間管理信息化水平可以幫助企業降低產品成本,縮短生產時間,提高資源利用率,從而實現企業利潤最大化。制造執行系統[1](Manufacturing Execution System,MES)是面向車間級生產管理和控制的支撐平臺,是企業信息化系統的關鍵組成,是實施企業敏捷制造戰略,實現車間生產敏捷化的基本技術手段。在MES理論指導下,利用Web技術開發一套面向車間管理的信息系統對實現企業的快速響應和敏捷制造具有重要意義。本文將致力于這方面的研究。
本文中所介紹的車間管理系統是通過對軍工企業的實地調研,綜合企業生產實際,集合軟件工程開發思想,以MES核心理論作為指導,設計和研發的一套面向離散型車間管理的信息化產品。
1 系統的平臺框架
為了建立高效率分布式車間管理系統,實現離散型車間管理信息化,同時開發具備系統穩健性、利于后期維護的車間管理系統,本文采用Java EE平臺架構作為其技術支撐[2-4]。車間管理系統采用4層框架,其結構示意如圖1所示。
客戶層:利用Web技術,通過網絡協議,將服務器端應用程序下載到客戶端進行瀏覽。
Web容器層:支持基于web的開發,其中封裝JSP、Servlet、Applet等服務器端技術。
EJB容器層:管理和調度EJB組件的EJB服務器及相應的EJB池。其中封裝了MES系統中各個功能模塊組件形式。
EIS及數據庫層:為原有企業的信息系統設置接口,為多系統集成做基礎;數據庫訪問。
車間管理系統的用戶通過HTTP/HTTPS協議訪問Web服務器端;Web服務器通過RMI或RMI-IIP協議進行Tomcat服務器通訊,客戶端也可以作為Java應用程序直接通過RMI或RMI-IIP協議與Tomcat服務器進行通訊,Tomcat服務器通過JDBC訪問數據庫。
2 車間管理系統的物理模型設計
根據當前企業生產車間具體業務流程,結合上述系統結構模型,以實現企業內部各部門之間以及企業內部與外部之間的信息安全通信為目的,構建出車間管理系統物理模型。
車間管理系統物理模型按照MES核心理論進行設計,突出MES的分布式結構以及其與其他企業信息系統(如ERP、SCM、SSM)集成的特點,能更好地適應車間生產實際,滿足企業對快速響應,敏捷制造的信息化要求。其中單元監控及數據獲取模塊既可以作為監控設備實時狀態的物理單元,也可以發揮現場生產數據采集作用。
3 車間管理系統功能設計
車間管理系統不僅能改善離散型制造企業車間生產現場的管理模式,而且將千差萬別的產品結構與復雜多變的工藝路線設計的影響生產效率因素簡化,通過人機交互、網絡協同手段,清楚地呈現給技術人員和操作人員,降低人員的勞動強度,提高生產效率。
車間管理系統基于Web進行開發,客戶層通過瀏覽器方式進行系統訪問。用戶通過瀏覽器即可獲取車間生產數據,進行車間管理工作。
4 車間管理系統實現
在進行了業務流程分析和數據流程分析后,使用JSP進行Web程序編寫,設計出符合生產現場實際的車間管理系統,系統的角色權限以及功能模塊間的關系如圖2。
5 結束語
本系統通過訪問企業局域網執行各功能模塊,其信息的輸入與輸出采用表格形式。系統涉及的技術多,功能實現技巧性強,通用性好,適合多種類型的數據庫和文件系統,程序流程簡潔明了。由于采用了Web瀏覽的方式,界面友好操作簡單,靈活方便。數據的準確性、安全性和可靠性得到了很大的提高,數據的管理和查詢更加方便直接,特別是當數據的積累達到一定的程度后,本系統的優越性就更加突出。該車間管理系統已在企業進行試運行,運行效果顯著,為車間生產管理和決策提供了高效準確的技術支持。
參考文獻
[1]王愛民.制造執行系統實現原料與技術[M].北京:北京理工大學出版社,2014.
