【正文】 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)在航空制造企業(yè)中的應用 1. 引 言 隨著國際形勢的變化，“立足于打贏一場未來可能發(fā)生的高技術條件下的局部戰(zhàn)爭”，國防企業(yè)面臨快速開發(fā)高新技術武器裝備的緊迫要求。對軍方需求的快速響應性已經成為完成國家重點任務的能力秘企業(yè)生存的一個重要標志。 中國空空導彈研究院隸屬于航空一集團，是一個以科研為主，并具有批生產能力的空空導彈武器研究與發(fā)展的綜合性院所，目前承擔了雷達產品、紅外產品、激光產品等多個型號導彈的研制與生產，技術難度大，任務重。傳統(tǒng)的研制和生產組織模式已無法滿足其繁重的生產任務。因此，從1995年起空導院開始引進AEPCS生產管理系統(tǒng)，成功的實現了以主生產計劃、物料需求計劃、庫存管理為核心的ERP應用，保陣了生產物資的供應，改善了生產和物資庫存控制的現狀，提高了其生產和物資管理水平和經濟效益。但是，任何一個ERP系統(tǒng)都是形成了一個企業(yè)內部的價值鏈與供應鏈，并進行有效地管理，而對于企業(yè)車間級的計劃調度、生產過程控制、生產成本、質量及車間設備等方面的管理難以實現，在車間生產管理方面造成了以下問題:。每季度生產部下達計劃后車間計劃人員大多數情況下根據車間以往的生產能力，及自身經驗對該計劃進行分解排產。這樣制定出的計劃可執(zhí)行性差，并且在執(zhí)行過程中可調整性也不好。，從而容易引起生產過程的混亂。計劃員對車間設備能力估計不足，導致能力的沖突，造成設備、人員閑忙不均。另外，由于沒有很好的服蹤機制，物料在加工傳遞過程中會出現丟失現象，從而也影響了生產的正常進行。，空導院的產品急需裝備部隊，上級領導隨時隨地都要清楚的了解當前各型號產品的生產情況，而對于車間主管領導他們不僅要對生產情況有總體上的把握，還要對本車間的關鍵件、關鍵設備重點監(jiān)督，確保配套任務的完成。另外原有的AEPCS系統(tǒng)查詢方式單一，很難滿足多樣化、靈活性的查詢。因此，空導院急需一個適于產品快速開發(fā)和批生產的車間生產管理系統(tǒng)，以更好的管理和控制整個生產流程。通過長期調研，空導院決定利用先進的制造執(zhí)行系統(tǒng)MES，結合已有的ERP系統(tǒng)探索出一套有空導院特色的“ERP+MES”的生產管理系統(tǒng)，進一步提升生產管理水平。于是，從2001年起空導院與北京航空航天大學聯(lián)合開發(fā)并在兩個機加車間實施了MES系統(tǒng)——中國空空導彈研究院制造執(zhí)行系統(tǒng)，并取得了一定的效果。 2. 中國空空導彈研究院制造執(zhí)行系統(tǒng)的功能及解決方案 系統(tǒng)構成 車間接受中心ERP系統(tǒng)的MPS/MRP產生主生產計劃和項目系統(tǒng)產生的試制任務，將這些任務進行詳細的計劃與生產排序后，下達到工作中心或生產線，然后釋放、跟蹤確認生產計劃；同時車間將生產制造過程中的任務執(zhí)行、設備、制造資源等狀態(tài)信息實時反饋給上層系統(tǒng)，完成車間制造計劃信息系統(tǒng)的閉環(huán)。最終通過實施車間級集成系統(tǒng)，與ERP系統(tǒng)構成閉環(huán)生產控制環(huán)節(jié)。 解決方案 MES系統(tǒng)是企業(yè)計劃管理和車間生產控制的橋粱，在功能上是ERP系統(tǒng)的延伸。為了彌補ERP系統(tǒng)在車間現場管理功能較弱的不足，該系統(tǒng)主要提供了以下解決方案： 有限能力計劃與調度技術的應用 車間計劃/調度模塊根據中心的生產計劃和試制任務及車間的生產能力制定出生產計劃（月、旬計劃等）。由于采用有限能力計劃技術，可以針對當前車間生產任務和能力的具體情況制定詳細的作業(yè)計劃，協(xié)調批生產與試制任務的組織與安排，及時的發(fā)現如能力不足、提前期不夠等因素將引起的任務拖延和可能出現的生產問題。對己經下達但尚未開工的車間任務、按工藝路線編制工序計劃，了解每個任務的最早（晚）開工時間及最早（晚）完工時間，對由系統(tǒng)生成的工序計劃，允許車間計劃員進行修改。在確定工序計劃后，允許計劃員按照最早開工時間法，最晚完工時間法和臨界比法計算各工序的優(yōu)先級，把某工作中心最早開工時間落在派工時間段上的工序。按優(yōu)先級的高低進行派工排產。 報警與條碼技術的應用 計劃編制科學合理使得汁劃根據有可執(zhí)行性，從而有效地減少了能力沖突，但關鍵資源、關鍵設備的沖突在所難免。