基于MES的物料管理系统研究及实现

0 引 言

    为了使企业能对不断变化的市场做出快速反应，航天企业各车间都在积极推进信息化建设。航天企业是属于产品要求高、精、尖的行业，具有生产流程复杂，零部件质量要求高，时间要求紧等特点，包含各种突变和不确定性因素。如何实时准确地将生产过程中的现场信息传递给上层管理者以有效控制生产和指导计划，是航天企业内部各车间信息化急需解决的问题。因此本文以某航天车间为背景，从车间的实际出发，提出了以物料跟踪为主线，面向制造执行系统（MES）的物料管理系统，该系统涵盖了从原材料接收到成品出库的整个物料生产过程，包括各种基本数据信息、在制品加工信息和工位状态信息等的采集，可实现与上层控制层和底层操作层的有效信息共享，为生产管理系统的实施提供了物料方面的实时信息。

1 系统需求分析（航天企业车间物料管理存在的主要问题）

    经过对航天车间详细调研和仔细分析后，得出目前在车间管理方面存在的主要问题如下：

    （1）物料数量、品种非常多，并且存放地点比较分散，所以在车间中普遍存在物料管理比较分散，各相关部门之间形成“信息孤岛”。

    （2）物料管理信息化水平低下，管理方式落后，大多都采用手工记帐的方式，其数据的完整性和可靠性得不到保障，管理效率低下。

    （3）物料管理混乱，缺乏物料跟踪管理，不能有效提供物料实际加工的状态信息，要解决在制品情况只能靠车间调度员去工作现场实地察看，并且根据这些临时了解的信息进行调度，会缺乏统筹考虑，从而影响车间的计划制定，不能跟踪订单的实际进度情况，以及订单的完成情况，不能为客户提供准确的交货时间。

    （4）生产数据人工管理，工作繁重，工作效率低，在生产过程中，现场工人需要记录各种实时的生产信息，由于笔误经常造成数据的不准确、不可靠，并且在手工翻阅成分、工艺规程等生产文件时，既影响生产的步调，也造成很大的不便。

    （5）物料库房管理方式落后，各种事务处理都是以手工台帐为基础，不能准确、及时地提供物料库存信息，造成物资积压、呆滞、短缺，不仅占用资金量大，有时还会影响正常生产。

    因此，该车间迫切需要利用计算机技术和科学的管理方法对静态及动态的物料信息系统进行有效、科学的管理。

2 基于MES的物料管理系统设计与实现

    2.1 系统设计

    系统利用MES对状态变化的迅速反应能够减少车间内部没有附加值的活动，有效指导工人的生产运作过程这一特点，运用MES管理方法，对物料管理系统进行了设计研究。本系统在调研单位的原物料管理系统基础上，采用了计算机进行统一管理，应用局域网信息可以共享的便利，在基于MES管理方法的基础上，不仅对车间物料管理的基本信息进行了有效、可靠的管理，而且对物料的动态信息进行了实时、科学的管理。使MES物料管理系统基于原车间物料管理，又有别于原系统。当然物料管理不是单独存在，它还与其它各部门如计划调度部门。质量部门和财务部门等可以随时交换信息，使计划调度、质量及管理部门清楚地了解生产现场进度和情况，有利于排产，并随时知道和及时处理发生的意外事件。极大地提高了对突发事件的处理速度，加快了生产率。

图1 物料管理与MES中其它相关模块的关系

    笔者在MES的基础上，对物料管理及相关的其它模块进行探讨。首先，MES分别从ERP系统及CAPP系统获取生产计划和产品工艺规程方面的信息，然后通过与工具设备管理模块的交互获取其性能、任务以及状态方面的信息，在此基础之上执行计划调度的功能；计划调度在进行制定详细计划、车间有限能力调度以及资源分派过程中，将计划调度任务传递给性能分析模块以供其分析计划调度方法的优劣。工具设备模块主要对工装、刀具、设备以及人员进行业务管理，其中设备状态及加工时间、刀具加工时间以及人员上下班时间通过数据采集模块获得，物料管理模块主要对物料的位置、状态以及工序方面的信息靠生产追踪模块获得。当然设备状态、工装状态以及物料的位置状态等方面的信息还需传递给过程管理模块和性能分析模块；物料中的在制品检测方面的信息传递给质量管理模块供其分析，并将结果反馈给性能分析模块以及过程管理模块。