[2]邵云鵬,陸志猛.基于Web的企業級報表管理系統的設計與實現[J].裝備制造技術,2009(03):86-88.
[3]鄒竹彪.JSP寶典[M].北京:電子工業出版社,2007.
[4]李賀,劉彬彬,孫明麗.SQL Server 2000應用與開發范例寶典[M].北京:人民郵電出版社,2006.
作者簡介
李志強(1987-),男,河北省邯鄲市人。碩士研究生學歷。現供職于沈陽理工大學機械工程學院。研究方向為微制造與信息裝備技術。
曾鵬飛(1978-),男,河南省信陽市人。現為沈陽理工大學機械工程學院副教授、碩士研究生導師。研究方向為微制造與信息裝備技術。
跨國軟件企業正在積極進行戰略轉型
在新一輪科技革命和產業變革背景下,軟件正在成為新型工業基礎設施,跨國軟件企業正是基于這一判斷,積極布局工業軟件和進行戰略轉型。
向工業云服務提供商轉型。企業認為,SaaS 模式是當前和今后一段時期全球最主要的軟件服務交付方式,并積極投身工業云平臺建設。達索公司2009年開始布局業務轉型,研發了3D EXPERIENCE云平臺,其旗艦產品CATIA 在工業設計軟件領域遙遙領先。
向行業系統解決方案提供商轉型。面對產品、工藝和需求的日趨復雜化,智能制造需要專業化的系統解決方案,向行業系統解決方案提供商轉型已成為跨國軟件企業的重要戰略方向。達索公司已不把自己界定為軟件公司,而是科技公司,公司編程人員只占30%,其他人員均是工程背景出身,可提供面向制造業、建筑業、醫療等12個行業的系統解決方案。SAP積極致力于智能制造、智慧城市、安全駕駛等行業系統解決方案的研發和產業化。IBM推出的人工智能系統Watson目前已在制造業等17個行業開展應用。
積極構建智能制造產業生態。智能制造產業生態系統是未來競爭的制高點。近年來,跨國軟件企業面向生產制造全過程、全產業鏈、產品全生命周期,開展了對研發設計工具、制造執行系統、管理軟件等領域工業軟件企業的收購,來完善產品業務體系,構建產業生態以提升市場競爭力。SAP自2001 年起先后收了 TopTier、Business Objects、Sybase等公司,軟件產品體系覆蓋了制造全流程。Siemens自2007年收購UGS 成立了Siemens PLM Software,之后又相繼收購了 Vistagy、Kineo、TESIS、Camstar等公司,將工業軟件技術與工業自動化技術融合,強化以PLM為代表的綜合數字化能力,提供軟硬一體的數字工廠解決方案。
未來工業發展方向
通過調研分析,由軟件支撐和定義的未來工業將是由數據和知識協同驅動,由平臺主導向服務化轉型的工業。
未來工業將是數據和知識協同驅動的工業。當感知無所不在、連接無所不在,數據一定也會無所不在,未來工業將由數據和知識協同驅動。一方面,通過數據的自動流動解決復雜問題的不確定性,另一方面,通過隱性知識的顯性化實現生產制造全過程的標準化和模塊化。西門子研發的貫穿于產品生命周期各環節的“數字化雙胞胎”――“產品數字化雙胞胎”“生產工藝數字化雙胞胎”“設備數字化雙胞胎”,它們將 PLM(生命周期管理軟件)、MES(制造執行系統)和TIA(全集成自動化) 集成在Teamcenter數據平臺上,可實現數據的自動流動和隱性知識的顯性化,代表了未來工業發展方向。
未來工業將是由平臺主導的工業。未來工業將是平臺之爭,誰掌控了工業云和大數據平臺,誰將擁有規則的制定權、標準的話語權和生態的主導權,也將搶占制造業競爭的制高點。Siemens搭建的 Sinalytic平臺、SAP搭建的HANA平臺,覆蓋了工業產品的研發設計、工藝仿真、原型測試、生產制造、遠程服務等各環節,其本質都是以開放化平臺為核心,向下整合硬件資源,向上承載軟件應用,構建智能制造產業生態,引領未來工業方向。
