MES系统的优化

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MES系统的优化本项目在对MES进行优化后MES可以对来自ERP软件的生产管理信息进行细化、分解，将来自计划层操作指令传递给底层控制层，经过分析、计算与处理，从而方便、可靠地将控制系统与信息系统整合在一起，从而实现数据的透明化。

目录

一、案例简介

中车时代电动汽车股份有限公司（简称中车电动），经营范围为电动汽车整车集成设计、电气系统集成设计与整车制造、销售及技术服务；电动汽车关键零部件的设计开发、制造、销售及服务；传统客车的设计开发、制造、销售及服务等。为适应产能提升要求，构建以MES为平台的新能源客车的数字化精益制造管理体系, 本项目主要对MES从工艺流程、生产计划、收发货各方面进行优化升级，与PLM、ERP进行集成，达到信息系统间的互联互通。

二、案例背景介绍

在汽车制造行业，目前国外制造车间已实现从设计到制造过程的数字化，实现了加工和装配过程的集成智能管控。美国通用汽车公司应用数字制造技术，将轿车的开发周期由原来的48个月缩短到24个月，碰撞实验的次数由原来的几百次降到几十次，应用电子商务技术降低销售成本10%；美国UGS Tecnomatix.公司和达索Delmia公司等长期致力于虚拟制造的研究，开发出满足虚拟制造要求的数字化车间软件。如车间及生产线规划仿真、工艺规划、质量控制和生产工具等软件模块，可以满足不同需求的用户。德国正在开展研究的“工业4.0”即是以智能制造为主导，一是重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是主要研究生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等智能生产技术。使信息技术与自动化制造技术深度融合。国内方面，上海大众采用数字化车间软件成功进行了发动机生产线的设计并优化，一汽大众成功完成了其车身解决方案。

在该背景下，为适应产能提升要求，满足新能源客车制造所特有的高品质、短交期、低成本、小批量、定制化的市场需求，结合公司精益物流、精益研发、精益质量的管理需求，构建以MES为平台的新能源客车的数字化精益制造管理体系，及时、准确的采集信息，指导、启动、响应并记录管理工厂的生产活动，实现基于工位制节拍化流水线生产方式条件下，从生产订单到产品交付的全部生产活动管理优化。

三、案例应用详情

MES系统优化升级助推生产过程智能管控

1）生产过程智能管理结构及流程优化

MES系统分为两个层面：

①上层为MES管理层，一方面，通过MES系统的数据分析功能，将生产过程数据进行统计、分析后展示给公司管理者；另一方面，通过系统接口，从ERP系统获取生产订单、BOM、库存、工艺路线等基础数据，又将生产过程数据传输给ERP系统；

②底层为MES车间执行层，采用RFID技术，由车间员工通过数字终端如一体机、平板机、数据资源终端刷卡终获取任务，现场操作完成后刷卡报工，将数据录入MES界面，MES系统通过车间无线网络存入MES后台数据表。

2）系统模块组成

①工艺流程模块

MES系统通过接口程序，获取长文本内容指导车间操作，操作工在MES终端按工序报工。在MES系统开发图纸查看链接功能，实现操作工直接在现场可以查看电子图纸。取消纸质图纸打印和下发的流程。

②生产计划模块

在ERP计划指导下，MES系统紧密结合车间的人员、设备、物料等实时情况，对计划进行分解和优化排产，制定出详细、均衡和优化的作业计划，并下达进行生产线执行。同时，通过制订计划和监督计划的执行，与物料、生产等模块交互。

作业计划下达与调度。包括下达备料及物料配送指令，生产作业指令下达，支持计划取消、计划调整等生产计划的临时调整，现场呼叫管理等。

③车间管理模块

受车间环境和操作工水平的限制，简化现场系统操作，所有操作以刷卡方式实现。

④全面质量管理与追溯

质量管理主要包括三个层面，操作上涉及互检、自检、专检、巡检和终检。第一个层面是操作工在收到上道工序流转下来的车时，先进行互检，若发现质量问题可当场退回给上道工序返工，以保证不收不良品。第二个层面是自检和巡检，即组装过程中进行质量检验，发现问题马上修正，从而做到不做不良品。第三个层面是专检，在关键控制点上设置专检项，必须通过检验并合格，才可以进行转序，以保证不交不良品。而在车子下线后，必须进行整台车质量问题全面检验，方可进行入库发车。

