MES系统在生产中的应用

李 慧，张 伟

（渤海能克钻杆有限公司，河北青县 062658）

1 MES系统应用背景和目的

MES（Manufacturing Execution System，制造企业生产过程执行系统）是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES由多个模块组成，可以为企业提供生产计划管理、生产调度管理、生产过程数据收集、质量管理、库存管理、数据集成分析等功能，满足不同车间现场环境下的需求。该系统对优化生产调度，合理分配资源，提高工作效率，提高质量控制能力等方面都起到了重要的作用。

随着计算机技术的捉高和普及，智能控制技术迅猛发展，为MES的应用打下了基础。通过MES实现企业生产过程在线监控，是国内企业信息化管理的发展趋势。目前，我国许多制造型企业，已经广泛应用该系统。渤海能克钻杆有限公司2013年投入使用了适合公司实际生产情况的MES，通过多年的调试和应用，取得了显著的效果。

2 使用MES前生产过程情况

公司现有2条钻杆生产线，包括接头热处理、螺纹加工、摩擦焊接、焊缝热处理、精加工、硬度检测、无损检测等15道工序，整个生产过程自动化程度高，但由于缺少相应的信息集成与通信，对生产成本、绩效统计、产品质量无法进行实时动态管理。使用MES前，各工序在生产时需要获得技术人员下发的生产指令、工艺卡、原材料调拨单等各类文件，每班操作人员需要填写作业日报、检查表、设备故障书、来料加工台账、不合格品报告单等各种记录，较为繁琐。公司对生产数据一直采用人工收集方式，由生产部门专职统计员，从各工序生产日报、不合格品报告、投料记录、交库清单等记录中统计所需要的数据，上报质量部门统计分析结果；同时质量部门每季度对不合格品的数据进行分析，监测产品质量动态，不能达到实时在线监控生产过程的目的。

3 MES在生产中主要实现的功能

公司应用的MES包括生产计划、生产调度、生产跟踪、质量管理、绩效统计等模块。MES由4层结构组成，最上层管理层可使用绩效统计功能，第二层业务计划层负责安排业务计划和生产调度，第三层业务执行层可实现生产跟踪、设备监控、质量控制、文档管理等功能，最底层基础应用层设置在生产现场各工序的客户端，主要是基础信息管理、数据采集与现场监控，如图1所示。

MES工作流程：①管理人员在系统中上传生产指令、安排生产计划、调用原材料、设置产品质量指标等；②操作人员通过在线采集或自动采集的方式录入生产数据，系统自动计算出数据所对应的质量指标、不合格品详细信息等参数；③管理人员通过系统设置的监控方案，直接查看车间场景，实时掌握一线生产进度、用料情况、设备运行情况等，同时，根据系统自动生成的柱状图分析判断生产过程是否稳定，及时发现生产中异常情况并预防不合格品产生。整个运行过程实现了过程监控、数据采集、统计分析等功能。

图1 MES界面

4 MES的作用

4.1 信息化管理

通过MES模块的设定形成数据网，公司各级管理人员和操作人员通过相应的权限利用这些数据。如原料到货情况、库存产品使用情况在系统中清晰可见，方便了车间调度安排生产计划，下达生产任务。缩短了日常排产、调度材料所浪费的时间，有效提高工作效率，见图2。

4.2 无纸化办公

使用MES以后，公司取消了原有的生产指令、原料调拨单、作业日报、设备故障书等记录，全部在系统中录入，避免资源浪费，节省管理成本。

4.3 指标自动统计分析

质量模块的合理利用，可以自动统计质量指标，需要进行数据分析的关键控制点可自动生成图表，便于技术人员及高层管理者及时掌握产品质量情况，对快速、有效的决策起到重大的作用，见图3。

图2 数据查询

5 MES改进趋势

MES可以进一步结合公司生产自动化程度，使部分检测记录（硬度、磁粉、超声）在系统中自动生成，直接打印或保存电子版记录。比如手动硬度检测岗位，可以将数据自动传送到系统中，磁粉岗位可以保留现场作业照片，超声波岗位可以保留动态波形图等，使MES更好的应用于实际生产。

MES在制造企业中应用已经是必然趋势，它在某种程度上实现了信息化管理，起到了合理分配资源，优化生产，提高工作效率，提高质量控制的作用。

图3 自动生成质量指标