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航天企业机加车间MES工程化应用研究

2013/4/24    来源:万方数据    作者:丁国智  王蓓蕾  宋剑波  张华峰      
关键字:航天企业  机加车间  MES  工程化应用  
结合制造执行系统(MES)在典型航天制造企业机加车间的工程化应用,分析了当前车间的管理现状及存在的问题,提出了面向航天制造企业的MES系统结构及主要功能模块,包括基础数据管理、作业计划管理、生产准备管理、作业执行管理、报警管理、关键重要设备远程监控及统计分析等,并阐述了MES工程化应用中的几项关键技术,通过MES在机加车间的实施,达到有效组织生产、充分利用现有设备能力、提高车间管理效率的目的。

1 概述

    制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)是美国管理界在20世纪90年代提出的新概念,是位于上层的计划管理系统与底层工业控制之间的面向车间层的管理信息系统,是制造系统实现综合优化的一项核心技术。MES作为当前制造业信息化领域的研究与应用热点,起着信息传递与沟通的作用,其重要程度得到了制造企业越来越多的关注。

    国外已开发出成熟的MES产品并进行了大量应用。如法国达索、德国西门子等公司均开发出了自己的MES产品,在应用客户中取得了明显的经济效益。我国在车间制造执行系统研究方面也已经开展了大量的研究工作,特别是近年来针对军工企业机械制造特点开发了有针对性的MES产品。如武汉开目信息技术有限公司、北京兰光创新科技有限公司、北京航空航天大学、北京理工大学、西北工业大学等企业和高校开发的MES产品均已成功地在航空、航天、电子等领域的军工制造单位进行了工程化应用。

2 典型航天企业机加车间管理现状

    随着近年来航天产品复杂程度的提高、交付之间的缩短等情况的逐步增多,客观上对企业的快速响应制造能力提出了更高的要求,企业面临研制与批量生产交叉并举、加工时间紧、任务重、生产计划管理复杂的严峻局面,给现有的分厂科研生产管理体系带来了巨大的压力,主要体现在:

    (1)任务在一定时间内不均衡、设备间任务不均衡企业当前任务量大,同时由于各产品间投产的不均衡性,造成车间加工任务具有时间上的不均衡性,在一定时间内任务量很大。另外,还存在设备间任务的不均衡,设备存在“忙闲不均”的现象,造成生产过程中资源的临时性缺乏,导致生产过程中设备负荷不均,使得生产资源很难充分利用。

    (2)生产过程管理有待优化

    当前,车间生产组织采用手工方式进行计划排产、作业调度控制和过程管理,对设备能力、实做工时、生产准备等因素的考虑比较粗糙,很难从整体的角度对车间资源进行平衡,这在一定程度上降低了计划的可执行性,使得车间资源得不到整体充分利用,只能凭借生产调度人员的经验组织加班来解决,进而造成人力、资源、时间的浪费,影响设备的综合效率。

    (3)生产现场信息反馈的及时性不高

    车间的任务执行信息反馈主要依赖调度人员进行统计,由于生产过程中存在很多不确定因素,现场的作业执行与先前的计划安排经常出现较大差距,统计信息不准和统计信息滞后也就不可避免,这也使得及时掌握所有信息成为较困难的事情,在一定程度影响了生产作业计划的制定、调整,造成生产计划与生产实际严重脱节,影响生产管理部门对任务执行的控制。

    (4)缺乏有效的车间层信息化管理手段

    企业虽然在信息化建设方面有了一定的基础,已成功地实施了MRPⅡ、PDM、质量系统等项目,但却仅限于企业专项业务层,而在中间的车间级执行层面上却是一片空白,使得生产现场物流和质量追溯的手段落后,数控设备独立运行,信息采集和集成较为困难。

    通过MES的实施,企业可以对产品的生产过程进行监控,掌握产品生产过程情况(工艺、设备、质量等),从而可准确地地预测产品的交货期,及时发现质量问题,改善物料供应;提高生产计划的灵活性,提高设备、人员、材料的利用率;面对更加严格的检验制度,获得足够的制造现场数据,列产品的原材料、设备、工艺、加工时间等进行记录,从而实现产品制造过程的可追溯。

责任编辑:卢玉琴
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