楊勇昌　馬錦

摘要：MES系統(tǒng)是面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的信息化管理系統(tǒng)，通過MES系統(tǒng)的實(shí)施可以為企業(yè)打造一個(gè)扎實(shí)、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺(tái)。本文以成功實(shí)施某航空企業(yè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配試車車間為背景，進(jìn)行MES系統(tǒng)在裝配試車業(yè)務(wù)的探討和研究，主要介紹了裝配試車業(yè)務(wù)的特點(diǎn)以及在此基礎(chǔ)上搭建的MES應(yīng)用系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）;裝配試車;航空發(fā)動(dòng)機(jī)

1、引言

軍工行業(yè)是最早應(yīng)用信息技術(shù)的行業(yè)之一，信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，在國內(nèi)各行業(yè)也處于信息技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)先地位。但是分廠級(jí)的信息技術(shù)建設(shè)還處于盲區(qū)，管理層不能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、直觀地了解現(xiàn)場生產(chǎn)情況，分廠生產(chǎn)問題也不能及時(shí)得到解決，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)進(jìn)度，不利于企業(yè)計(jì)劃的順利實(shí)施。

MES應(yīng)精益制造而產(chǎn)生，它是連接上層計(jì)劃與底層控制的紐帶，有效地實(shí)現(xiàn)計(jì)劃層與底層控制信息的充分交互。MES系統(tǒng)的實(shí)施，可以提高生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度的準(zhǔn)確性和敏捷性，使得生產(chǎn)過程的各關(guān)鍵點(diǎn)都得到了嚴(yán)格的控制。

2、裝配試車車間現(xiàn)狀分析

裝配試車車間是航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)最終產(chǎn)品交付的重要部門，負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體裝配和分解工作，主要業(yè)務(wù)流程如下：

2.1計(jì)劃管理：根據(jù)公司生產(chǎn)計(jì)劃和分廠缺件情況，制定每月、每周生產(chǎn)計(jì)劃。為了達(dá)到計(jì)劃的精準(zhǔn)無誤地執(zhí)行，主要通過人工表單統(tǒng)計(jì)和現(xiàn)場班組反饋等方式掌握生產(chǎn)過程中所需零部件入庫、缺件情況;對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題、異常信息、突發(fā)事件及時(shí)統(tǒng)計(jì)、分析、反饋，現(xiàn)場調(diào)度經(jīng)常會(huì)滯后于現(xiàn)場生產(chǎn)活動(dòng)。

2.2工藝管理：接收上級(jí)部門下發(fā)的工藝目錄和圖紙并進(jìn)行二次分工編制。編制好的工藝進(jìn)行紙質(zhì)打印，并存檔供分廠借閱，工藝文件下發(fā)到現(xiàn)場后調(diào)整困難，工藝準(zhǔn)備過程較長。

2.3物料管理：將整機(jī)BOM中的配套件進(jìn)行齊套?，F(xiàn)階段齊套過程中，零件配套率低，導(dǎo)致零件下發(fā)到裝配小組后需要大量補(bǔ)批次，耗時(shí)耗力;大件和小件配套不同步，造成集件班組小件缺件統(tǒng)計(jì)情況不準(zhǔn)確。

2.4中心管理：各中心接收調(diào)度指令后安排現(xiàn)場生產(chǎn)，派工給各班組，現(xiàn)場完工以后，由班組長統(tǒng)一報(bào)工，班組長任務(wù)量增加。生產(chǎn)工區(qū)長根據(jù)各班組報(bào)工記錄情況，每月定時(shí)在ERP中報(bào)工，增加了工區(qū)長的工作量，由于是人工統(tǒng)計(jì)報(bào)工情況，有時(shí)也會(huì)造成遺漏或多報(bào)。

2.5質(zhì)量管理：與其他機(jī)械加工車間不同的是裝配試車車間檢驗(yàn)任務(wù)分配按照部件、總裝等裝配班組對(duì)應(yīng)，檢驗(yàn)與裝配采用小組作業(yè)模式，伴隨裝配過程進(jìn)行伴隨檢驗(yàn)。檢驗(yàn)過程產(chǎn)生了較多的檢測數(shù)據(jù)和其他質(zhì)量信息，不利于有效管理和后續(xù)質(zhì)量追溯。

2.6工時(shí)管理：裝配試車車間除了正常裝配、試車外還包括大修、檢修和排故業(yè)務(wù)，和當(dāng)前的裝配任務(wù)混線生產(chǎn)，以上均涉及按照單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的定額工時(shí)進(jìn)行集體作業(yè)工時(shí)的分?jǐn)?，班組長需要每天對(duì)現(xiàn)場工時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分配。

3、裝配試車車間存在的問題

經(jīng)裝配試車車間現(xiàn)狀分析，現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)管理中存在的部分問題進(jìn)行總結(jié)性闡述：