未來工業將是向服務化轉型的工業。隨著制造和服務之間的界限越來越模糊,以產品制造為核心的傳統發展模式正在向提品服務系統轉變,服務型制造將是未來工業的重要方向之一。微軟、SAP、PTC等跨國軟件企業均積極與制造企業合作,為制造企業開展智能服務提供技術支撐。
對策建議
下大力氣培育平臺化工業軟件企業。我國尚沒有Siemens PLM software、GE digital、SAP這樣的可提供工業云和大數據服務的工業軟件企業。應積極落實《國務院關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》,加快工業軟件產業化,開展跨界合作,合力打造工業云和大數據公共服務平臺。
[關鍵詞] 物料供應線邊倉
線邊倉的管理思想源自于日本精益生產的管理思想,隨著制造業的發展對于物料也更加的重視起來,逐漸發現了線邊倉在物料供應上的優點,本文以某LCM企業為例,對企業減少庫存,物料快速反應與供應,防止產線過度領料,強化無塵車間的現場5S等方面都取得了一定的成功。
一、線邊倉的描述
線邊倉是主線生產用部材進出的暫存區域,依生產線排線需求提供原物料備料,使生產線能更加順暢。減少因物料信息缺乏而造成的停線損失,并是線上物料供應的對外窗口。其實質就是為產線服務,將不屬于生產線上的非直接生產功能剝離生產線從而達到生產線的純粹化,達到提高生產線效率的目的。
在該企業,線邊倉是在原物料倉庫和無塵工作區之間設立的一個恒溫恒濕的緩沖地帶,是管控權限下放生產部門的倉庫,原物料倉先將物料調撥到線邊倉,由生產部門管控,工單在生產時不用再開領料單到倉庫領料,而直接使用線邊倉的物料。當工單移轉或完工入庫時系統自動從線邊倉扣賬,扣賬的數量有BOM表的標準用量決定。只要保證線邊倉有足夠數量的庫存,就可以保證工單的正常生產。它對從原物料倉庫進來的部材去除外包裝,清點數目,分類后,再由線上備料人員領入無塵車間,這樣可使部材直接用于生產,對無塵車間的潔凈和車間內現場5S的維護起到了一定的作用。
目前,隨著LCM新機種的增多和生產線換線的增加使得原物料倉不能隨著生產線的節奏而一同快速響應。迫于現實的需要,生產線將其與倉庫互動部分的功能分離開來,統一規劃區域和設置機構來完成新機種或生產線換線的物料準備,部材與耗材的控管,良品與不良品的處理,線邊倉成為了生產線物料的直接提供者,它的出現減輕了生產線的負擔更為快速滿足生產線的需求而打下了基礎。
二、線邊倉管理模式的總體架構
1.搬運規劃設計
(1)搬運設備設計,要求儲存和搬運為一體,移動方便,一人便可操控;良好的導電性(由于在線邊倉內暫存的物料中含有電子類部材,對靜電十分敏感,操作不慎便會造成靜電擊傷);車體堅固,載重量大。
(2)物料搬運系統設計,要求減少環節,簡化作業流程,實現物流合理化; 貫徹系統化、標準化的原則;步步活化,省力節能。
2.系統設計
(1)物料管理系統;線邊倉對原物料倉的領料、向線上撥料、對部材的控管及每月的盤點要依靠ERP系統的支持并通過對部材的物料清單BOM來實現整體的部材辨識、查詢、控管。
(2)制造執行系統MES是制造執行系統面向車間層的生產管理技術與實時信息系統。MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造業環境,幫助企業減低成本、按期交貨、提高產品的質量和提高服務質量。
3.線邊倉各功能倉的設置
依照與生產線互動的需要,線邊倉分為:
(1)叫料區:負責向線上供應物料,將線上的用料需求拋轉至倉庫,保證生產線的順暢,及時將原物料倉送來的物料撥至線上。
(2)復判區:放置從主線退回線邊倉待確認問題原因的不良部材。
