MES在电梯行业中的应用

发布日期:2015-12-07  字体显示:【大】  【中】  【小】

1 引言

        随着计算机信息技术迅猛发展和经济全球化的趋势下,采用计算机辅助技术和先进的信息管理技术是企业更新改造、提高产品竞争力的必由之路。MES不仅作为一种技术,更作为一种管理思想,为越来越多的企业所重视。本文将就MES的概念和产生背景,以及MES在广州广日电梯工业有限公司(以下简单“广日电梯”)的运用和实施MES系统的经验总结,为电梯行业的企业实施MES提供方法与建议。

2 MES产生的背景

       2.1 MES概述

       MES的中文名称为制造执行系统(Manufacturing Execution Systems)。解决方案是以实时协同思想为主导,以生产计划的执行及车间动态调度为核心,集精益生产理念和方法、约束理论、企业资源优化理论、供应链管理、外协管理、人力资源管理、业务管理等先进管理理念为一体,充分吸收国内外尤其是离散制造企业数十年来企业信息化建设的经验、教训和研究成果而打造的企业生产制造信息化集成管理应用系统。MES解决方案着力面向有制造业信息化建设需求的企业用户,是制造企业实现全面先进管理的核心基础之一。

       2.2 MES提出的背景

       制造执行管理系统(MES)是企业CIMS信息集成的纽带,是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。
制造业是我国国民经济重要的支柱产业,在第二产业中占据中心地位。伴随中国加入WTO和经济全球化,中国正在成为世界制造业的中心。中国的制造业企业面临日益激烈的国内外竞争,如何迅速提高企业的核心竞争力,很重要的一点,就是以信息化带动工业化,加快信息化进程,走新型工业化道路,实现全社会生产力的跨越式发展。

       纵观我国制造业信息化系统的应用现状,建设的重点普遍放在ERP管理系统和现场自动化系统(Shop Floor Control System, SFC)两个方面。但是,由于产品行销在这一、二十年间从生产导向快速地演变成市场导向、竞争导向,因而也对制造企业生产现场的管理和组织提出了挑战,仅仅依靠ERP和现场自动化系统往往无法应付这新的局面。

       工厂制造执行系统(Manufacturing Execution System, MES)恰好能填补这一空白。工厂制造执行系统MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境,帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。适用于不同行业(家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药),能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。

3 开目MES在广日电梯的应用

       3.1广日电梯选择开目MES的背景

       3.1.1广日电梯概况

       广日电梯工业有限公司是广州广日股份有限公司下属的核心支柱企业,是华南地区电梯整梯规模最大生产基地之一。建厂于 1956 年, 1973 年开始试制应用第一台载货电梯。技术力量雄厚,拥有一批高素质复合型的技术人才,具备自主开发世界级产品的能力。公司建有一座高度68米的电梯试验塔,是国内为数不多、具备研发高级别、高速的电梯研发中心之一。年生产能力 6000 台以上,是集电梯引进、研发、制造、出口贸易、安装、维修、保养售后服务为一体的专业化企业。

       广日电梯形成以 GreenMax 系列为主的小机房电梯、豪华客梯、观光电梯、医用电梯、家用(别墅)电梯以及 GRF Ⅱ自动扶梯、 GRR Ⅱ自动人行道、 GVH 载货电梯、 ESW 无机房电梯等组成完整的产品体系。

       不同类型的电梯基于产品配置模型,可以变型衍生出满足不同客户需求的定制电梯。当前企业产品BOM结构建立完整,每个产品包含较多的子零部件。

       3.1.2广日电梯对MES系统的需求

       1)  实时报工、任务进度反馈ERP。

       在ERP中生成工单数量巨大,目前采取的纸质“质量过程控制卡”手工跟踪管理模式,存在工作量大、信息延时、不准确等问题。首先,“质量过程控制卡”打印工作量大(需要两个人员专门负责打印);报工步骤复杂,不能实现工单完工即报工。填写的任务进度需要另外安排人员手工录入ERP 系统,不能反映实际的生产进度。同时由于录入工作量大,部分派工单完工信息未录入。因此,需要在MES中进行实时的电子报工,并将任务进度同步反馈到ERP系统中。

