知識分享：面向智能工廠MES新規(guī)范
發(fā)表于：2022/4/22 14:09:01??閱讀量：?[關(guān)閉]
基本上，在對智能工廠四個階段的定位中，MES任務(wù)可以劃分為四個層次。
1、體系系統(tǒng)化
無論是何種生產(chǎn)模式和制造什么產(chǎn)品，企業(yè)的制造管理體系都圍繞6個主要業(yè)務(wù)，包括生產(chǎn)控制(建立工藝路線、工序資源要求、工序時間成本核算、在制品或半成品報工等);計劃和排產(chǎn)(生產(chǎn)資源可用性和產(chǎn)能、工單順序規(guī)則、產(chǎn)能選擇策略等);生產(chǎn)準(zhǔn)備(物料、工具、程序等輔助資源計劃，換線計劃等);質(zhì)量控制、(控制計劃、缺陷投訴、失效模式分析等)、設(shè)備維護(hù)、信息管理(異常事件、工作流、生產(chǎn)會議、檢查清單等)和持續(xù)優(yōu)化(基于制造績效指標(biāo)優(yōu)化前述6大業(yè)務(wù)流程)。這些體系的詳細(xì)描述請參閱筆者的系列文章 – MES的管理體系。
MES作為組織和實(shí)施生產(chǎn)過程的驅(qū)動力，直接或間接地支持公司的所有業(yè)務(wù)流程。這意味著，引進(jìn)和使用MES系統(tǒng)可以挖掘這些流程執(zhí)行的潛力。
任何管理體系的建立永遠(yuǎn)是圍繞PDCA來開展的。第一步是建立計劃，凡事預(yù)則立;然后按計劃執(zhí)行;通過之前設(shè)定的指標(biāo)檢查計劃與執(zhí)行之間的偏差，分析原因;制定下一步行動措施。由此形成一個循環(huán)，不斷調(diào)整且不斷優(yōu)化。以工廠維護(hù)體系的建立為例：
針對設(shè)備有多種維保任務(wù)，按周期(日歷時間、工作時間、產(chǎn)出數(shù)量)設(shè)定保養(yǎng)計劃;當(dāng)既定周期到達(dá)時，一個保養(yǎng)工單被觸發(fā)并進(jìn)入工單池;計劃員在排生產(chǎn)工單時同時也考慮保養(yǎng)工單，保養(yǎng)工單被下達(dá)到相關(guān)設(shè)備和人員。工人執(zhí)行保養(yǎng)工單，在系統(tǒng)中記錄實(shí)際消耗的工時、耗材或備件。管理人員對歷史保養(yǎng)成本(時間和數(shù)量)進(jìn)行分析，優(yōu)化保養(yǎng)計劃(周期調(diào)整、工時調(diào)整等)。
2、工廠資源調(diào)度
只有當(dāng)管理體系固化在系統(tǒng)中，物料流與信息流在系統(tǒng)中開始同步流動，在生產(chǎn)透明化的基礎(chǔ)上，可以對有限的生產(chǎn)資源做合理的調(diào)度。現(xiàn)在的生產(chǎn)模式越來越趨向于多品種、小批量，而換產(chǎn)損失卻又實(shí)實(shí)在在的存在，無法回避。僅僅依靠柔性線，無法實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。有限資源排產(chǎn)(車間級高級排產(chǎn))已經(jīng)成為卓越制造不可缺乏的要素。車間級高級排產(chǎn)是目前許多MES解決方案中缺失的。
由于實(shí)現(xiàn)了車間透明化，所有資源的當(dāng)前狀態(tài)、產(chǎn)能都已經(jīng)在系統(tǒng)中呈現(xiàn)，此時可以根據(jù)客戶訂單的優(yōu)先級、換線損失、加工精度、加工時間等不同的約束條件(甚至是能耗成本)進(jìn)行高級調(diào)度，實(shí)現(xiàn)資源最佳配置。
3、MES成為自我管理工廠的大腦
構(gòu)建這兩層的MES，應(yīng)該說還是傳統(tǒng)的MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))，第3層MES的功能應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)信息化與自動化的深度集成，使得MES成為制造過程中的大腦，自動計劃與協(xié)調(diào)所有自動化設(shè)備、工裝、物流裝置的協(xié)調(diào)作業(yè)。
