前言：

距中國加入WTO已走過了十一個春秋（入世時間2001年12月11日），開放的市場、信息網(wǎng)絡化、競爭全球化、人力成本上升的加劇，給中國的制造業(yè)帶來了前所未有的機會及巨大的挑戰(zhàn)。如何能在激烈的競爭環(huán)境下生存、發(fā)展、壯大？快速響應市場的變化、全面的信息化建設、提高生產(chǎn)效率及合格率、降低庫存積壓、良好的供應鏈體系、完整的質(zhì)量管理體系至關重要。目前，我國大部分汽車整車生產(chǎn)企業(yè)（以下簡稱：整車廠）都已經(jīng)有一套完整的信息系統(tǒng)體系包含ERP（EnterpriseResourcePlanning）企業(yè)資源計劃系統(tǒng)、MES（ManufacturingExecutionSystem）生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)、SCM(SupplyChainManagement)供應鏈管理系統(tǒng)、底層的生產(chǎn)控制系統(tǒng)等等，整車廠要求汽車零部件企業(yè)實現(xiàn)與其生產(chǎn)、物流、質(zhì)量的對接，如何滿足整車廠要求、提升企業(yè)管理水平、提高自身的核心競爭力？汽車零部件MES系統(tǒng)勢在必行！

正文：

以下將對零部件MES系統(tǒng)進行詳細介紹：

1.零部件MES系統(tǒng)功能架構：

圖—1 零部件MES系統(tǒng)功能架構

零部件MES系統(tǒng)是連接上層ERP系統(tǒng)與底層執(zhí)行系統(tǒng)的橋梁，覆蓋生產(chǎn)管理、物料管理、質(zhì)量管理、設備管理、系統(tǒng)管理、全方位的搭建生產(chǎn)系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)透明化生產(chǎn)、智慧制造的目標。以下將對系統(tǒng)功能進行描述：

2.生產(chǎn)管理：

2.1訂單管理

訂單作為整個MES系統(tǒng)的關鍵，貫穿從計劃到執(zhí)行結(jié)束的全過程。訂單對于零部件企業(yè)來說分成兩大類：一類是JIT（JustInTime）訂單。整車廠提前一段時間將生產(chǎn)計劃訂單順序發(fā)給零部件企業(yè)，零部件企業(yè)根據(jù)順序進行生產(chǎn)、發(fā)貨。還有一類是面向庫存式訂單。該訂單類型給出要貨的時間節(jié)點、要貨數(shù)量。零部件企業(yè)根據(jù)自身的生產(chǎn)節(jié)拍、設備狀態(tài)、瓶頸工序、工藝等因數(shù)安排訂單生產(chǎn)、出入庫、發(fā)貨。對于兩類訂單的系統(tǒng)導入，可通過ERP接口方式及文件方式進行導入，并進行訂單管理。

2.2訂單排程

針對不同的訂單類型，采取不同的訂單排程方式是MES系統(tǒng)的重要功能。如何進行訂單排程，并應對突發(fā)的生產(chǎn)事件，保證生產(chǎn)的連續(xù)性、可執(zhí)行性是MES系統(tǒng)訂單排程的關鍵所在。

JIT訂單排程：JIT訂單針對已經(jīng)帶有生產(chǎn)順序指令的訂單，零部件企業(yè)主要是將訂單結(jié)合BOM信息，細化成自身的零部件計劃訂單和裝配訂單。

面向庫存式訂單排程：面向庫存式訂單只有對應的時間點及數(shù)量，零部件企業(yè)需要綜合考慮自身的加工生產(chǎn)能力、工藝、瓶頸工序、設備狀況等因素進行生產(chǎn)排程，通過倒排程生產(chǎn)方式，進行成品訂單排程、半成品訂單排程。

JIT訂單排程示意圖：

圖—2 JIT訂單排程

面向庫存訂單排程示意圖：

圖—3 面向庫存訂單排程

2.3訂單廣播

將訂單排程的結(jié)果下發(fā)給對應的生產(chǎn)線進行加工，并生成物料需求計劃進行廣播。

訂單排程結(jié)果包含：

• 生產(chǎn)日期
• 班次
• 生產(chǎn)順序
• 生產(chǎn)訂單明細

2.4生產(chǎn)跟蹤

生產(chǎn)跟蹤是整個MES系統(tǒng)執(zhí)行的關鍵，通過生產(chǎn)跟蹤了解生產(chǎn)計劃的執(zhí)行狀態(tài)、完工狀態(tài)及對應的完工質(zhì)量信息。

生產(chǎn)跟蹤針對不同的工藝要求采取不同的方式，主要有：

• 紙質(zhì)條碼
• RFID
• 工藝流程卡
• 看板方式

2.5工藝管理

工藝管理是對生產(chǎn)的工藝進行數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)工藝標準進行工藝判定，并通過工藝報表趨勢分析對工藝進行改進，提高生產(chǎn)效率，降低質(zhì)量不良率。工藝管理對于零部件企業(yè)至關重要，有效的工藝管理優(yōu)化是零部件企業(yè)持續(xù)發(fā)展的源動力。