(3)退料區:復判完部材置放的區域,主要有三種情形:仕損、受入不良、良品。
(4)工程倉:置放工程實驗品及部料。
(5)物料區:為放置主線需求經開捆后的部材暫放區,分為后段部材放置區、前段部材放置區、耗材區。
4.作業流程設計
操作流程均需有相應的標準流程來規范人員的操作手法及作業順序,規范了線邊倉作業流程設計,分為對領退料、復判及盤點做出了相應的標準流程;良品應遵循的處理流程;生產線上退下的受入不良品應遵循的處理流程;生產線上退下的作業仕損品應遵循的處理流程。
三、線邊倉的物料供應
目前,線上備料人員每日將次日所需部材的需求輸入ERP系統并將需求拋轉至線邊倉,并電話告知線邊倉工作人員已提需求。線邊倉在ERP系統上收到線上倉拋轉來的需求后,會對線上需求數量有一個確認的動作。
如果線邊倉內的存貨數能夠滿足線上的需求數量就會直接將線邊倉內的部材直接撥至線上;如果不能滿足,則將此需求拋轉至倉庫,并將此需求的信息打印二份,一份交給開捆室,一份留在線邊倉作為存根以做備查。目前部材的叫料方式分為JIT叫料和非JIT叫料。統一JIT和非JIT叫料方式有利于倉庫處理單據速度,可使倉庫準時送料至開捆區。線邊倉如遇線上的緊急需求,在核實此需求的緊急性后可開出緊急領料單,倉庫會優先處理線邊倉開出的緊急單。物料實物和賬目的流動如圖1所示。
圖1 物料實物賬目流動圖
物料從線邊倉送至無塵車間的工具為防靜電棚架車,在線邊倉人員與主線備料確認過規格和數量后在棚架車上貼附良品標示票,寫明料號、及確認人員姓名。
四、結論
關鍵詞:MES;生產管理;半導體
中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)08-0087-03
0 引 言
隨著日益激烈的市場競爭和客戶需求的多樣化,半導體制造企業必須適應信息化時代特點,將生產工藝制造過程與信息化有效結合,實現在線控制,從而優化生產工藝,降低成本,縮短周期,提高質量,提供差異化產品和服務。
MES即是為實現以上目標而專門設計的生產控制軟件系統,能夠根據宏觀數據計劃,指揮生產現場的過程控制系統進行生產,對現場信息進行工藝管理、物流管理、質量管理、生產進度跟蹤管理、設備運行監督及控制等生產管理和調度執行。當前,MES在半導體制造行業中已成為提高企業核心競爭力的主要組成部分,是半導體制造企業必不可少的核心系統。
1 MES的定義
MES(Manufacturing Execution System,制造執行系統/生產實施系統)是面向車間的生產過程管理與實時信息系統。它主要解決車間生產任務的執行問題[1]。
MES將生產活動進行優化,可提供從訂單投入到產品完成的整個過程所需的信息。MES將生產現場發生的信息正確、實時地向現場操作者或管理者報告,通過及時地應對生產環境,減少無附加值的生產活動,從而提高生產效率,改善生產條件,減少庫存周轉、按要求準時出貨、增加生產毛利及現金流量等效益;同時,在企業與供應鏈之間提供一個雙向的生產信息流,通過MES能夠“透明地看到”制造現場,并根據制造現場的變動,及時制定工程計劃,實時下達作業指示,進而準確預測交貨期,安排調整加班計劃等。
2 MES的發展歷程
20世紀80年代末,美國的先進制造研究機構(AMT)首先提出MES的概念;1992年,美國成立以宣傳MES思想和產品為宗旨的貿易聯合會,即MES國際聯合會(MESA International);1997年,MESA修訂后的6個關于MES的白皮書,對MES的定義與功能、MES與相關系統間的數據流程、應用MES的效益、MES軟件評估與選擇以及MES發展趨勢等問題進行了詳盡的闡述;1999年,美國國家標準與技術研究所(NIST)在MESA白皮書的基礎上,有關MES模型的報告,將MES有關概念標準化。
