MES在输送带制造业中的应用

文/杨永将

制造业在经济发展中起着举足轻重的地位，制造业的发展已经经历了机械化、电气化等阶段，随着时代的进步，信息化的发展正在影响着制造业发展的各个方面。我国发布“中国制造 2025”的国家战略，大力推进工业化与信息化两化的深度融合，智能制造的数字化工厂对信息化的应用将更加全面，加速企业各层级的两化融合，智能制造的实现将使企业的管理更加完善。

1 MES与ERP的联系

MES（Manufacturing Execution System 制造执行系统）是实现智能制造、数字化生产的关键技术之一，重点在于解决生产管理中存在的问题，优化生产过程，建立数字化系统，使得上层计划层与工厂车间的执行层能够有效的联系起来。MES系统能够采集生产过程中的详细生产数据，达到对企业生产流程的优化，这样产品在制造过程中的柔性和及时性就得到提高，能够使企业的资源利用率得到提高。MES旨在提升企业各个管理模块的管理效率，是实施智能制造升级的重要环节。制造执行系统在企业生产管理系统中起着承上启下的作用，它在ERP(Enterprise Resource Planning 企业资源计划) 产生的生产计划指导下，能够实时地收集底层控制系统的数据，在生产和管理之间起到桥梁的作用。

对于输送带制造企业来说，车间生产层的管理流程相对复杂，卷料及成品加工过程中的工艺相对复杂，成品车间客制化程度较高等因素使得企业在对车间层的管理方面显得更为不易。在企业实现信息集成方面，当前大多数企业为了实现公司的管理需求，实施了企业的ERP系统，但是ERP系统位于企业的计划层，它本身与车间的执行层之间并没有直接的联系。当前企业所使用的信息管理系统（如ERP系统）不能掌握生产过程中的数据信息，不能管理制造车间的生产过程，也根本就无法对企业在生产管理过程中面临的问题提供相应的全面支持，因而难于对制造企业的生产过程管理实现有效的指导。

2 输送带生产中存在的问题

随着制造业信息化技术的不断发展和深入，各种先进的管理理念及理论相继得到广泛的应用和认同。企业为了使管理更加有效，提高管理效率，实施了一些信息化技术如产品数据管理、制造资源计划、准时制生产方式、企业资源计划、计算机集成制造系统、物流需求计划等。这些企业信息化技术在最近得到了快速的发展，企业引进这些技术可以为本身的管理进行优化以及在智能制造领域更进一步，然而这些信息化技术并不能很好的联系车间控制层与企业计划层。另外，企业内部的生产调度、质量管理、工艺管理、设备管理等各系统之间相互孤立，信息得不到共享。这两个问题制约着企业，使得企业内部之间的信息不能够很好的流通，信息化的整体作用大大降低，这样就很难达到企业的理想管理效果。

当前输送带制造企业生产过程存在也存在上述问题，主要问题总结为：信息化管理不足，内部信息不能有效共享，生产过程不透明等一系列弊端长期存在。MES系统的实施很大程度上解决了这一系列问题。输送带制造过程大致分为卷料加工与成品加工两部分，卷料加工过程自动化程度较高，成品加工过程自动化程度较低，大多以手工加工为主。卷料的生产大致分为接布、涂胶、涂料、裁切、打包等步骤，多层卷料还可能有多层贴合的操作，特殊要求的会有压花等步骤。卷料生产完成后进入成品加工阶段，主要的加工步骤包括裁切量尺、打齿、接头、加导条、加裙边、打包等。成品加工客制化程度较高，根据订单的不同需求进行加工，差异化较大。目前实施更加高效的信息管理系统可以有效提高企业竞争力，使得企业生产过程透明化，生产信息可视化，提高及时交货能力及生产效率。

3 MES系统规划

在企业已经实施过ERP系统的基础上，通常订单在ERP系统转化为生产工单，再从ERP系统同步抛转到MES系统进行工单排程、发放。工单进度、工时效率、设备参数等在MES系统进行查看。生产过程中的通用规则如公司、工厂、工作中心、物料信息等设置应与ERP系统保持一致。

