摘要：亞控機加工類(lèi)輕量化MES解決方案，主要是針對中小型機械制造型企業(yè)，企業(yè)具備基本MES需求，但是企業(yè)在資金支持上無(wú)法滿(mǎn)足大量定制化功能，要求能夠快速實(shí)施，利用較小投入快速取得效益。其主要特點(diǎn)表現為快速實(shí)施、快速見(jiàn)效、支持云端部署、支撐服務(wù)器部署、無(wú)需企業(yè)自身做出大的調整。目前已在多家企業(yè)進(jìn)行部署實(shí)施并取得良好的運行效果和經(jīng)濟效益。

1、行業(yè)發(fā)展趨勢

隨著(zhù)經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會(huì )建設水平的不斷提升，我國的機械加工制造行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，開(kāi)始從一些新的理念著(zhù)手，其目的是更好地改善固有的不足。從行業(yè)自身上分析，機械加工制造行業(yè)對于國家生產(chǎn)、生活條件的改善，具有決定性的作用，要加強新技術(shù)的充分利用，加強對行業(yè)的動(dòng)態(tài)掌握。

（1）新技術(shù)源源不斷地融入

機械加工制造行業(yè)的發(fā)展水平，關(guān)系到國家的很多領(lǐng)域建設，要在今后的工作中得到理想的成績(jì)，必須在新技術(shù)上源源不斷地融入，這樣才能夠充分推動(dòng)機械制造行業(yè)的良好革新，對于固有工作的改善非常有利。分析認為，新技術(shù)源源不斷融入，主要是體現在以下幾個(gè)方面：第一，智能化技術(shù)的應用。機械制造行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中，多方面的技術(shù)指標都在不斷地提升，尤其是精度方面。任何機械產(chǎn)品的加工、制造，如果沒(méi)有在精度方面持續性的提升，肯定會(huì )被市場(chǎng)淘汰，屆時(shí)對于行業(yè)的長(cháng)久發(fā)展，會(huì )造成非常不利的影響。經(jīng)過(guò)探討后發(fā)現，智能化技術(shù)的應用，能夠對機械制造行業(yè)體系做出全面革新，在產(chǎn)品的精度把控上，能夠從多個(gè)角度完成。第二，自動(dòng)化技術(shù)的應用?，F代社會(huì )的人口數量不斷提升，物質(zhì)方面的需求日漸增加。利用自動(dòng)化技術(shù)，能夠促使機械加工制造行業(yè)的很多產(chǎn)品保持產(chǎn)量、質(zhì)量的快速提升，為將來(lái)的發(fā)展，逐步做出更大的貢獻。

（2）行業(yè)規范持續健全

機械加工制造行業(yè)在近幾年的發(fā)展狀態(tài)非常良好，在行業(yè)規范上，展現出持續健全的狀態(tài)，很多方面的工作都取得了非常不錯的成績(jì)。首先，機械制造行業(yè)的規范健全后，各類(lèi)產(chǎn)品的數量、質(zhì)量等，均獲得了充分的保證，確保用戶(hù)在使用機械產(chǎn)品的過(guò)程中可以獲得較好的體驗，減少了過(guò)往一些不良問(wèn)題，對于生產(chǎn)生活的改善，起到了積極作用。其次，行業(yè)規范表現為健全狀態(tài)，意味著(zhù)假冒偽劣的產(chǎn)品大幅度減少，消費者可以放心購買(mǎi)自己喜歡的機械產(chǎn)品。在此種狀態(tài)下，機械加工制造行業(yè)能夠創(chuàng )造的經(jīng)濟效益、社會(huì )效益，也會(huì )大幅度地提升，促使地方社會(huì )的長(cháng)久發(fā)展，表現為良性循環(huán)的狀態(tài)。

2、行業(yè)生產(chǎn)現狀及需求分析

當前機械加工類(lèi)生產(chǎn)車(chē)間生產(chǎn)現狀分析：

（1）當前機械加工類(lèi)生產(chǎn)車(chē)間多為離散型生產(chǎn)，車(chē)間內生產(chǎn)數據沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)，所有設備的數據都是孤立的；

（2）設備種類(lèi)繁多，同種設備可以加工不同型號的產(chǎn)品，并且產(chǎn)能不同；

（3）同種產(chǎn)品的同一工序也可以由不同的設備進(jìn)行加工，柔性非常大；

（4）計劃派工由生產(chǎn)計劃科主管下發(fā)給每組生產(chǎn)小組組長(cháng)，組長(cháng)填寫(xiě)工票，指定操作工當天生產(chǎn)多少個(gè)產(chǎn)品，基本生產(chǎn)計劃的上傳下達多是依靠人工的形式；

