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摘 要：控制阀是工业过程控制中的主要执行单元仪表，其生产过程具有多品种、小批量的特点，属于典型的订单型、定制化生产模式。论文基于制造执行系统（MES），针对某控制阀企业的数字化信息化建设，结合其生产特点，梳理数字化信息化建设所必需的业务流程解决方案，为MES的配套实施提供必要的工艺基础，以进一步提升企业的综合实力。
关键字：控制阀 订单型生产 制造执行系统 数字化 信息化
1 引言
控制阀产品结构和零件加工复杂，加工精度要求高，产品系谱庞大，品种各异，配置规则多变，其在自动控制中起着十分重要的作用。但是多年来，国内控制阀企业面临着生产设备效率低、人工成本高、质量问题不可追溯、现场管理一片空白、仓库无法协同现场等一系列问题，制约了产品质量和经济效益的提高，限制了企业综合实力的增强。于是，某控制阀企业借新基地建设之机，决定在生产运营中引入MES，建设企业的数字化信息化。
MES是数字化工厂和车间智能制造管理平台的核心，它可以与ERP、CAPP、PDM、DNC等信息系统相结合，帮助企业实现生产过程中的数据实时采集、提高生产排产的效率、实现制造过程的追溯、提升工人与设备的绩效、保证产品质量等，是实现传统“制造业”向高效、优质、低耗、绿色“智造业”转型的重要工具。
本文基于MES，结合该控制阀企业的生产特点，梳理其数字化信息化建设所必需的业务流程解决方案，为MES的配套实施提供必要的工艺基础，同时，为MES在通用机械行业的应用提供一定的借鉴。
2 订单型生产的规划思路
企业数字化信息化建设将充分以信息技术为手段，以精益方法为指导，支撑企业订单型生产模式。建设完成后，阀门生产具有两条业务主线，如图1所示。其中产品主线将实现工艺技术文件的E化管理和产品的全生命周期管理，订单主线将通过MES实现信息的获取、共享、分析和交互，提高效率，保证质量，降低成本。
图1 阀门生产的两条业务主线
MES将以生产现场管理（5M1E）为对象，有机整合人、机、料、法、测、环等生产现场资源与活动，提升员工的有效工作时间，同时与ERP、PCS等信息系统紧密集成，保证生产信息在正确的时间获取正确的数据，并及时传送给正确的人。MES系统运行原理如图2所示，本文将从主数据管理、计划管理、生产监控、质量管理、物流管理5个方面进行业务梳理。
图2 MES系统运行原理图
3 主数据管理
订单型阀门生产在设计、制造过程中，针对每一个客户、每一个订单、每一批产品甚至每一个阀门，均产生数据信息。经年累月之后，这些巨量信息将是企业的一笔宝贵财富，利用“工业大数据”技术有效分析、整合、处理，可以帮助企业进一步提升技术实力[3，4]。此前，企业未能对此加以重视，也没有能力加以利用。主数据的获取和标准化管理是其被大规模开发利用的前提。因此，其与国内很多规模以上企业类似[5]，企业管理对标准化提出了需求。
在企业数字化信息化建设初始，将首先考虑建立基本资料数据库，实现工艺技术文件的E化管理，提高数据资料标准化水平，提升现场生产人员的操作效率，实现生产过程的防错。同时，提高企业的数据分析、整合、处理能力，避免企业过度的“因人成事”。这也是企业MES实施成功的重要基础。
具体措施包括：
1）成立数据管理组，全面负责数据的标准化和基础数据的收集、整理工作，管控数据安全等。
2）制定数据标准，包括编码规范、物料清单、集成规范等。
3）明确岗位角色，依流程来明确岗位职责，按角色划分责任义务，依流程来规范日常业务等。
4）保证录入及时性，当日事，当日毕，保证业务流与系统流的一致性。
5）健全监督机制，分类建立数据运行健康KPI指标和奖惩制度，将系统报表监控和现场抽查相结合，逐步完善基础数据的质量。
6）保证培训时间和质量，改造完成后，对企业领导和员工定制新业务流程下的基础培训、数据培训和操作培训等。
4 计划管理
企业数字化信息化建设将实现管理效率的大幅提升，其中对计划管理提出了更高的精细化需求。企业计划管理的内容将包括：
1）1~5年的长期计划，如企业的产业规划、产品品系发展规划等。
2）6~12个月的中长期计划，如供应商的评审和调整、客户评价等。
3）1~6个月的中期计划，如技术改进方案、质量提升目标等。
4）1~4周的中短期计划，如订单生产安排、里程碑等。
5）1~7天的短期计划，如生产物料需求、安全库存等。
6）当天计划，如车间生产排程、插单插件生产等。
7）时序计划，如生产物料配送、员工生产核验、设备生产状态等。
其中MES基于订单拉动和产能约束，负责管理时序计划和当天计划。同时MES还监督检查短期计划和中短期计划，为中期计划和中长期计划提供信息依据和数据支持，并帮助企业制定合理的长期计划。
5 生产监控
生产监控的内容包括：