3.1 生产工艺

在生产过程中，根据产品在工序间的转移情况，将完整的生产工艺流程进行断点划分，分成若干工位、工序作为生产执行单元。一个工位可以对应一道或多道工序，对工序进行编码区分。将每道作业工序进行命名并编码，有软件生成工艺路线的二维码，编码内容由“工作中心+工序+处理类型”三部分编码组合成作业代码，依据这样的原则确定工位动作。例如“830”代表PU生产中心，“0010”代表接布，“01”代表生产开始，则作业代码“830001001”即代表PU生产中心接布工序开始。根据作业内容将动作进行分类，一类是与工单关联即正常生产产品的动作，另一类作为与工单无关的准备工作，如清理机器等动作。根据此编码就可以知道工作中心的工位生产状态。生产计划、工单按照工位进行发放，当前工位或工序生产完成后进行报工，报告完成情况或完工进度。

3.2 批次生成规则

可以沿用ERP已有的批次规则，或者重新确定批号生成的规则。根据不同的产品确定生成产品批号的规则，如根据卷料可以根据产品主要材料的不同（如PVC/PU等），可以用“分类+年月日+流水号+裁切机号”的规则进行编码。不同的材料用不同分类编号区别，裁切机号代表产品最终是在该台裁切机上裁切完成并打包。对于成品部分已有ERP批号可以引用ERP批号+流水号来生成产品批号。

3.3 产品工艺路线

在MES系统进行工单排程的时候在工单上添加产品工艺路线，生产过程按照排定的工艺路线进行。可以将常用的工艺路线做成工艺路线模板，在排程的时候就可以直接复制模板，如有改动就可以在工艺路线模板的基础上进行修改、添加或者删减工序。对于工艺路线相对确定的工作中心，可以将工艺路线关联品号，例如织布工作中心的产品相对来说工艺相对确定，分为整经、穿棕、上轴、织布等四步，这样在排工单的时候就可以根据品号将产品的工艺路线相对应，就免去了添加工艺路线的步骤。操作人员在完成当前工序之后使用PDA扫描当前工单二维码，扫描当前工序的作业代码进行生产报工，这样就可以在系统中看到当前工单完成情况。

3.4 生产人员排班

生产人员排班同样的可以设置排班模板，把人员相对固定的工位设置成模板，在排班的时候直接复制模板，有人员请假或者调岗的情况在模板的基础上进行增添或者修改。对于人员的临时岗位支援调度，设置人员调度模块，记录离岗、调回时间以及支援到岗、离岗时间在MES系统中进行记录。

3.5 设备数据采集

对于卷料生产过程自动化程度较高，具备设备参数采集的条件，可以进行设备的数据采集，从而发现影响产品质量的因素，输送带生产过程中主要采集的数据包括温度、张力、走速等。可以通过对采集值与设定值的比较，发现设备异常进行及时处理，在出现不良品的时候能够更快找出影响产品质量的因素，提高良品率。

3.6 报表展示

可以根据MES系统采集到的现场的生产情况生成管理者所需要的报表，例如生产进度报表，日产量周产量报表，工时效率报表，订单完成情况报表，设备数据采集报表等。可以根据产量生成产量曲线图，更加直观的了解产量变化。对于工单进度监控等内容可以作为车间大屏输出内容展示。通过一系列报表了解当前车间生产状态、生产效率，设备利用率等，管理人员可以根据报表显示的生产状况，安排生产，也可以反馈给客户当前订单生产进度以及预计完工时间等。

4 结语

MES的核心是生产过程的集成优化和可视化管理。不仅可以让生产过程中的所有动作都透明化，让企业管理人员能够了解生产状况，还可以对一些订单、滞留产品进行跟踪，通过MES系统实现了每个部门之间的信息共享。随着信息技术的发展和企业管理思想的不断进步，MES技术也将会得到不断提升，MES也将得到更加广泛、全面的应用。