       2) 中间品管理,支撑ERP物料成本核算

       由于在制品入库不及时, ERP系统中库存并未处理,后续领用无法实现。因此需要通过MES/ERP集成,任务汇报过程中及时入库、出库中间品,ERP系统能获得准确的实时在制品库存数,从而实现物料成本的核算。

       如下图所示,在装配轿厢壁板时,需要对子零部件壁板、壁板加强筋、上封头、双面不干胶纸、螺母、下封头领料出库,前提条件是壁板、壁板加强筋、上封头、下封头这些中间品需要在完工后及时入库,库存信息准确。

       3) 制造现场技术文件可视化查阅

       随着CAD,特别是三维CAD在广日电梯设计环节的不断深化应用。原有的基于纸质图纸、工艺卡片指导生产的模式已经不能适用广日电梯的发展需要。必须通过设计、工艺、制造、管理各方面的信息化应用系统的高度有效集成,全面实现电子技术文件的下厂应用,工人能在制造现场查看电子技术文件,实现工艺、制造环节的可视化、无纸化。

       4) 设置看板,提高生产过程可视性

       在制造车间设置计划进度、在制品库存的电子看板,提高生产过程的可视性,督促工人及时准备执行任务、发现生产中的问题。

       5) 统计分析,量化管理

       对管理的重点内容---任务、在制品进行统计分析,实现它们的量化管理。

       3.1.3 广日电梯选择开目MES

       广日电梯在2012年提出需求,经过数月对比测试选型最终签约武汉开目MES,国内MES厂商实力大体相当,但每个厂商的业务侧重点不同,武汉开目MES长期致力于机械制造业,对制造业企业的组织架构、产品结构、业务工作流以及加工工艺等非常了解,设计的工作流、功能模块、界面操作等更符合襄阳轴承的业务需求,且提供丰富的二次开发接口,因此我们在2013年最终牵手武汉开目MES。

       3.2开目MES在广日电梯实施的主要应用功能模块

 

图1 开目MES系统在广日电梯应用的主要功能模块

       以下为开目MES系统主要功能模块:

       3.2.1车间资源管理

       该模块通过对象化的建模方式对车间、班组、工作中心、人员、设备等多个方面的实体对象进行建模,并对相互关联的对象建立其关联关系。企业通过MES系统的车间资源管理功能模块对生产车间的实体资源进行统一维护和管理,这不仅方便了企业对其生产资源信息的维护,而且也为MES系统的生产排程和后续系统应用提供了基础数据支持。图2是车间资源定义界面,图3是工作中心定义界面,图4是设备资源定义界面,图5是采集终端资源定义界面。

 

图2 车间资源定义界面

 

图3 工作中心定义界面

 

图4 设备资源定义界面

 

图5 采集终端定义界面

       3.2.2 工程信息管理

       工程信息管理模块包括了物料信息,工艺信息,工程项目信息。该模块的信息都是通过与其他系统的集成导入的,该模块里的工艺路线、物料信息来自于U9,和项目信息来自于PDM,在该模块进行统一的管理,方便管理员进行维护和管理,图6是工艺路线信息界面,图7是物料信息界面,图8是工程信息界面。

 

图6 工艺路线信息界面

 

图7 物料信息界面

 

图8 工程项目信息界面

       3.2.3 车间生产管理

       车间计划订单的主题流程包括:U9计划导入,计划员对订单的合并派工,订单自动确认到车间设备和人员,操作工人生产加工、质检人员检验、工单完工汇报给U9。在GRMES系统中实现企业的这一整套业务过程,并对生产现场的任务执行进度和加工质量信息进行采集(通过车间触摸屏和手持终端),实现了对企业生产任务的执行跟踪管理过程。

       该模块的主要功能有:车间计划管理、任务调度管理、车间触摸屏、手持终端。

       以下图9为车间计划管理,图10为任务调度管理,图11为车间触摸品,图12为手持终端装箱界面。

 

图9 车间计划管理

 

图10 任务调度管理

 

图11 车间触摸屏

 

