通过MES促进生产精益化的研究

胡 斌



通过MES促进生产精益化的研究

胡 斌

航宇救生装备有限公司信息管理部，湖北 襄阳 441003

以现代生产组织管理理论为指导，通过MES实现生产过程、制造资源可视、可监控、可协调，建立精益管理和信息化有效融合的新型管理机制。对生产过程关键业务流程和管理职能及相应制度体系的优化和重组，全面提升车间生产经营管理水平，实现了计划准、响应快、问题清、状态明。完成资源配置、生产管理流程优化、生产作业过程标准化、工艺技术资料电子化、企业信息透明化，加强生产管控体系建设，促进生产精益化，为今后实现智能制造打下良好基础。

MES；精益生产；智能制造

智能制造正成为未来制造业发展的重大趋势和核心内容，是加快发展方式转变，促进工业向中高端迈进、建设制造强国的重要举措，也是新常态下打造新的国际竞争优势的必然选择。智能制造是一个庞大的系统工程，需要找准切入点，抓住根本点，突出落脚点，才能保证事半功倍。航空产品多品种、小批量的生产模式上若盲目推进智能制造，难以保障建设成效。精益生产源于日本丰田生产方式，是以持续改善、消除浪费为基础的管理哲学。从精益生产出发，在制造全过程精益化的基础上，逐步实现生产关键环节的智能化应用，既兼顾了智能制造长期愿景，又切合航空企业现状，因此结合MES促进精益生产的研究作为推动航空智能制造的切入点[1]。

1 研究背景

以某航空企业为例，为实现传统生产方式向产品高质量、生产高效率、过程可视化、企业信息系统集成互通的精益生产转变，已经成为必须攻克的课题。（1）车间计划可执行性差、没有根据实际产能排产。生产计划和生产管理之间数据共享主要凭报表、开会，计划人员很难得到实际生产进度的准确信息，沟通成本高，生产计划的评估过程需要多部门反复沟通。数据滞后、偏差导致计划编制准确性、可执行性大大降低。计划调整难度比较大，当出现计划变更时，需要重新评估整个生产计划[2]。（2）紧急订单插单/计划变更处理。车间任务是由计调处根据每个月的交付计划下达，但这只是最低需求，实际投料的余量由计调处根据经验掌握。而且一旦面临紧急订单时，生产和计划部门变更计划很困难，会打破生产平衡，对生产线其他订单产生影响、导致拖期、造成成本上升。针对紧急订单插单，需要建立能够灵活处理紧急订单插单的平台。生产部门需要在最短时间内评估车间生产能力，同时也要考虑紧急订单对其他在制订单和按计划投产订单的影响。基于完备的计划排产、计划滚动排产、车间设备数据采集，可以将车间的实时情况，包括计划执行情况、设备情况反馈给计划排产部门，在计划排产模块中进行计划的模拟智能排产，从而解决紧急插单，提供管理层了解计划变更所带来的风险以及变更计划的可执行性。（3）生产准备拖进度。生产管理部门在制订生产计划的时候，主要考虑的是交付要求，而对车间的生产能力（如设备、关键刀具、人员等）往往不能充分考虑，没有将车间任务作整体上的协调，不可避免出现生产、装配过程资源需求发生冲突。设备、刀具计划编制的编制困难。由于与生产计划管理不能很好地交互，造成与产品生产计划的不协调，导致设备工装和工具，由于保修、定检和定磨等情况的影响，不能投入使用，而影响生产进度。而且目前手工管理模式下，很难对工具的到期检定进行及时提醒。（4）车间生产数据采集、统计困难，生产过程不透明。一直以来，制造型企业的生产计划管理都只是单向的，没有或少有反馈，也无法形成闭环。在生产管理过程中，无法了解详细生产过程数据。造成车间管理不透明的主要原因是没有及时把车间现场的原始数据准确地反馈上来。目前生产车间现场的生产数据都靠人工手动统计，费时费力，准确率低，时效性也比较差。因此需要通过面向车间现场进行数据收集的信息系统协助收集生产原始数据。（5）决策分析、绩效评估等需求无法及时、有效满足。对于生产管理层制订计划和决策，都需要全面的准确的及时的报表作为辅助工具。目前生产管理层需要的生产进度报表、产品合格率等报表等都是通过手工统计得到的，这种方式很难满足追求效率的车间管理需求。因此需要借助信息系统，基于对车间现场原始数据的收集基础为车间量身订制分析报表。（6）数据庞大，信息冲突。生产任务管理中零件的准确信息（包括工序、工时、工装、刀量具等）起到至关重要的作用，车间工作中的计划、排产、流程都需要相关的零件信息。信息散落于多系统、多部门，基础数据量庞大而且混乱，不同部门提供的数据、信息不一致，数据已经成为了关系系统成败的一个致命问题。