通過系統(tǒng)預警提高計劃調度人員對該設備的關注度，及時進行協(xié)調，盡早將沖突化解。通過對物料條形碼的應用，實現車間物料的管理和數據的自動采集（如在制品信息、任務狀態(tài)信息等），便于車間生產整個過程中物料的管理與追蹤。 B/S結構，靈活性查詢和可定制報表的應用 系統(tǒng)采用B/S開發(fā)模式，減少了安裝客戶端的麻煩，使領導隨時可以了解生產進度。系統(tǒng)支持利用圖號、批號、名稱、任務開始時間、結束時間等條件的獨立查詢及多條件的組合查詢和模糊查詢。系統(tǒng)根據生產計劃、管理的要求生成各種統(tǒng)計、分析和報表，分配給具體的角色和用戶。由專門的管理人員制定各種報表。并可根據要求添加、刪除和更改，便于相關人員及時獲取所需的信息。 功能組成 車間作業(yè)管理 車間級作業(yè)管理要解決零件訂單驅動的制造計劃制訂問題，及計劃中各工作中心任務在車間的具體實施問題，工作中心內的任務動態(tài)分配，資源日歷的管理，（刀具、量具、夾具、NC程序和圖紙）的管理，以及車間物料的暫存、周轉和序號管理，生產計劃的執(zhí)行和車間的數據采集，以及組織出庫、運輸、加工、檢驗、入庫的生產活動循環(huán)。車間生產的監(jiān)控和管理，處理作業(yè)執(zhí)行中出現的問題，如臨時任務安排，工作中心間任務的調整。對車間中各工作中心，進行完全的有限能力的任務分析，仿真評估計劃的可執(zhí)行性，和預測計劃執(zhí)行的問題。 計劃編制及調整 車間生產計劃接受上級機關的多種任務安排，包括批產任務、科研試制任務和臨時任務等。對這些任務系統(tǒng)賦予不同的優(yōu)先級，支持正向及反向兩種排產方法在有效資源約束下系統(tǒng)自動產生高可操作性的有限能力計劃與調度。根據月份生產計劃，考慮當前的車間在制品狀態(tài)，確定當月的投料零件品種、數量及詳細的交付計劃。并根據物料生產的提前期排出物料的投產日期和交貨日期。并根據工藝計劃確定物料的加工路線。進行有限能力排產，按一定的調度規(guī)則進行排序。通過有限能力計劃工具，確保需求與能力的平衡，校核計劃的可行性。實現工作中心級或設備級的能力平衡；并能依據工藝定義，提供替代工作中心的建議；系統(tǒng)可根據需要產生季度、月、旬、周、日的生產安排；并可跟蹤生產的實際執(zhí)行情況，動態(tài)的產生新的計劃。使計劃人員可以在第一時刻發(fā)現和解決生產計劃問題，掌握生產指揮的主動權。 由于科研試制任務的靈活性要求系統(tǒng)能方便的增加臨時任務，能臨時調整任務，支持任務的能力與質量分批，平行和交叉作業(yè)，以解決生產中的實際應用問題。以及及時處理工藝變更、返工和管理目標變化等生產任務和狀態(tài)的改變。 發(fā)放工藝路線單和派工 被下達的生產任務，系統(tǒng)均將發(fā)放一份加工單，這份加工路線單將隨加工零件在車間中流動。在加工單中打印上條形碼方便整個系統(tǒng)的物流跟蹤工作。 ，對于不滿足開工條件的任務生成物料、工模具、技術準備短缺清單，對于滿足開工條件的任務進行派工；并打印派工單。 對車間任務狀態(tài)（包括待下達、已下達、預期開工、已開工、預期完工、已完工、拖期開工、拖期完工、委托外協(xié)和未結等）提供查詢和打印功能，方便計劃人員對車間任務的監(jiān)督。 任務反饋 通過對車間任務完成情況的實時數據采集，系統(tǒng)動態(tài)顯示出工作計劃和完工情況。提供工件在任意時刻的位置及其狀態(tài)信息。狀態(tài)信息應包括：誰在加工工件；各組件原料的供應者、批最、批號、當前生產狀態(tài)、生產苦報、質量情況以及與產品有關的其它信息。 工裝，夾具，刀具，量具和輔料管理 對工裝 、夾具、盆具和輔料進行需求計劃，并管理工裝、夾具、量具和輔料的有效性，實現在車間范圍內的刀具參數和壽命管理和刀具的統(tǒng)一調配，縮短生產準備時間，降低車間刀具占有量，提高刀具的利用率，穩(wěn)定產品質量。 MBOM管理 根據制造過程的需要，建立和維護制造數據，包括MBOM、ROUTE、工時定額等，支持工藝臨時調整。對零件的工藝數據、生產計劃數據、物料項等基礎數據進行有效地組織和進行統(tǒng)一維護管理。 物料管理 對車間任務，進行零組件的MRP運算，將上級下達的生產計劃轉化為具體物料清單（原材料、工具）；管理與車間生產任務相關的物料短缺，對物料的有效性進行校核，并對物料超越事件進行管理；利用物料條碼進行在制品的管理與追蹤。 條碼管理