基于PDM的离散型制造企业MES工艺管理研究

于 雄，黄 欣

(湘电集团有限公司信息中心，湖南 湘潭 411101)

基于PDM的离散型制造企业MES工艺管理研究

于 雄，黄 欣

(湘电集团有限公司信息中心，湖南 湘潭 411101)

针对多数离散行业工艺粗放的弊病，在现有PDM基础上构建了MES集成模型，并阐述了该模型中物料在MES内的工艺生成流程，最后对MES中的工艺变更、工艺版本管理进行了详细的分析。

离散行业；工艺；PDM；MES

近年来，在日趋激烈的市场竞争环境下，客户、市场对产品的质量要求越来越高，一系列新型的生产模式如BTO(面向订单生产)、JIT(Just In Time)应运而生。通过引入MES加强车间信息化，提升企业生产管理成为了不少企业的首要选择。众所周知，MES并不是一个能够独立存在的系统，它需要从上层管理系统中接收工作计划和数据资源，如ERP。然而，实施ERP是一项深刻的管理革命，也是一场耗资大、实施周期长、涉及面广的系统工程。受各方面因素的影响，很多离散型中小企业没有完整的ERP，其信息系统往往只是拥有ERP中一个或多个模块的功能。这些企业由于缺乏上层有效的基础信息支持，要实施MES，建设车间信息化工程，其难度是毋庸置疑的。同时，很多离散型制造企业往往产品种类多、批量小，同种产品的不同订单在设计工艺上也经常有改动，加之很多企业忙于应付市场需求，导致工艺管理粗放、工艺纪律松弛，上层的工艺数据难以有效指导生产管理。因此，在这些企业中实施MES难上加难。本文以国内某离散型制造企业为研究对象，在其现有PDM基础上构建MES集成模型，充分利用现有信息资源，实现MES工艺的高效便捷管理，从而指导车间现场的生产制造[1]。

1 MES集成模型

该企业按工号组织生产，每个工号对应一种产品，由各个车间分工协作完成生产。所有产品都在PDM中进行管理，PDM集成了CAD和CAPP，生成产品BOM和BOM节点上各个自制图号的工艺信息。由于没有实施ERP，该企业部署了一个生产计划系统管理各个月度的生产计划，并由计划员按月下发给各个下属车间。图1所示是该企业的MES集成模型。

图1 MES集成模型

图1中，生产计划系统的生产计划信息主要有生产产品、生产数量、交货时间等，而PDM能够提供给MES的有产品的BOM、各种零部件的工艺路线以及生产这些零部件的工艺信息。通过与PDM和生产计划系统的集成，各车间MES能够获得制造BOM信息、制造工艺信息和月度生产计划，然后在MES中形成车间的零件计划和零件制造工艺，最终由车间计划调度人员根据现场生产能力和进度安排生产。

2 MES制造工艺生成流程

由于客户、市场、产品本身等各种因素的影响，订单涉及的产品会经常改动，设计工艺部门为了不延误交货期，提高响应速度，往往直接下发更改文件给生产部门；另外，该企业PDM的工艺较为粗放，不能直接作为MES生产制造工艺指导车间现场生产，需要车间技术人员补充细化工艺[2-4]。综上所述，MES制造工艺生成流程如图2所示。

图2 MES制造工艺生成流程图

图2中，MES首先根据物料图号从PDM二维数据库中查询该物料最新工艺版本号和工艺信息，转换成MES工艺信息后填充至MES数据库，然后由车间技术人员补充完善该物料的其他工艺信息(包括设计、工艺人员下发的设计工艺更改文件)，最后在MES中保存该物料与PDM对应的工艺版本和详细工艺信息[5]。只要设计、工艺人员未对该图号进行变更，那么该图号的工艺信息将在下次的生产过程中被直接利用。

3 MES工艺版本管理

3.1工艺变更

工艺变更有2种情况：产品工艺升级变更、订单特殊需求变更。针对第一种变更，PDM中会进行物料的工艺版本升级，之后，MES中会相应得到升级提示，并由车间技术人员根据PDM升级版本及时更新MES版本，具体流程如图3所示。