（5）車(chē)間大多數工位由1人負責兩臺或多臺設備；

（6）車(chē)間生產(chǎn)所有流程均由紙質(zhì)文檔簽字后生效；

（7）產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有記錄，事后無(wú)法追溯。

3、機加工類(lèi)輕量化MES主要實(shí)現目標

通過(guò)機械加工制造類(lèi)輕量化MES信息化建設主要實(shí)現如下目標：

（1）實(shí)現工廠(chǎng)產(chǎn)品和生產(chǎn)設備的數字化建模，實(shí)現產(chǎn)品工藝信息由紙質(zhì)管理向數字化管理方式轉變，成為工廠(chǎng)信息化的數據基礎。

（2）實(shí)現工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)品追溯功能。實(shí)現由產(chǎn)品追溯到包括加工設備、加工工藝、加工人員以及不良狀況等信息。

（3）實(shí)現工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)工藝管控。對生產(chǎn)過(guò)程中的批次產(chǎn)品，進(jìn)行生產(chǎn)工藝校驗，根據工藝流程，校驗關(guān)鍵工序、是否有漏掉的工藝等等。

（4）實(shí)現工廠(chǎng)的設備管理。在系統中建立設備信息，并根據工廠(chǎng)建立設備點(diǎn)檢、設備保養、維修流程及其通知管理。

（5）實(shí)現工廠(chǎng)人員管理。通過(guò)采集生產(chǎn)過(guò)程信息，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程信息和人員考核信息統計以實(shí)現人員管理。

（6）實(shí)現工廠(chǎng)的質(zhì)量管理。建立不良品處理及返修流程，并可以對不良品進(jìn)行數據統計及查詢(xún)。

4、機加工類(lèi)輕量化MES主要功能模塊介紹

系統總體設計架構如圖1所示。

圖1 系統總體架構

從系統架構上系統主要分為三個(gè)層級：數據采集層、MES系統層、信息系統層。

數據采集層：主要完成現場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程數據的自動(dòng)采集和人工數據的錄入，數據包括設備狀態(tài)數據、產(chǎn)品批次數據、工藝參數數據、產(chǎn)品質(zhì)量數據、設備報警數據等。

MES系統層：MES層包括生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過(guò)程、設備管理、質(zhì)量管理、人員管理、生產(chǎn)報表、系統維護等內容后臺服務(wù)及數據存儲、工程開(kāi)發(fā)、數據安全管理。通過(guò)MES客戶(hù)端，向各生產(chǎn)部門(mén)、職能部門(mén)推送所需數據和可視化界面。

信息系統層：主要是企業(yè)的ERP等信息管理系統，MES從信息系統層獲取訂單數據，指導工廠(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)。

系統網(wǎng)絡(luò )架構圖如圖2所示。

圖2 系統網(wǎng)絡(luò )架構圖

系統分為兩層網(wǎng)絡(luò )架構，即生產(chǎn)網(wǎng)和管理網(wǎng)。

生產(chǎn)網(wǎng)中主要是企業(yè)硬件設備的數據采集、系統終端展示、車(chē)間看板展示等部署，通過(guò)車(chē)間網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至生產(chǎn)網(wǎng)內的信息化管理中心服務(wù)器。

生產(chǎn)管理網(wǎng)部署MES服務(wù)器，進(jìn)行生產(chǎn)管控的業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現，業(yè)務(wù)數據分析、上傳、發(fā)布，生產(chǎn)管理者通過(guò)管理網(wǎng)查看生產(chǎn)狀況或下發(fā)計劃等，并可通過(guò)手機端進(jìn)行遠程瀏覽。

機加工類(lèi)輕量化MES功能概覽如圖3所示。

圖3 功能概覽

機加工類(lèi)輕量化MES功能數據流如圖4所示。

圖4 功能流圖

5、解決方案項目效益分析

通過(guò)本項目的實(shí)施，公司得到了良好的管理效益，還有切實(shí)的經(jīng)濟效益。運用感知、網(wǎng)絡(luò )、控制等技術(shù)，全面實(shí)施生產(chǎn)制造各環(huán)節設備互聯(lián)、信息感知、數據集成、過(guò)程控制、制造執行等應用系統，推進(jìn)產(chǎn)品配套企業(yè)信息系統的橫向集成，不斷提升生產(chǎn)制造的協(xié)同化、柔性化和智能化水平?；贛ES傳動(dòng)總成智能制造管理系統項目不僅提高了公司生產(chǎn)管理和客戶(hù)服務(wù)水平，還可以提高生產(chǎn)效率、降低運營(yíng)成本、減少庫存。