3.1生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃由計(jì)劃員及調(diào)度員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行編制，層層分解、紙張傳遞。計(jì)劃編制過程無法了解現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)信息，導(dǎo)致計(jì)劃編制時(shí)間長、編制量大、重復(fù)作業(yè)多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低下。

3.2工藝準(zhǔn)備過程較長，導(dǎo)致開工滯后，由于零件目錄差異，導(dǎo)致整機(jī)配套率較低，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝配進(jìn)度。

3.3現(xiàn)場派工和生產(chǎn)準(zhǔn)備，均需要額外人力去做，增加了現(xiàn)場人員的工作量，也容易造成任務(wù)分配不均、生產(chǎn)準(zhǔn)備異常情況，最終影響任務(wù)加工進(jìn)度。對(duì)于需要返件的零部件，經(jīng)常由于工作疏忽或移交問題，導(dǎo)致忘記返出，對(duì)后續(xù)裝配造成嚴(yán)重影響。對(duì)于整機(jī)或零部件油封的油封期管理，也容易出現(xiàn)遺忘：該油封的未油封、油封期到的未再次油封等。

3.4質(zhì)量管理缺乏統(tǒng)一的管理平臺(tái)，質(zhì)量問題不能及時(shí)反饋到上層管理者，使得生產(chǎn)問題不能及時(shí)解決。質(zhì)量記載文件較多，不利于統(tǒng)一管理和后續(xù)質(zhì)量追溯。

3.5工時(shí)統(tǒng)計(jì)繁瑣易出錯(cuò)。

4、應(yīng)對(duì)裝配試車業(yè)務(wù)的MES解決方案

針對(duì)裝配試車車間存在的問題進(jìn)行了多方論證，最終產(chǎn)生了與裝配試車業(yè)務(wù)相匹配的裝試MES系統(tǒng)。其業(yè)務(wù)主流程如下圖：

根據(jù)裝配試車業(yè)務(wù)特點(diǎn)，MES整體設(shè)計(jì)按照業(yè)務(wù)劃分為六大模塊：計(jì)劃調(diào)度管理、工藝數(shù)據(jù)管理、中心生產(chǎn)管理、檢驗(yàn)作業(yè)管理、生產(chǎn)工時(shí)管理、任務(wù)調(diào)整管理。現(xiàn)將各模塊具體功能進(jìn)行詳細(xì)說明：

4.1計(jì)劃調(diào)度管理：通過與ERP和PDM系統(tǒng)集成，獲取訂單和工藝數(shù)據(jù)，計(jì)劃員根據(jù)訂單計(jì)劃編制分廠計(jì)劃，詳細(xì)到部件級(jí)。當(dāng)計(jì)劃分解完成后，系統(tǒng)根據(jù)各部件BOM情況，產(chǎn)生任務(wù)單及裝配表信息，并打印批次卡交由集件去封班進(jìn)行集件/去封報(bào)工操作，根據(jù)集件和去封報(bào)工情況，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生缺件信息，供現(xiàn)場人員查看;當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生周轉(zhuǎn)串件情況時(shí)，系統(tǒng)記錄返件過程所有記錄，相關(guān)業(yè)務(wù)人員可以隨時(shí)在系統(tǒng)查詢返件進(jìn)度，也可以進(jìn)行返件問題追溯。

4.2工藝數(shù)據(jù)管理：由工藝員對(duì)PDM傳過來的工藝進(jìn)行二次審核，當(dāng)現(xiàn)場需要有補(bǔ)充施工時(shí)，由主管技術(shù)員編輯施工單，在施工單下發(fā)后由計(jì)劃員根據(jù)施工內(nèi)容編制計(jì)劃和任務(wù)，當(dāng)任務(wù)產(chǎn)生以后，系統(tǒng)按照施工編制時(shí)劃分的小組，自動(dòng)分配任務(wù)。

4.3中心生產(chǎn)管理：中心派工分為三級(jí)，首先由中心主任將部件級(jí)任務(wù)下發(fā)到各班，再由班長分配到組，組長派工到本小組工人;工人在完工后進(jìn)行報(bào)工操作。對(duì)于關(guān)鍵的裝配和分解操作，工人可以在系統(tǒng)中進(jìn)行裝配分解記錄，以便日后中心對(duì)各班組任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，也有利于后續(xù)批次追溯;對(duì)于關(guān)鍵檢測項(xiàng)，工人可以將自測值輸入系統(tǒng)，當(dāng)檢驗(yàn)員進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí)，可以從系統(tǒng)看到自檢結(jié)果;當(dāng)大階段有部件級(jí)任務(wù)時(shí)，大階段報(bào)工自動(dòng)觸發(fā)，大階段完成后系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送報(bào)工信息到ERP系統(tǒng);對(duì)于現(xiàn)場問題，系統(tǒng)支持所有角色進(jìn)行問題上報(bào)，有明確的責(zé)任人，要求解決時(shí)間，并提供統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表;當(dāng)整機(jī)或部件需要油封時(shí)，系統(tǒng)記錄油封信息臺(tái)賬，并針對(duì)油封期情況進(jìn)行預(yù)警提示，幫助現(xiàn)場及時(shí)把控油封機(jī)情況;系統(tǒng)在任務(wù)單派工后，還會(huì)將此裝配任務(wù)需要的工裝夾具信息發(fā)送到ERP系統(tǒng)中，工具室再根據(jù)申請(qǐng)工裝內(nèi)容進(jìn)行提前準(zhǔn)備，以便工人在開工后，工裝夾具的快速借用。