2 主要做法

（1）通过系统运行场景图描述各方预期目标。首先描述系统运行场景图，与主要业务部门明确运行系统运行场景，确定系统动态框架，描述了系统各利益攸关者预期系统用途，系统预期的使用位置以及系统预期如何使用，以及一系列关键的代表性的使用场景。系统运行场景图作为重要的参考资料，为开发提供依据，同时也在需求确认、设计和应用提供早期参考。为需求描述提供背景和框架，使需求的描述和传递更加准确和易懂[3]。（2）构建基于现有资源的计划排程与调度系统。针对车间计划可执行性差、没有根据实际产能排产情况，通过作业配套管理和模拟排产及时获取零件生产所需物料、设备、工具工装等重要生产资源的可用状况，以提高生产计划的可行性和有效性，能对不满足投产的计划提供自动预警，自动统计出具体零件批次缺物料和工具的清单，便于计划员调整计划。根据零件交付节点倒排，自动排出零件的周计划和日计划，并且能排出详细的工序级作业。排计划时能考虑到各工段生产中的计划占用设备产能、人力、工装工具的实际情况滚动排产，得到更贴合生产实际的计划排产。（3）信息共享，任务分解，设备、工装、工具等各角色，提前生产准备。设备、工装工具、刀量具是现场加工制造的保障，对其进行管理，有助于及时掌握设备现状，有效处理设备使用过程中的各类问题，提高设备利用率，实时掌握制造资源现状，为作业计划的按期执行提供支撑。并进一步提升包括机修班组在内的全车间的工作效率。对于一些需要进行寿命管理的工装、工具，在加工过程或加工完毕之后，由工人在系统中填写工具、量具的使用时间、统计使用次数，并根据检验要求设置检验到期次数，并根据使用时间、周期、次数触发刀具的修磨、量具的校准、工装的定检等。（4）梳理职责，明确分工，规范现场作业，闭环生产任务。现场作业管理是生产管理的难点，为有效管理零组件在车间的流转过程，畅通信息的流转和数据的使用，降低生产过程管理难度，提高车间内部管理水平，降低长周期、高质量产品交付的难度，需对车间内制造执行过程进行完整性管理。调度员将任务派发给班组长之后，班组长需对任务进行确认，并将生产任务派发给现场工人，在生产准备齐套性检查结束后，可将任务进行二次派发，指定工人领取工艺规程、在制品、加工所用的工装工具，在相应的设备上进行现场执行操作。工人的现场作业活动在线下自行完成，并用量具检测加工后的半成品，并在系统内填写采集实测数据，填写完毕之后，在系统中输入实测数据，形成工人自检自分表等附加表单，并将表单随生产零件、路线卡片同时提交检验员。现场工人根据路线卡片进行加工时，如果是首件验证，则需要进行首件三检。接着需要在整批零件完工后，将所有零件提交检验。检验员接收零件及附加单据后，依据工艺规程，对提交的零件进行质量检验，所有检验结果都在系统中录入。（5）信息反馈与监控相结合，车间管理由事后调度改为事前预防。造成车间管理不透明的主要原因是没有及时把车间现场的原始数据准确地反馈上来。在手工管理状态下，生产车间现场的生产数据都靠人工手动统计，车间现场数据采集有很大的难度，再层层汇总，费时费力，准确率低，时效性也比较差。在生产管理过程中，车间管理层需要得到设备的运行状态；需要采集每一个派工单的加工状态、加工设备、操作员；需要采集工人的实际工时、派工情况；无法想象，这些数据的采集可以靠人工来实现。由于所有的数据基本上都来源于生产一线，只有直接负责车间执行计划的信息管理系统才可能帮助采集到需要的数据。因此需要通过面向车间现场进行数据收集的信息系统协助收集生产原始数据。（6）多角度过程监控、完善的报表功能，满足领导决策。在生产过程监控方面，在及时准确地收集车间生产进度信息的基础上，以预警形式提示车间领导和相关负责人，以便于车间领导和相关科室进行生产过程实时监控，及时发现和处理异常，提高车间管理的透明度。提供灵活、简单实用、数据一致、实时有效的报表。提升管理层决策的效率和准确性，真正让领导做到“看得见、管得住”。（8）制订规范整理数据。在实施过程中，发现基础数据量庞大而且混乱，数据已经成为了关系系统成败的一个致命问题，通过对零组件基本信息、BOM数据和工艺、工时、工种等信息整理、比对、规范，制订了《工艺、工序数据整理规范》和数据整理计划。保证基础数据的标准化及统一，统一数据源。

3 实施效果

实现工序流转过程中进度可视化，数据透明化，工人工时实时计算，支撑生产现场进度把控。推进生产业务流程标准化，实现企业生产计划平衡、制造资源优化配置和车间现场生产控制；形成面向数字化制造的生产运营体系，实现生产过程、制造资源等的全过程可视、可监控、可协调，促进生产静益化。

4 结语

不同行业、企业生产模式都不尽相同，如何找到既兼顾长期愿景，又符合企业现状的信息化道路是摆在每个信息化工作者的难题，因此，需要追溯本源，抓住问题的实质和发展的关键。通过MES促进精益生产研究的成功对推动航空智能制造具有一定参考价值。

[1]周长英.基于离散制造业车间的制造执行（MES）方案设计[J].制造业自动化，2012，5（下）：174.

[2]孙永武.企业ERP与MES系统集成的研究与实现[D].苏州：苏州大学，2014.

[3]傅建中.智能制造装备的发展现状与趋势[J].机电工程，2014，31（8）：211.

Research on Promoting Lean Production through MES

Hu Bin

The Information Management Department of HangYu Lifesaving Equipment Co., Ltd., Hubei Xiangyang 441003

Guided by the theory of modern production organization and management, through MES to achieve production process, manufacturing resources can be visible, monitor, coordinated, the establishment of a new management mechanism for the effective integration of lean management and information. To optimize and restructure the key business process and management function of the production process, and to improve the management level of workshop production, through the allocation of resources, production management process optimization, production process standardization, process technology information, enterprise information transparency, strengthen the construction of production management and control system, promote the production of lean, in order to achieve a good foundation for intelligent manufacturing in the future.

MES;Lean production;Intelligent manufacturing.

TB497

A

1009-6434（2016）08-0090-03

胡斌（1975—），男，籍贯为湖北省武汉人，学历为计算机技术领域工程硕士，毕业于武汉大学，现有职称为高级工程师，研究方向为软件工程。

胡斌，硕士，高级工程师，航宇救生装备有限公司信息管理部软件室主任，研究方向为软件工程。