（1）個(gè)性化定制。機械加工制造類(lèi)企業(yè)工藝流程復雜不一，在每一道生產(chǎn)工藝流程中，客戶(hù)最關(guān)心的工藝數據是和本工藝流程相關(guān)的產(chǎn)品尺寸。對于不同的產(chǎn)品，在不同的加工工藝流程上，客戶(hù)需要的工藝尺寸是不相同的?？蛻?hù)日益增加的個(gè)性化需求給生產(chǎn)者帶來(lái)了全新的挑戰，制造商必須快速、靈活地進(jìn)行定制化生產(chǎn)，而實(shí)現這個(gè)目標的關(guān)鍵就是數據。通過(guò)對產(chǎn)品完整生命周期的數據進(jìn)行采集和分析，不僅客戶(hù)的需求能立即傳達給生產(chǎn)者，生產(chǎn)線(xiàn)也能依靠數據流轉實(shí)現柔性調整。公司產(chǎn)品可以根據用戶(hù)需求對產(chǎn)品進(jìn)行定制化生產(chǎn)，需要對生產(chǎn)工藝進(jìn)行管控，從而滿(mǎn)足客戶(hù)的質(zhì)量需要。

（2）實(shí)現了生產(chǎn)作業(yè)的標準化和生產(chǎn)管理的精細化。通過(guò)系統實(shí)現質(zhì)檢要求與產(chǎn)品型號的緊密聯(lián)系，使得生產(chǎn)過(guò)程有據可查，工作操作無(wú)需人工查閱工藝文件，而是由系統根據產(chǎn)品型號直接進(jìn)行提示，避免了人為因素在生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中帶來(lái)的差錯。

（3）MES系統提高車(chē)間故障響應效率，記錄維修和保養全過(guò)程，區分部門(mén)之間職責糾紛。

（4）優(yōu)化在制品的管理。車(chē)間緩沖區存在大量的在制品，產(chǎn)品型號很多，數量不詳。進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)時(shí)，需要耗費大量的人力去進(jìn)行統計，統計的準確性也無(wú)法保證。盤(pán)點(diǎn)完成之后，隨著(zhù)生產(chǎn)的進(jìn)行，在制品數量再次變得模糊。使用系統之后，系統中可以很直觀(guān)地查看到在制品的數量，在制品的信息精確到批次，隨著(zhù)生產(chǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化，管理人員隨時(shí)掌握，可以方便地做出決策。

（5）促進(jìn)各部門(mén)及各工序之間工作的緊密銜接。過(guò)去大量的生產(chǎn)管理數據都是由人工進(jìn)行填寫(xiě)的紙質(zhì)文件，部門(mén)間及各工序間信息流通極其不便。通過(guò)系統可以直接下達生產(chǎn)任務(wù)、監控作業(yè)進(jìn)度等，使各部門(mén)及各工序之間的工作銜接更加緊密。同時(shí)系統直接生成管理所需要的人員績(jì)效、計劃達成率、一次通過(guò)率等統計信息，縮減大量的人力物力。

（6）能夠實(shí)現生產(chǎn)全過(guò)程的產(chǎn)品質(zhì)量追溯。公司的“產(chǎn)品履歷表”集成了進(jìn)度、工藝、質(zhì)量、人員等多方面信息，是非常好的質(zhì)量管理工具，之前受限于紙質(zhì)形式，作用無(wú)法充分發(fā)揮。本系統實(shí)現了“產(chǎn)品履歷表”的電子化管理，通過(guò)對數據的關(guān)聯(lián)應用，提供了便捷有效的生產(chǎn)追溯能力，極大地提高了生產(chǎn)管理效率，降低了生產(chǎn)成本，為制造企業(yè)的精益管理起到了良好的示范作用。實(shí)現生產(chǎn)追溯對客戶(hù)而言提高了產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的透明度，對公司而言有效地提高了公司的客戶(hù)服務(wù)能力，從而提升公司的市場(chǎng)競爭能力。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年7月刊