知识分享：面向智能工厂MES新规范

发表于：2022/4/22 14:09:01  阅读量： [关闭]

基本上，在对智能工厂四个阶段的定位中，MES任务可以划分为四个层次。

1、体系系统化

无论是何种生产模式和制造什么产品，企业的制造管理体系都围绕6个主要业务，包括生产控制(建立工艺路线、工序资源要求、工序时间成本核算、在制品或半成品报工等);计划和排产(生产资源可用性和产能、工单顺序规则、产能选择策略等);生产准备(物料、工具、程序等辅助资源计划，换线计划等);质量控制、(控制计划、缺陷投诉、失效模式分析等)、设备维护、信息管理(异常事件、工作流、生产会议、检查清单等)和持续优化(基于制造绩效指标优化前述6大业务流程)。这些体系的详细描述请参阅笔者的系列文章 – MES的管理体系。

MES作为组织和实施生产过程的驱动力，直接或间接地支持公司的所有业务流程。这意味着，引进和使用MES系统可以挖掘这些流程执行的潜力。

任何管理体系的建立永远是围绕PDCA来开展的。第一步是建立计划，凡事预则立;然后按计划执行;通过之前设定的指标检查计划与执行之间的偏差，分析原因;制定下一步行动措施。由此形成一个循环，不断调整且不断优化。以工厂维护体系的建立为例：

针对设备有多种维保任务，按周期(日历时间、工作时间、产出数量)设定保养计划;当既定周期到达时，一个保养工单被触发并进入工单池;计划员在排生产工单时同时也考虑保养工单，保养工单被下达到相关设备和人员。工人执行保养工单，在系统中记录实际消耗的工时、耗材或备件。管理人员对历史保养成本(时间和数量)进行分析，优化保养计划(周期调整、工时调整等)。

2、工厂资源调度

只有当管理体系固化在系统中，物料流与信息流在系统中开始同步流动，在生产透明化的基础上，可以对有限的生产资源做合理的调度。现在的生产模式越来越趋向于多品种、小批量，而换产损失却又实实在在的存在，无法回避。仅仅依靠柔性线，无法实现高效生产。有限资源排产(车间级高级排产)已经成为卓越制造不可缺乏的要素。车间级高级排产是目前许多MES解决方案中缺失的。

由于实现了车间透明化，所有资源的当前状态、产能都已经在系统中呈现，此时可以根据客户订单的优先级、换线损失、加工精度、加工时间等不同的约束条件(甚至是能耗成本)进行高级调度，实现资源最佳配置。

3、MES成为自我管理工厂的大脑

构建这两层的MES，应该说还是传统的MES(制造执行系统)，第3层MES的功能应该是实现信息化与自动化的深度集成，使得MES成为制造过程中的大脑，自动计划与协调所有自动化设备、工装、物流装置的协调作业。

MES作为“生产大脑”指挥各个执行机构。所涉及的软件系统包括MES/ERP/WMS/FCS，参加执行的自动化设施包括加工设备/AGV/自动检测设备/配刀系统/自动化立库/自动称重系统。

当多个生产任务从ERP下达到MES后，MES首先做高级排产，排产优化的目标是减少换料和换刀。MES中排产完成后，MES把配料信息通知到WMS，WMS确认是否可以使用车间内物料。如果需要仓库内物料，WMS通知自动化立库，同时MES通知FCS，由FCS控制AGV去运输所需物料到加工设备。一旦物料被放置到加工设备，由传感器触发物料就位信号，此信号由FCS传递给WMS形成物料过账信息。排产后MES还需要检查是否要换刀，如果需要换刀，则通知配刀系统重新配刀。物料就位信号同时也触发MES中加工任务的自动登录，随即加工程序自动从MES中下载到加工设备，于此同时，MES中自动触发设备和刀具的维护周期/检验任务。当检验任务到期，自动检测设备执行检测作业，并向MES汇报和过账检测结果。加工任务完成后，自动称重系统向MES汇报产成品的重量。MES同时向WMS汇报产出数量和重量，并向FCS发出移动产成品指令。FCS调度AGV移动产成品到指定的下道工序缓存区或自动化立库。当加工任务目标数量达成时，MES把工单数据过账给ERP，并触发关闭工单指令。整个作业执行全程无人工参与，实现生产的自我组织。

4、内部增值链优化外部增值链

完成MES第3层建设之后，实现的是内部增值链的管理。如果回到前文关于工业4.0的定义，需要实现的整个价值增值链的最优。因此，在智能工厂建设的途径上，不可缺少的是整个供应链共享信息。从MES的角度而言，就是使用内部增值链的信息优化外部增值链。目前来说，这方面的应用还是停留在一个探索阶段，笔者不敢妄谈，只是把最近和一些客户交流的话题做个总结，姑且是抛砖引玉。

第一个应用是原材料供应商能够及时获得基于生产实际进度的原材料供应需求。目的是既要减少库存积压也要避免缺料停产。这里需要至少三个系统的集成信息，如MES提供物料的实际消耗和后续生产计划;ERP提供最佳的采购批次、采购周期和采购价格;WMS提供实际的库存信息。

第二个应用是把设备的实际加工时间和加工数量提供给设备制造商，设备制造商不仅可以及时提供维保服务，而且能够及时生产或准备合适数量的备品备件。

第三个应用是前端销售能够给告知最终客户，根据订购的数量告知精确的交货周期。此时，MES中已经有实际的加工成本、产能可用性和未结工单。基于这些数据，销售还可以和客户协商动态的销售价格。不同的交货期和交货数量，对内部的生产会有不同的影响，最终归结为不同的加工成本。（摘自互联网）