⑤装配作业管理

装配管控功能：需实现正向管理与反向追溯，对整车或关键件进行现场实时管理与事后全面追溯，做到各个物料与工位上信息的全面覆盖（5M1E、5W2H），对装配现场的每道工序进行操作步骤和用料管理，全面实现标准作业和物料监控。

变化点管理：根据ERP中BOM和工艺路线标准，设置每批车的装配工序和用料情况，一旦出现与标准不一致的现象，即需停线处理，待异常解决后再开工。

⑥物流管理模块

收货环节，仓管员接到供应商的送货清单，MES系统通过接口自动生成“来料送检单”，并通知质量管理部，质检员检验后刷卡确认，自动过账到ERP系统。

整个MES物流体系，取消纸质来料报检、入库单、生产领料单、调拨单，全部实现电子化表单流转；简化人工报检、打单环节，实现现场操作刷卡即时过账。此方案优化了人力资源，加强了公司物料配送的精准度，加快了物料流转速度，为提高公司库存周转率提供了有力的支撑。

⑦设备管理

通过对设备的使用、日常维护、检修、运行与报表统计分析的全面管理，提高设备妥善率，为合理利用设备产能，编制工序作业计划，保证生产运行通畅发挥着重要的保障作用。设备管理的主要功能包括：设备档案管理、设备定检计划管理、设备维修管理、设备状态实时监控、设备故障与事故管理、设备OEE分析、工装夹具管理。

⑧生产过程跟踪

通过监视产品在任意时刻的位置和状态来获取每一个产品的历史纪录，该记录向用户提供产品组及每个最终产品使用情况的可追溯性。

⑨异常报障

MES系统对异常从六个方面进行了分类，包括：物料、设备、质量、工艺、技术、其他，并在每一列下进行了细分。为了各级人员及时响应异常问题，并到现场解决，系统采用四级响应机制。

处理人员一旦接到短信提示需在第一时间内赶到现场，并在MES系统中刷卡签到，启动处理程序。处理完成后，刷卡关闭问题，并经现场人员刷卡确认关闭。系统将记录每一步操作的延续时长，可按异常次数和异常持续时间进行柏拉图显示，每月分析异常处理对生产造成的影响。

⑩基础数据管理

物料主数据管理:对产品、半成品、原材料进行分类管理，定义和维护生成单品物料唯一标示（条码/RFID）的编码规则。

生产线基础数据管理:工段、工位、在制品料位、工班、人员等基础信息和编码管理。

工艺数据管理:建立和维护产品加工和装配的制造BOM、工艺路线所需要的各种基础信息。

四、创新性与优势

MES作为制造业的基础系统，在对工厂实现自动化生产有着不可或缺的作用。但是随着企业信息化程度的完善，企业原有的MES系统已跟不上生产的步伐，本项目中对MES系统进行优化，实现生产过程智能管理结构及流程优化。为中车电动未来促进设计、试验、制造、管理和服务等环节中全过程的信息互联，进而打造面向透明化管理的精益运营平台奠定了基础。

五、案例应用效益分析

通过建设和完善车间制造执行系统（MES），实现企业从设计、工艺到管理、制造、物流等全生命周期环节的集成优化，全面提升企业的资源配置优化、生产管理精细化和智能决策科学化水平。对涂装、焊接和装配生产线的工序节拍化、智能化改造，实现生产线的智能、协调运作和集成管控，提高生产效率，实现多品种新能源客车的均衡化混流生产和装配，生产效率提高20%以上，降低不良品率20%以上，运营成本降低20%以上。