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    機械制造行業MES需求分析

    2020-05-07 16:05:46

      在分析機械行業的MES需求之前,我們先來看看機械行業生產管理問題:

     

            中國機械工業聯合會(原機械部)將我國機械工業一共分為 13 個大行業,包括:農業機械工業行業、內燃機工業行業、工程機械工業行業、儀器儀表工業行業、文化辦公設備行業、石油化工通用機械工業行業、重型礦山機械工業行業、機床工具工業行業、電工電器工業行業、機械基礎件工業行業、食品包裝機械工業行業、汽車工業行業、其他民用機械工業行業等。

     

            機械行業與國民經濟密切相關,屬于周期性行業,屬于資本,技術及勞動力密集型產業。機械行業內部子行業眾多,產品覆蓋范圍廣泛,行業技術水平參差不齊。從機械行業銷售產值分布情況看,機械產品市場主要是內需拉動型。工程機械行業是機械行業發展最快的子行業,利潤率位于機械行業首位,其次是石化通用機械、儀器儀表、機械基礎件行業及食品包裝機械行業、農業機械利潤率最低經營業績最差。

     

            機械行業具有以離散為主、流程為輔、裝配為重點的主要特點,其生產特點主要有:

     

        1)生產計劃的制訂與生產任務的管理任務繁重。典型的離散型機械制造業企業由于主要從事單件、小批量生產,產品的工藝過程經常變更,由于主要是按訂單組織生產,很難預測訂單在什么時候到來,因此,對采購和生產車間的計劃就需要很好的生產計劃系統。

     

        2)自動化水平相對較低。機械制造業企業由于主要是離散加工,產品的質量和生產率很大程度上依賴于工人的技術水平,自動化主要在單元級,例如數控機床、柔性制造系統等。

     

        3)工藝流程簡單明了,工藝路線靈活,制造資源協調困難。機械行業產品結構清晰明確。機械制造企業的產品結構可以用數的概念進行描述,最終產品一定是由固定個數的零件或部件組成,這些關系非常明確和固定。面向訂單的機械制造業的特點是多品種和小批量。因此,機械制造業生產設備的布置一般不是按產品而是按照工藝進行的,每個產品的工藝過程都可能不一樣,而且,可以進行同一種加工工藝的機床有多臺。因此,需要對所加工的物料進行調度,并且中間品需要進行搬運。

     

        4)為滿足客戶對產品的多樣化需求以及企業多元化的經營策略,企業越來越傾向于多品種小批量生產,產品結構及工藝越來越復雜。同一個零件可以有多種不同的加工工藝,同一工序也可以在不同的機床上加工,工藝路線具有較大的柔性,從而造成作業計劃的復雜性。同時,生產計劃受市場需求的變化影響較大,而且計劃的制定要參照實際作業執行情況,對生產現場數據采集的準確性、實時性和全面性要求高。

     

        5)生產過程動態多變。一般機械加工車間的生產系統均屬于離散事件動態系統,在生產過程中,往往會存在變動并導致一些異常事件的發生。其多變性主要源于兩個方面的因素:一是企業外部的因素,如客戶對訂單需求量和對交貨期的變更、新訂單的插入以及原材料短缺等;二是企業內部的因素,包括制造過程中的設計變更、工藝變更、工序及零部件的返修返工、機器故障等。

     

        6)在制品管理困難。產品中各零件制造周期長短不一和產品加工工藝路線的復雜性是造成在制品管理困難的主要因素,而且由于在制品在生產過程中不斷流動變化,其存放點分布廣,因此,如何及時、準確的記錄其變化信息,也是在制品管理中的一個難點。

     

        7)車間現場單據繁多。機械加工車間的任務指派一般通過下發派工單完成,并附帶生產所需的零件圖、裝配圖、工藝卡片、技術通知單等,在生產過程中又需要填寫生產進度信息、質量信息等相關表單,這些信息一般均通過紙質文件進行傳遞并由人工統計,從而造成生產的進度信息反饋不及時、生產線現場異常事件反饋及處理緩慢、質量信息反饋不及時等,更嚴重是紙質文檔圖跡或字跡受污后常會導致數據模糊,造成批量報廢的質量事故。   

     

     

    車間管控要點

     

    1.加工車間管控要點在加工車間,涉及的核心管控要點包括:

     

            關鍵零件管理進度與質量控制:按照生產計劃要求,能夠實時的反饋出關鍵零件的加工進度,以及按照技術工藝要求對關鍵零件進行質量控制,尤其是對軸套零件的加工嚴格執行中間公差制,杜絕裝配過程中的返修。

     

            關鍵設備的管理:對一些關鍵設備規范操作和保養維護,減少設備故障率。

     

            大型零件虛擬入庫:對不便于中轉的大型零件制并不轉入庫房,在其制作完成并通過檢驗后直接轉入裝配生產車間并辦理相應入庫手續,提高工作效率。 替代料和工序的管理:在加工車間經常會由于物料和設備等問題,變更原定的原材料和加工工藝,采用替代的原材料和加工工序,需要對此進行嚴格的管控。

     

            底層數據的采集:加工車間的生產現場環境復雜,數據分散在各個環節,需要通過統一的手段將這些數據進行集成。

     

    2.裝配車間管控要點,在裝配車間,涉及的核心管控要點包括:

     

