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制造执行系统在某航空转包车间的应用

2002/10/25    来源:投稿    特约撰稿人:张书亭      
关键字:MES  技术文章  
    制造执行系统(ManufacturingExecutingSystem,MES)在国外已经得到大量应用和研究,但是目前在国内,几乎没有软件供应商提供制造执行系统软件,更谈不上在实际工厂应用了。目前,制造执行系统已经成为国家十五计划的重点资助项目,国内各方面掀起了制造执行系统的研究和开发热潮。本文论述了某航空转包车间的制造执行系统的应用。

    一、需求分析

    制造执行系统联合会MESA定义了标准制造执行系统的功能组成,但是并不是每个工厂每个加工车间都需要全部功能,这个车间生产规模、复杂性和生产特点相关,离散加工车间同流程加工车间的制造执行系统的功能需求侧重点就会有所不同,譬如离散加工车间强调计划调度的功能,而流程加工车间更看中物流管理,因此,根据不同工厂的生产特点,可以对标准的制造执行系统进行剪裁,实现面向对象的制造执行系统。
    某航空转包车间承担为GE进行零件生产,属于典型的多品种小批量生产的离散加工车间。生产设备都是典型的数控设备,按照工作中心进行成组布置,车间计划调度部门每个月制定生产计划进行投料生产,完成来自GE的订单。通过分析,该车间生产管理系统的主要功能需求包括订单管理、作业计划和调度、工具管理、设备管理、生产过程控制和现场数据采集等;

    二、系统设计

    系统结构
    根据以上分析,该车间是典型的制造执行系统应用环境,基于该车间生产管理需求,我们设计它的制造系统执行系统,系统功能结构见图1。
     
    图1系统功能结构
    订单管理。录入和维护来自客户或者工厂上层ERP系统下发的制造订单。
    作业计划和调度。对接收的生产订单,根据工艺规范,分解任务形成作业计划,根据车间当前的资源可用信息和现场数据反馈进行有限能力调度。
    任务分配与监控。根据作业计划和调度的结果,按照固定周期分配任务到各个设备和工人。
    现场数据采集。完成现场任务的进度录入、物料的位置跟踪和质量控制。
    在制品管理。管理车间在制零件的状态、位置、质量等情况。
    工具管理。维护车间工模具基本信息、库存信息和检修。
    设备管理。维护车间设备的基本信息、维修计划、资源的当前状况。

    2.工作流程设计
    系统应当支持生产过程的各种工作流程,实现从订单的录入到成品的最后入库。中间涉及了许多工作流程,包括检验工作流程、任务加工流程、计划调度流程、临时任务处理流程等。从订单、计划调度到任务加工和成品入库的主流程见下面的UML顺序图。
     
    图2系统主流程(UML)
    基于系统网络运行的基础,我们设计了基于电子看板的现场控制和数据采集系统。电子看板的定义:类似于准时生产方式(Justintime,JIT)中的看板概念,车间计划调度人员通过调度和分配模块,分配任务分配给工人和设备,通过车间计算机网络,设备面前的计算机获得分配的任务,呈现出任务列表,这就是电子看板。电子看板给出了工人和设备当班要完成的任务。电子看板的功能包括任务分配显示、领料登记、任务进度录入和工时反馈。工人可以通过电子看板获得自己本班需要完成的任务,到现场的在制品库领取相应的物料进行加工,并通过电子看板进行领料操作,提供物料的现场流动信息;在任务完成加工后,人员通过电子看板录入任务进度,从而向计划调度层次反馈任务的进度和工时信息。
     
    图3基于电子看板的现场控制
责任编辑:张宋
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