工藝管理樣例：通過工藝管理跟蹤，工藝數(shù)據(jù)采集，對整個生產(chǎn)過程進行跟蹤分析。

圖—4 工藝流程管理

3.物料管理：

3.1批次管理

對于汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)主要以批次生產(chǎn)方式為主，批次管理貫穿從原材料——>半成品——>成品全過程。

通過批次管理可以實現(xiàn)對原材料，半成品，成品，加工過程，測試過程的跟蹤。主要的批次信息有：

• 來料批次
• 鑄造批次
• 機加工批次
• 測試批次
• 半成品批次
• 成品批次
• ……

批次管理可通過條碼、激光打刻、數(shù)控雕刻等方式進行批次信息管理。

3.2配方管理

配方管理是汽車零部件MES系統(tǒng)中獨特的一項功能。

配方直接關系到產(chǎn)品的成敗及質(zhì)量，通過配方管理結(jié)合嚴謹?shù)默F(xiàn)場工藝管理及操作要求保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

配方管理主要在汽車零部件鑄造、輪胎等行業(yè)中使用。

3.3物料拉動

汽車零部件MES系統(tǒng)的生產(chǎn)方式不同于ERP系統(tǒng)的推動式生產(chǎn)，即根據(jù)計劃提前準備物料，并將物料提前放至對應的存儲區(qū)，根據(jù)生產(chǎn)計劃提前將物料送至線邊供生產(chǎn)使用。MES系統(tǒng)推行的是拉動式生產(chǎn)方式，目標通過物料拉動生產(chǎn)，保證物料的及時補給，保證生產(chǎn)的持續(xù)性，并有效降低線邊的物料。

物料拉動方式主要有以下幾種，可根據(jù)不同零部件企業(yè)要求進行優(yōu)化組合。

圖—5 物料拉動方式

3.4電子揀選

電子揀選主要針對裝配型汽車零部件企業(yè)。結(jié)合產(chǎn)品BOM對裝配所需零部件、數(shù)量進行揀選，并通過與容器相互綁定，實現(xiàn)與產(chǎn)品的綁定。

電子揀選與物料拉動相關聯(lián)，通過電子揀選可降低對于庫管人員對產(chǎn)品的識別要求，提高整體效率。

電子揀選流程：

掃描訂單號——>結(jié)合BOM提示揀料——>揀料完成——>容器配送

電子揀選線體本著節(jié)約場地，提高場地使用率的目標常采用U型線體。如下圖所示：

圖—6 電子揀選貨架分布

圖—7 電子揀選圖片

3.5發(fā)貨管理

針對訂單要求進行發(fā)貨，JIT訂單根據(jù)JIT訂單順序進行產(chǎn)品發(fā)貨。

4.質(zhì)量管理：

4.1來料質(zhì)檢

根據(jù)原材料來料批次，對來料進行質(zhì)檢。根據(jù)不同質(zhì)量要求采取抽取、100%檢等方式，將質(zhì)檢結(jié)果與來料批次，供應商的關聯(lián)信息作為質(zhì)量追溯以及供應商考評的的依據(jù)。

4.2生產(chǎn)首檢、抽檢、巡檢

針對批量生產(chǎn)的零部件企業(yè)，生產(chǎn)首檢、抽檢、巡檢是產(chǎn)品的質(zhì)量保證。

首檢：先生產(chǎn)1-3件產(chǎn)品，對產(chǎn)品進行全方位檢查，并記錄質(zhì)量信息及質(zhì)量判定結(jié)果作為批量生產(chǎn)依據(jù)。

抽檢：按照抽樣原理對于下線產(chǎn)品進行入庫前抽檢，記錄抽檢質(zhì)量信息。

巡檢：現(xiàn)場質(zhì)量人員對于線上加工產(chǎn)品進行定期巡檢，記錄巡檢質(zhì)量信息。

4.3質(zhì)量數(shù)據(jù)采集

通過數(shù)據(jù)采集手段對生產(chǎn)加工、測試過程中的質(zhì)量數(shù)據(jù)進行采集保存，形成產(chǎn)品質(zhì)量檔案，作為質(zhì)量SPC分析的數(shù)據(jù)依據(jù)，并通過質(zhì)量追溯功能追溯質(zhì)量信息。

4.4防遺漏，防差錯

質(zhì)量防遺漏、防差錯主要針對裝配型零部件生產(chǎn)企業(yè)，通過下道工序?qū)ι系拦ば蜓b配的零部件進行檢查，判斷時有遺漏零部件未裝，所裝零部件是否與產(chǎn)品相匹配，通過層層質(zhì)量把控，實現(xiàn)“不制造缺陷、不傳遞缺陷、不接受缺陷”的目標。

4.5質(zhì)量SPC

通過質(zhì)量采集數(shù)據(jù)，根據(jù)質(zhì)量分析及標準對產(chǎn)品質(zhì)量因素進行分析，生成質(zhì)量報表。通過圖形化的展示進行質(zhì)量趨勢判定，支持產(chǎn)品質(zhì)量改善。如圖：