            裝配成品領料管理:在裝配組織生產前,裝配生產部必須按技術研發中心下發的裝配清單,對物料進行完整性與錯誤性檢查,防止漏料和錯料。

     

            裝配規范管理:零件的部裝、總裝要嚴格按照工藝規范要求進行。

     

            裝配臺架管理:對裝配臺架的使用狀態進行嚴格管控,防止等待和窩工。

     

            功能調試:對功能調試中出現的問題及時與技術部門溝通協調并按其方案進行改進。

     

            用戶驗收:對用戶驗收過程中出現的問題及時與用戶和技術部門溝通協調按整改方案進行改進,通過驗收的機器裝箱、出廠。

     

            裝箱清單:按照裝箱清單要求對產品進行分拆,并對裝箱物料進行完整性檢查,防 止錯裝、漏裝。

           
           機械行業典型加工工藝路線——以某工程機械制造企業為例

     

           由于機械行業細分行業眾多,不同產品的生產制造特點具有很大差異,因此本節選擇了一個具有機械行業典型代表意義的制造企業為例,說明機械行業的典型加工工藝路線。

     

           機加工企業的 MES 需求主要包含數據采集、生產計劃管理、物料管理、追溯管理、質量管理、設備管理等功能模塊,本節以某制造閥門的機加工制造企業為例,詳細介紹機械行業 MES 的個性化需求:

     

        1)數據采集與分析

     

            通過條碼方式采集車間中存在的大量生產數據。采集數據包括加工進度數據、人員完工記錄、機床調試時間等信息。通過數據分析器對采集回來的數據進行分析。

     

        2)數據接口及系統集成

     

            產品的工藝信息需要與 PDM 或者 CAPP 系統集成。物料信息需要與 ERP 系統集成。設備、人員、在制品等信息需要從 MES 其他模塊中獲取。

     

        3)基礎管理基礎管理

     

            包括人員管理、設備管理、組織機構、質量控制參數、常用短語等。人員管理主要實現人員信息維護;人員狀態管理,人員能力信息管理;設備管理包括對設備、設備群組和設備類型等維護,設備運行數據采集,設備狀態監控與反饋,設備故障維修管理,設備效率分析;組織管理實現對部門、車間和工段管理;質量參數是生產中需要控制的參數,如同軸度、形位公差、粗糙度等;常用短語主要用于設備終端,面向生產一線的工人,方便其往終端顯示器中錄入信息以及避免錄入出錯。

     

        4)作業計劃制定

     

            生產計劃接收及分解。實現從 ERP 系統接收或者由相關人員手工導入月生產計劃,接受生產計劃并將其分解為任務單元、平衡設備能力、指派加工設備、編制作業計劃。主要包括對月、周、日計劃的編制、調整、查詢;能力需求;設備能力負荷;物料需求;工具需求等。    作業計劃預編制。實現初步作業計劃的自動生成。其中,數據接口負責與其他信息系統集成以獲取需要的設備、人員、物料等信息;經驗數據為調度提供合理依據;調度模塊則封裝了調度規則實現作業計劃的初步生成。

     

            作業計劃執行。首先由調度人員人工修改系統自動生成的作業計劃,使其更加符合實際需要,然后通過系統指派工單,使計劃得以執行。經驗數據修正。通過分析采集回來的數據對經驗數據進行修正,以保證其實用性和準確性。

     

        5)車間調度管理

     

            車間調度管理包括了工序合并、物料申請、首工序派工、轉序單派工、生產控制、作業計劃和物料補廢等功能。在生產過程中,有時要將在同一臺機床上操作的相鄰工序進行合并,為此提供了工序合并功能。車間調度管理對應于工票級的生產管理,指導具體生產任務的執行。首工序派工是針對零件的首工序生產,在生產前需要申請并接收相關物料;轉序單派工是指根據上道工序的轉序單生成下道工序的生產任務,伴隨著物料在工序間的流轉和轉移。在生產過程中出現廢品時,可能考慮重新投料生產,物料補廢提供了該項功能。

     

        6)工單管理

     

            用于新建工單并對其進行狀態控制,包括新建工單、復制工單、下發工單、終止工單、修改工單等功能。一旦接收生產任務,則生成工單,如果出現變動,則對工地那進行修改,隨后將工單下發到車間及人員,任務完成后對工單據進行統計。 工單包括多種狀態,工單狀態用來實現對工單執行情況的詳細控制,例如未啟動的 工單不能下發到車間啟動生產任務。

     

        7)在制品管理對線上在制品批次信息進行跟蹤

     

        8)車間質量管理

     

            對質量數據進行采集,對采集回來的數據進行質量狀況分析;通過質量追溯過程,實現對關鍵件的質量跟蹤質量控制與反饋,質量返修信息錄入與查詢。質量報警。出現質量問題時,按觸發等級自動報警的功能,同時將報警信息以郵件或短信的方式發給相關層級的人員進行提醒處理。

     

        9)物料管理

     

            物料基本信息管理,物料庫存管理,同步化物料補貨,支持缺料的報警以及對投料原因的分析,并能夠其進行追蹤。實時物料信息查詢,實現關鍵物料追朔,關鍵件條碼追朔。對在線物料進行管理,實現對物料的個體和批次在生產在線推移、傳遞、消耗、轉化等信息進行采集、記錄、跟蹤、整理、分析和共享等信息管理功能。 

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