图12 手持终端装箱界面

       3.2.4统计分析

       通过采集现场的生产信息,包括加工,质检,汇报的时间、参与人员信息,设备信息等各方面信息的汇总,MES提供了大量的统计分析报表,从而对企业的生产情况进行分析统计,挖掘出企业生产背后隐藏的问题,从而针对性的改进企业的生产管理薄弱环节,从而有效地提高企业资源利用效率和企业效益。

       以下图13班组任务汇总分析,图14为个人工时统计报表,图15 U9计划导入情况查询,图16为在制物料统计报表。

 

图13 班组任务汇总分析报表

 

图14 个人工时统计报表

 

图15 U9计划导入情况查询

 

图16 在制物料统计报表

       3.2.5 生产异常管理

       车间生产过程经常会出现各种意外事件,包括设备故障、加工质量、设计、客户需求变更等各方面问题,为了能够及时的反馈生产现场的各种问题给管理人员,工人根据现场情况可以在车间触摸屏上进行相应的报警,车间管理人员通过相关的报警看板能够及时地了解现场出现的问题,从而能够及时的处理相关车间现场问题,减少资源的浪费。

       以下图17为生产异常管理界面。

 

图17 生产异常管理界面

       3.2.6 看板管理

       通过生产进度,装箱进度,待检和异常看板,可以使车间各个岗位的工人和班组长了解车间现场的每个工位的生产情况。

       下图18为生产进度看板。

 

图18 车间生产进度看板

       3.2.7 质量检验管理

       通过对特殊物料的质检设定,更进一步规范了质检流程,避免不合格产品入库,提高产品的质量。同时记录质检信息,以便于追溯。

       3.3 开目MES应用心得

       开目MES系统在广日电梯从调研、实施、验收、到上线运行,历时两年时间。刚上线初期遭遇重重阻力,例如:有些同事习惯了纸质记录汇报记录,刚接触电子化系统、在触摸屏上做汇报,有一种强烈抵触心理。经过公司领导正确指导和开目公司实施工程师不定期培训,现在系统已使用一年,在广日电梯已覆盖所有部门,且系统运行状况良好,得到各级部门的一致好评。具体功能体现在以下几个方面:

       3.3.1 实现实时报工、任务进度反馈ERP

       车间现场每个工位都上都部署了触摸屏终端,操作工人在完成制造后,直接在触摸屏上做汇报操作,利用触摸屏实时汇报功能,把车间制造工单的完工信息实时反馈给ERP。

       3.3.2 实现中间品管理,支撑ERP物料成本核算

       广日电梯工单数量巨大,车间现场有加工和组装工艺,加工完工的半成品可以通过在工位上的触摸屏进行完工汇报,把信息及时反馈给ERP,可以让ERP中间库存的信息更加准确和实时,会让物料成本核算工作量大大减轻。

       3.3.3 制造现场技术文件可视化查阅

       广日电梯钣金车间的每一步加工都需要根据相对应的技术文件来加工,现在操作工不用去借阅纸质的图纸,直接在工位上的触摸屏上查阅对应订单对应的技术文档。

       3.3.4 实现提高生产现场的过程可视化

       在车间现场部署生产进度看板、装箱进度看板、异常信息看板、报警看板,可以通过看板了解车间现场的生产状况。

       3.3.5 统计分析

        MES系统中有在制物料统计查询、个人工时详情查询、班组任务查询、车间计划任务汇总等报表,可以让车间领导了解整个车间的实施情况。

4 总结

        目前,MES已在广日电梯各个车间和部门全面推广应用。实践证明, 及时性、透明化、准确性是现代电梯行业生产的前提和基础。各种数据的交流离不开准确性和实时性,实施MES,实时的收集车间数据并传递给ERP,并且简化了车间操作工人的汇报工作,让工人更好的专心加工, 实现企业产品信息的完整性和闭环性,实时把车间生产订单的汇报信息反馈给ERP。MES提供看板和车间,可以让领导和车间班组长及操作工能直观的了解车间,班组,设备的生产详情。充分利用MES系统可提高工作效率80%以上。通过MES系统管理并监控车间制造,已经逐渐成为当今机械制造业,特别是电梯制造行业的普遍选择,在数据的准确性和及时性等方面有了很大提高。为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。


 

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