國內工業信息化基本上是沿著西方工業國家的軌跡前進。最早的MES是20世紀80年代寶鋼建設初期從西門子公司引進;90年代初期,開始對MES以及ERP進行跟蹤研究、宣傳或試點,而且曾經提出了 “管控一體化”,“人、財、物、產、供、銷”等頗具中國特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念,但僅限于總結、歸納、宣傳、堅持或者提煉、提升還不夠,發展勢頭不快。
從2002年開始,國家863科研計劃已將MES系統作為重點發展項目,并出臺了具體的扶持辦法,從戰略高度上給予重視,確定了“工業化帶動信息化、信息化促進工業化”的發展戰略[2]。目前,幾乎絕大多數大學和工業自動化研究單位,甚至于國家、省、市級政府主管部門都開始跟蹤、研究MES。從中央到地方,從學會到協會,從IT公司到制造生產廠等,都卷入到MES熱潮之中。
3 MES功能模塊
目前半導體業界廣泛使用的MES系統主要包含13個子模塊,其各部分功能概述如表1所列。
4 MES應用分析
從生產實際效果來看,在半導體制造行業引入MES系統,可有效地降低工藝設備誤操作、減少生產線的在制品數量、縮短生產周期,從而提高設備利用率、提升產品質量與合格率、達到增加產出、增加銷售收入的目的。
對于半導體制造企業來講,MES生產應用可歸納為以下幾個方面:
(1)實時管控生產狀況:導入MES系統,生產管理單位能夠實時管控在制品的生產狀況,為管理階層實時提供各種生產和質量報表;
(2)快速查找分析問題:應用工程數據采集EDC模塊和品質分析報表,快速找出制程存在的主要問題與產品主要缺陷,進而加以改善,達到產品質量提升的目標;
(3)提升信息回應速度:對于在制程中所產生的各種品質相關紀錄,可在客戶查詢時即時回復,針對批次或物料的追溯,在系統中有明確的歷史紀錄,以節省未來查詢時的反應速度。品管可藉由上述資訊于短時間內追溯生產品質資訊以回應客訴,并匯總品質報表以供管理階層審查。
根據美國MESA協會的調查統計,MES實施對生產、經營、管理、產品等方面的提升效果顯著,表2所列是MES實施效果統計分析表。
由上述分析可知,將MES信息系統應用于生產制造活動全過程,實現工業化與信息化的有效融合,可以通過及時、準確的信息,指導、啟動、響應并記錄生產活動的各個環節,從而能夠對生產條件的變化做出迅速響應,減少非增值活動,縮短生產周期,提高生產制造過程的質量與合格率。同時,MES還可以改善設備投資回報率,有助于加快庫存周轉、實現及時交貨、提高收益和現金流等績效。
5 結 語
MES的運用,可將企業的生產制造、經營管理與信息化相融合,推進企業管控一體化建設,實現對生產全過程的有效提醒、迅速反饋、質量控制、可追溯性,易于遠程辦公、經驗傳承;不僅可以節約成本、提高產出效率、經濟效益明顯,而且搭建了工業和信息化交流的綜合平臺,以信息化指導現代工業生產全過程,將進一步縮小國內外技術差距,因此得到了國家政策的大力支持和推廣。
參 考 文 獻
[1]百度文庫.制造執行系統,制造業信息化建設技術報告[R]. 華中科技大學,2012.
[2]百度文庫.M?E?S?技?術?發?展?趨?勢?及?國?內?外?發?展?現?狀[EB/OL]. [2012-06-13 ]. http:///link?url=EYeYlOlxxRBPQMNb53UdSqJf6JzzGm5gH3Fds5qM3Dn0uzSW6O-w0jtPFMb2yKJ7ciDx4ENC5pa4reA1bKEyB-CPHrBfCGsPz76XN1eBsVy.
[3]潘美俊,饒運清. MES現狀與發展趨勢[J]. 中國制造業信息化, 2008(9): 47-50.