图3 MES工艺版本升级流程图

图3中，物料在PDM中只保留一个有效的工艺版本，而MES中的工艺版本每次升级后都进行版本号的累加，因此在进行版本升级校验时，只需将物料在MES中的最高版本与PDM当前有效版本进行比对。

针对第二种变更，设计、工艺人员通常是下发技术更改文件至生产车间，然后由车间技术人员筛选出来，并挂载至订单对应工号下，车间班组操作人员在进行该订单的生产时，可以直接查看挂载的技术更改文件。

3.2工艺版本管理

随着产品工艺的不断改进，以及MES应用的逐渐深入，MES中物料的工艺版本会越来越多，下面主要从增、删、改、查4个方面对工艺版本的管理进行分析。

增：MES中物料的工艺信息源头是PDM，只有PDM中存在某物料的工艺信息，才能在MES中生成与其对应的工艺版本，工艺版本随着PDM中物料工艺信息的更新而升级，每次工艺升级，MES中版本号加一。

删：如果MES中某一物料的工艺版本太多，将直接影响车间技术人员的工艺版本使用。因此，对于那些目前未被引用，且以后也不会被引用的老旧落后的工艺版本，可以将它们直接删除掉(为了以后工艺版本追溯，后台并不实际删除，而是处理成对普通用户不可见)。

改：一方面，车间技术人员在补充工艺信息过程中会存在失误的情况，需要修正处理；另一方面，车间人员在当前版本的工艺实践中可能会总结出一个更优的工艺方案，可以将该方案提交给工艺人员审核，审核通过，则替换掉当前版本的老方案，从而使工艺部门和车间的工艺能力都得到提升。

查：每个工艺版本都带有4个关键属性，即图号、MES工艺版本号、PDM工艺版本号和版本特征标识。图号和MES工艺版本号能够标识MES中唯一一个工艺版本，通过图号的最大工艺版本号查到对应的PDM工艺版本号，然后与PDM中该图号的当前有效版本进行比对，可以校验MES中的物料是否需要进行版本升级。版本特征标识是对该版本的简要文字描述，主要用来帮助车间技术人员区分不同版本。通常情况下，将物料的最高工艺版本设置为该物料的默认工艺版本，只要不做更改，下批订单中该物料的生产将自动引用该默认版本进行。

4 结束语

正常情况下，车间MES所接收到的来自上层的信息应该是可以直接用于指导车间生产的制造相关信息，不管是PDM还是生产计划系统，或者日后启用的ERP，它们输出给MES的内容都应该是完整的最终结果，而不是需要二次维护的中间过程产物。只有不断完善上层工艺管理，将产品工艺数据做精做细做完整，才能彻底解除车间的束缚，让车间人员能够专心于生产制造，而不是同时成为产品制造工艺的实施者和二级维护者。

[1] 曾芬芳，陈万领．工艺管理系统与PDM系统集成的研究和应用[J]．机械制造与研究，2010，39(2)：95-98.

[2] 陈燕凤．浅谈制造型企业制造过程控制[J]．装备制造技术，2012(5)：137-139.

[3] 王怀明，王太勇，郭晓军．工程机械制造企业集成化工艺系统的研究与开发[J]．制造业自动化，2010，32 (10)：57-62.

[4] 周慧秀，单联洁，李来琦，等．用MES系统创建共性工序库的方案探讨[J]．国防制造技术，2010(4)：46-48.

[5] 夏先成，张铭鑫，扈静，等．面向装配制造执行系统的基础数据管理研究[J]．现代制造工程，2008(8)：31-34.

ResearchontheProcessManagementinDiscreteManufacturingEnterpriseMESBasedonPDM

YU Xiong, HUANG Xin

(Xiangtan Electric Manufacturing Co.，Ltd., Hunan Xiangtan, 411101, China)

In the light of extensive process shortages in most discrete industry, it istablishes a MES integrated model based on existing PDM. This model expounds the process generating flow of materials which is belonged to MES. It shows the detail about the process change and management of process version in MES.

Discrete Industry; Process; PDM;MES

10.3969/j.issn.2095-509X.2014.09.014

2014-05-13

于雄(1986—)，男，湖南湘潭人，湘电集团有限公司工程师，硕士，主要研究方向为企业信息化。

TH186;TP399

A

2095-509X(2014)09-0059-03