圖—8 SPC分析樣例

4.6質(zhì)量追溯

質(zhì)量追溯是國家對于產(chǎn)品質(zhì)量的一個要求，也是整車廠對于零部件的質(zhì)量要求，需要是通過產(chǎn)品條碼或原材料批次條碼對產(chǎn)品使用信息、生產(chǎn)加工信息、實際工藝數(shù)據(jù)、物料批次條碼、質(zhì)量測試數(shù)據(jù)、人員信息等進行正反向追溯。

5.設備管理：

5.1設備臺賬管理

設備臺賬管理主要是針對設備的基礎信息進行管理，包括設備名稱、設備型號、購買時間、維護周期、使用周期、折舊周期、設備廠商、保修周期等，通過設備臺賬對設備進行有效統(tǒng)計與管理，形成設備檔案。

5.2設備維護，維修管理

根據(jù)設備維護周期，如日點檢、周點檢、月點檢。對設備進行不同維護內(nèi)容定期維護保養(yǎng)，記錄維護內(nèi)容。

記錄生產(chǎn)過程中設備故障、異常維修信息，分析設備故障、異常原因，及時進行設備零件更換及保養(yǎng)。

5.3設備數(shù)據(jù)采集

通過以太網(wǎng)、總線網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、文件等方式對設備數(shù)據(jù)進行采集，并結(jié)合設備監(jiān)控界面進行展示。

數(shù)據(jù)采集主要方式有：

• OPC方式；
• PLC采集方式，通過總線或者中間繼電器方式對設備數(shù)據(jù)進行采集；
• 數(shù)據(jù)庫中間表；
• 文件傳輸；
• SOCKET通訊，消息隊列；
• ……

5.4設備監(jiān)控PMC

設備監(jiān)控PMC系統(tǒng)被用來實時地監(jiān)視生產(chǎn)狀態(tài)，測量和跟蹤生產(chǎn)設備的工作情況。當生產(chǎn)設備出現(xiàn)生產(chǎn)問題時，PMC系統(tǒng)將向車間人員報警。系統(tǒng)將監(jiān)視生產(chǎn)的節(jié)拍時間、設備的正常運行時間、故障停機時間以及生產(chǎn)設備的故障。PMC系統(tǒng)通過TCP/IP或OPC以太網(wǎng)協(xié)議與現(xiàn)場設備(PLC、硫胺設備、粗苯設備、其它控制系統(tǒng))進行通訊。PMC系統(tǒng)還將生產(chǎn)信息和報警信息記錄到PMC數(shù)據(jù)庫，供今后生成報表使用。

監(jiān)控畫面如圖所示：

圖—9 設備監(jiān)控

5.5設備OEE分析

OEE是一種先進的分析方法，在許多世界級的大公司廣泛應用于評價設備全面利用率。

OEE由可用度、性能比、優(yōu)質(zhì)率三個要素構成，單一設備甚至整個工廠的運行都受到OEE這三個要素累積效果的影響。OEE是這三個要素百分數(shù)的乘積，其結(jié)果可用于生產(chǎn)分析和基準設計。

即：OEE=可用度×性能比×優(yōu)質(zhì)率

可用度——生產(chǎn)計劃內(nèi)產(chǎn)品正常使用的百分比（用于評估可靠性）或可使用時間占日歷時間（天/周/年）的百分比（用于度量裝備的利用率），即設備能夠工作的概率。

性能比――單位時間內(nèi)實際生產(chǎn)速度和最大額定生產(chǎn)速度的百分比。性能比可以度量速度的損失。（如：低效率計量，機械障礙）

優(yōu)質(zhì)率――單位時間生產(chǎn)的適于銷售的產(chǎn)品占總產(chǎn)品的百分比。

用戶通過OEE分析，可以清晰的了解設備效率情況，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)瓶頸。

圖—10 設備OEE分析

5.6ANDON系統(tǒng)

ANDON系統(tǒng)是一種通過聲光報警提示相關人員及時響應的系統(tǒng)。

硬件構成主要有：

• PLC；
• 呼叫按鈕盒，拉繩；
• ANDON報警燈；
• 音樂播放器；
• LED大屏/LED電視；
• ……

根據(jù)ANDON系統(tǒng)的功能可分為以下幾大類。

• 設備ANDON，用于提示現(xiàn)場維修保全人員及時響應設備故障及維修。
• 物料ANDON，用于及時補充線邊物料。
• 質(zhì)量ANDON，用于質(zhì)量控制，防止質(zhì)量問題蔓延。

6.供應商平臺：

汽車零部件企業(yè)通過MES系統(tǒng)供應商平臺將采購信息、生產(chǎn)計劃、庫存信息、開票信息、退貨信息、原材料詢價、供應商考核、消息通知等信息通過IE瀏覽器的方式向供應商發(fā)布，并接受供應商的信息反饋，建立一個雙向溝通的渠道。

圖—11 供應商平臺