4.4檢驗(yàn)作業(yè)管理：檢驗(yàn)接收到報(bào)工任務(wù)后，對(duì)零部件進(jìn)行檢驗(yàn)，并將檢驗(yàn)信息記錄在系統(tǒng)中，以便及時(shí)反饋質(zhì)量問題和后續(xù)質(zhì)量追溯;當(dāng)零部件出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，可以從系統(tǒng)提請(qǐng)不合格審理和報(bào)廢處理，不合格審理信息將發(fā)送到ERP系統(tǒng)，ERP根據(jù)申請(qǐng)信息回傳不合格審理結(jié)論。廢品信息也將由MES傳送到ERP系統(tǒng)，供財(cái)務(wù)廢品結(jié)算。

4.5生產(chǎn)工時(shí)管理：定額員在系統(tǒng)維護(hù)定額工時(shí)，當(dāng)現(xiàn)場報(bào)工檢驗(yàn)合格后，系統(tǒng)依據(jù)定額工時(shí)自動(dòng)結(jié)算個(gè)人工時(shí)。工時(shí)統(tǒng)計(jì)員可以通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看，現(xiàn)場所有人的工時(shí)。

4.6任務(wù)調(diào)整管理：由專人對(duì)現(xiàn)場操作失誤或工藝錯(cuò)誤問題進(jìn)行調(diào)整處理。當(dāng)前任務(wù)單工藝更新后，使用任務(wù)單調(diào)度功能，將任務(wù)調(diào)整到最新版工藝去執(zhí)行，保證現(xiàn)場執(zhí)行工藝為最新版;現(xiàn)場派報(bào)檢發(fā)生誤操作時(shí)，使用撤銷功能撤銷上次操作。保證了系統(tǒng)操作的流暢性和功能完整性。

5、MES與其他系統(tǒng)集成

5.1 MES與ERP系統(tǒng)集成：MES獲取ERP系統(tǒng)中的訂單信息、物料信息、生產(chǎn)準(zhǔn)備信息、設(shè)備信息、不合格審理結(jié)果信息;MES傳遞給ERP系統(tǒng)報(bào)工信息、工裝工具準(zhǔn)備信息、不合格審理申請(qǐng)信息、入庫信息、廢品信息。

5.2 MES與PDM系統(tǒng)集成：獲取PDM系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)化工藝信息、整機(jī)BOM信息。統(tǒng)一了數(shù)據(jù)源頭，打通了從工藝設(shè)計(jì)到現(xiàn)場執(zhí)行的完整工藝流轉(zhuǎn)通道。便于工藝的貫徹執(zhí)行，提高了工藝準(zhǔn)備效率和工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

5.3 MES與Portal集成：實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄，便于現(xiàn)場人員快速登錄系統(tǒng)。

6、應(yīng)用效果

MES系統(tǒng)的應(yīng)用減輕了現(xiàn)場人員的工作，可以將解放出來的勞動(dòng)力投入其他生產(chǎn)工作中，提升了企業(yè)生產(chǎn)效率。裝配試車車間通過MES實(shí)施，打通了原企業(yè)各信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，將分廠執(zhí)行層的管理內(nèi)容進(jìn)行了透明化和敏捷化，提升了分廠各層管理者的管理能力，輔助提升整個(gè)分廠的執(zhí)行效率。

7、結(jié)束語

在裝配試車車間的實(shí)施過程中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊扣現(xiàn)場業(yè)務(wù)，并對(duì)現(xiàn)場業(yè)務(wù)流程進(jìn)行一定程度地優(yōu)化，提供簡潔可執(zhí)行的信息系統(tǒng)技術(shù)。裝配試車車間可以通過MES系統(tǒng)，規(guī)范業(yè)務(wù)流程，加強(qiáng)業(yè)務(wù)管理，打通了從零組件到整機(jī)的全信息流，便于各單位從整體或局部去分析現(xiàn)場生產(chǎn)活動(dòng)。

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作者簡介：楊勇昌，中國航發(fā)貴州黎陽航空動(dòng)力有限公司管理與信息化部副部長，高級(jí)工程師，主要從事企業(yè)信息化建設(shè)與應(yīng)用;

馬錦，通力凱頓（北京）系統(tǒng)集成有限公司智能制造中心實(shí)施顧問，負(fù)責(zé)MES及智能制造項(xiàng)目實(shí)施。