1）生产齐套性检查。确认工单能否生产的齐套性检查将由人工经验模式向系统自动化模式转变，以提高生产齐套性检查的效率和可靠性。
2）生产进度监控。产品完工信息将由生产班组手工记录、事后上报模式向系统自动化模式转变，提高生产进度监控的实时性，满足精益化管理的时点要求，实现管理层和营销部门对订单完成情况的实时监控。
3）生产过程统计。通过条码管理，实现过程数据的快速化采集、共享，实现生产人员工时定额的差异统计、绩效考评等的自动统计，实现设备生产状态的趋势分析、故障检查等。
4）生产结果反馈。结合生产现场LED屏和报表的目视化管理，实现产线、班组、工单、批次、数量等生产结果的快速反馈。
6 物流管理
企业主体物流如图3所示，包括入厂物流、厂内物流、库存、出厂物流等4个主要部分。
图3 企业主体物流
6.1 入厂物流
入厂物流包含的主要内容有：机加毛坯零部件、外购零部件、外包产品成品、生产辅助耗品等。MES中的相关信息将与企业供应商协同平台对接，指导供应商的备货和生产，并为供货单及其货品赋予条码信息。供应商供货经检验合格后，扫描接收，ERP、MES中的相关信息也自动更新。不合格供货将退货或让步接收，其中退货品不计入系统中，让步接收品在系统中予以备注说明。供货物流结束后，系统将根据供应商的供货及时性、合格率等给予打分，作为供应商评级的重要依据。
6.2 厂内物流
厂内物流将采用看板拉动、按需配送模式进行：车间生产线上的人员和设备，根据电子看板显示的生产计划，向生产线上游发布需求信息，车间输送系统根据需求信息将生产原料和辅助用具及时配送到位。
生产原料和辅助用具配送采用"打包"形式：
1）大件机加毛坯件采用单件配送，小件采用批次配送。每一批（件）次将与所需的特有刀具、夹具打包配送，通用型刀具、夹具则根据生产需要直接配送至工位。配送发货、收货均采用条码管理。这种打包形式的配送可以减少生产准备时间，也有利于重要刀具、夹具的管理，防止丢失。
2）在半成品及外购品库中设置一专门的打包区，打包区负责根据电子看板信息，从半成品库及外购件库内拣取物料，将装配成品所需的机加半成品、外购件、特有辅助用具等打包，为装配车间提供物料配送。这种打包形式的配送可以提高装配效率，也有利于减少错装、漏装等现象。
装配→试压→涂装→包装则采用积放链物流，包装下线后成品入库。
6.3 库存监控
MES中的库存监控主要完成两项工作内容：
1）料品、产品跟踪，即回答“这个批次的料品发到了哪些订单上？”“订单上发货的料品是哪些批次的？”——为问题料品、产品的追踪提供依据。
2）仓储盘点，监控库存的信息，为生产、采购的批次控制和库存优化提供依据。
7 质量管理
7.1 质量管理流程
企业生产的质量管理流程如图4所示，谨守采购入库、生产过程和成品的质量检验，多重把关，质量判定和检验的实物、信息做到有效分析，追本溯源。
图4 企业生产质量管理流程
7.2 质量追溯
企业的每一个产品要求供应商为其每件料品制作、张贴条码，装配时将条码录入产品追溯系统中，确保每一个出厂产品都能追溯到每一个料品的物料信息。一旦产品出现质量问题，追溯信息检索，支持召回。
除料品信息外，产品追溯系统中还包括源头的采购接收（正常接收、让步接收、批次退货比例）、生产过程中的质量检验、设备信息等，进一步提供产品质量问题追本溯源的数据依据。
7.3 生产过程中的工、料废管理
生产过程中出现质量问题，实体零部件即送到线边临时存放区，其物料信息和质量问题描述均上传至MES。质检人员收到后，根据物料信息、质量问题描述和实体零部件的分析，判定零部件质量问题并划分责任归属，并将质量问题分析单上传至MES，再由相应管理人员进行处理。坚持做到"发现一个问题，解决一个问题，保证十分质量"。
8 结语
本文基于MES，结合该控制阀企业的生产特点，针对某控制阀企业数字化信息化建设的需求，结合其生产特点，梳理了数字化信息化建设所必需的业务流程解决方案：
1）建立以OTD为主线的生产管理系统，从效率提升、质量改进出发，保证订单交期和产品质量，提升客户满意度；
2）建立企业生产基本资料数据库，实现工艺技术文件的E化管理和主数据的标准化管理，提高数据的利用率；
3）建立生产制造全过程监控管理平台，实时掌握生产进度和完工情况，了解异常，及时处理，减少浪费；
4）建立契合企业控制阀订单型生产需求的物流、信息流管理系统，保证运营流畅，降低制造成本；
5）建立产品零部件的质量追溯体系，建立产品质量档案，满足市场的质量追溯要求，规避三包风险，减少三包损失；
6）集成、整合企业现有信息化系统和设备资源，提升企业投资效益和信息化综合管理水平。
来源：网络转载
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发表于 2016-11-14 11:29:44
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