MES作為“生產(chǎn)大腦”指揮各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)。所涉及的軟件系統(tǒng)包括MES/ERP/WMS/FCS，參加執(zhí)行的自動化設(shè)施包括加工設(shè)備/AGV/自動檢測設(shè)備/配刀系統(tǒng)/自動化立庫/自動稱重系統(tǒng)。
當(dāng)多個生產(chǎn)任務(wù)從ERP下達(dá)到MES后，MES首先做高級排產(chǎn)，排產(chǎn)優(yōu)化的目標(biāo)是減少換料和換刀。MES中排產(chǎn)完成后，MES把配料信息通知到WMS，WMS確認(rèn)是否可以使用車間內(nèi)物料。如果需要倉庫內(nèi)物料，WMS通知自動化立庫，同時MES通知FCS，由FCS控制AGV去運(yùn)輸所需物料到加工設(shè)備。一旦物料被放置到加工設(shè)備，由傳感器觸發(fā)物料就位信號，此信號由FCS傳遞給WMS形成物料過賬信息。排產(chǎn)后MES還需要檢查是否要換刀，如果需要換刀，則通知配刀系統(tǒng)重新配刀。物料就位信號同時也觸發(fā)MES中加工任務(wù)的自動登錄，隨即加工程序自動從MES中下載到加工設(shè)備，于此同時，MES中自動觸發(fā)設(shè)備和刀具的維護(hù)周期/檢驗(yàn)任務(wù)。當(dāng)檢驗(yàn)任務(wù)到期，自動檢測設(shè)備執(zhí)行檢測作業(yè)，并向MES匯報和過賬檢測結(jié)果。加工任務(wù)完成后，自動稱重系統(tǒng)向MES匯報產(chǎn)成品的重量。MES同時向WMS匯報產(chǎn)出數(shù)量和重量，并向FCS發(fā)出移動產(chǎn)成品指令。FCS調(diào)度AGV移動產(chǎn)成品到指定的下道工序緩存區(qū)或自動化立庫。當(dāng)加工任務(wù)目標(biāo)數(shù)量達(dá)成時，MES把工單數(shù)據(jù)過賬給ERP，并觸發(fā)關(guān)閉工單指令。整個作業(yè)執(zhí)行全程無人工參與，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自我組織。
4、內(nèi)部增值鏈優(yōu)化外部增值鏈
完成MES第3層建設(shè)之后，實(shí)現(xiàn)的是內(nèi)部增值鏈的管理。如果回到前文關(guān)于工業(yè)4.0的定義，需要實(shí)現(xiàn)的整個價值增值鏈的最優(yōu)。因此，在智能工廠建設(shè)的途徑上，不可缺少的是整個供應(yīng)鏈共享信息。從MES的角度而言，就是使用內(nèi)部增值鏈的信息優(yōu)化外部增值鏈。目前來說，這方面的應(yīng)用還是停留在一個探索階段，筆者不敢妄談，只是把最近和一些客戶交流的話題做個總結(jié)，姑且是拋磚引玉。
第一個應(yīng)用是原材料供應(yīng)商能夠及時獲得基于生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)度的原材料供應(yīng)需求。目的是既要減少庫存積壓也要避免缺料停產(chǎn)。這里需要至少三個系統(tǒng)的集成信息，如MES提供物料的實(shí)際消耗和后續(xù)生產(chǎn)計劃;ERP提供最佳的采購批次、采購周期和采購價格;WMS提供實(shí)際的庫存信息。
第二個應(yīng)用是把設(shè)備的實(shí)際加工時間和加工數(shù)量提供給設(shè)備制造商，設(shè)備制造商不僅可以及時提供維保服務(wù)，而且能夠及時生產(chǎn)或準(zhǔn)備合適數(shù)量的備品備件。
第三個應(yīng)用是前端銷售能夠給告知最終客戶，根據(jù)訂購的數(shù)量告知精確的交貨周期。此時，MES中已經(jīng)有實(shí)際的加工成本、產(chǎn)能可用性和未結(jié)工單。基于這些數(shù)據(jù)，銷售還可以和客戶協(xié)商動態(tài)的銷售價格。不同的交貨期和交貨數(shù)量，對內(nèi)部的生產(chǎn)會有不同的影響，最終歸結(jié)為不同的加工成本。（摘自互聯(lián)網(wǎng)）
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