钣金MES系统在零件生产应用
- 【导读】
- 摘要：本文通过介绍MES系统的定义和目前的应用情况。比较了其与传统的车间ERP系统的异同点，探讨了其与精细化生产和精益改进之间的关系。并简明概述了使用MES系统可以为车间生产
摘要：本文通过介绍MES系统的定义和目前的应用情况。比较了其与传统的车间ERP系统的异同点，探讨了其与精细化生产和精益改进之间的关系。并简明概述了使用MES系统可以为车间生产带来的几大主要优点；通过图表等形式阐述了MES系统在钣金零件生产车间的个人信息、生产现场管理、资源与设备管理、基础设计管理等多个具体功能模块和使用现状，特别是条码扫描系统的使用流程，最后也提出了当前系统存在的过于依赖操作者的弊端并对未来的集成方向进行了展望。
概述
MES系统全称是制造执行系统。是manu-facturing executions system的缩写。伴随着现代航空制造行业信息化管理水平的提升和产能需求逐步提高，企业的现代化管理已经从宏观向微观逐渐深化，对新兴的管理MES系统的需求也正逐步引起各类企业的高度关注。而当前最广泛地实际应用大多表现为面向生产一线车间的各类的信息化管理系统。
1MES系统与ERP系统的关系
与传统的企业资源计划(enterprise resource planning，ERP)系统相比，MES的功能可以说是由ERP进化发展而来的。传统ERP的自身定位是宏观的管理系统，例如单位某个季度或者整年的生产计划管理。而当需要横向考察比较某些厂中的哪个因子生产成本最低、考虑选择哪个最佳方案时，惯用的ERP系统就无法在特定的问题上取得精细的推演与统计结果。
所以，要想取得宏观的数据与统计计划需要一个包含计划、调度、指令传递、宏观化管理、库存统计等的平台系统来完成，而MES系统就可以为企业将这一目标愿景加以实现；同时，MES系统又可以支持ERP发挥出最大的系统功能而并不会将ERP系统摒弃或置换淘汰。简而言之。ERP的作用体现在企业的计划层次，而MES系统则着力于企业的执行层次，两者同时构成了现代企业信息化发展的集成框架。
2MES系统与车间精细化管理的关系
目前市场上的各类MES产品种类繁杂，侧重点也各不相同。集合零件车间管理的实际情况，我们所使用的钣金零件MES的核心在于“执行”，首先将ERP的生产计划根据车间实际使用情况，将每一工序分解到每一设备、每一操作者按照规范精细执行：通过MES软件的针对开发，在车间内部构件计划排产、程序管理、计划统计、在制品与库存管理等全闭环管理，层层相关，通过车间数字化显示屏等手段时时体现出来。MES系统等信息化平台软件投入使用之前，企业的管理比较笼统；MES系统得到应用之后，企业能够精细化管理到每一个班组、每一名员工每一天的产量。可以迅速地统计出每一天设备生产某项零件消耗的电能是多少、一个工人本月的总工时是多少等。所以说，MES也可以作为实现精益生产和精细化管理的软件载体，通过与各类管理理念的融合发挥更大层次的作用。
MES系统实施效果的优劣。人为因素比较多。由于车间的使用者绝大多数本身并不是系统程序员出身，而仅是在实施过程中边学边用，一些用户初期使用还不知道MES系统到底能发挥多大作用。伴随着企业的发展，针对系统提出的要求也随之增多。新的模块也会被逐步开发出来。
对比传统航空制造类企业的车间来说，借助于钣金加瞄系统进行车间管理至少有如下优势：
(1)信息可视化，对车间的生产活动实时情况进行监控管理；
(2)减少人工核对计划和无效沟通时间；
(3)节约纸质成本，提高周期内统计工作的准确性和员工工作效率。
3钣金MES系统在零件生产厂的实际应用
即使最标准化的信息化系统，用在不同的企业时也存在二次应用开发的问题，需要进行局部模块和功能上的调整改进。例如对于同类的钣金生产企业来说。同行业兄弟企业的相关模块构件经验、操作方法和统计应用状态都可以拿来进行比较参考，选取最适合自身的功能进行开发。
由于MES系统自身是一个集成的面向车间的实时信息系统，它要求把车间里所有的信息能及时反映出来，调度数据以MES数据库为映射基础，所以系统的开发核心要求即是准确、及时、完整地实现企业信息的共享与集成调度。针对钣金生产厂的具体情况，当前采用的功能模块主要包括以下内容。
3．1个人信息
包含各类具有使用权限的人员登录界面、当日上线率、出勤率考核、个人特殊权限查询、修改密码与登录注销等多项内容。是使用MES系统的最基础功能模块。
3．2生产现场管理
依据每个人的岗位职责与权限而不同。例如库房人员主要进行日常发料信息与材料库存状态的管理：调度人员则可通过相应型号看板及现场问题统计等功能，宏观上考察当前生产现场的生产进度与问题存在缘由。统计出当前急需人员解决的技术问题(见图1)。
图1现场管理模块
3．3资源与设备管理
设备维护管理者和操作者都可以通过当前设备的使用情况来监管设备的当前状态，是否存在操作隐患和对生产进度产生影响；同时也可以发布设备维修通知、大修计划、厂区区域改造、定时限水电等。也可以为工作单元分配具体的生产工人及设备维护者，从而建立起工作单元、生产操作和加工设备三者之间的对应关系。也可以进行工具、标准刀量具等的库存计划管理等。
3．4基础数据统计与管理
MES系统从上级接收到生产计划后，必须对完成计划的实现进行评估。正如以前手工纸面记录和统计一样。但是以前是凭借经验，现在则是一切拿数据说话。工艺人员可以利用此板块进行各类序列号的申请与管理、零件制造记录的查询、现场屏幕的管理等电子化办公内容．减少了无序的纸面登记账记录和人文操作的偏差情况发生。此外，登录人员可以登录检索出等待自己需要解决的相关问题。例如序列号申请与管理、制造记录查询等(见图2)，并给出完成节点与预计完工时间，改进了以往需要逐一电话沟通的繁琐过程。
图2基础数据模块
3．5零件进度条码管理
这也是目前得到最广泛应用的功能。钣金零件占飞机整体零件数量的70％左右。不同机型穿插班组生产时，由于零件数目众多在以往的零件批次生产中，每一批次的单项零件均要打印相关的纸面制造记录，由加工操作者、特种工艺人员和检验人员逐一完成任务盖章并随零件实物转移，由于某些工序是在不同工段与加工车间生产地点区域进行运转。经常出现制造记录损毁丢失或者记录与产品实物、数目不符的情况。实行条码管理之后。就可以实行无纸化管理，类似超市与快递企业的条码扫描器一样(见图3)，只要将条码扫描进MES系统数据库之后，零件的加工状态就会得到实时监控。
图3条码信息采集功能
条码自动识别技术具有输入速度快、操作容易、维护成本低等特点。在钣金零件生产现场和各工序转移流程中，通过扫描条形码，实现对当前零件的生产数据流程的采集。因为每项产品都具备有唯一且单一的条码，只需读人数据库中的条码．就可以迅速准确地得出该项零件的相关数据。一线工人利用工段配置的IPC工控机。就可以直接调用查看该条码对应零件的最新有效版次工艺规程，避免了加工技术规范的缺失和错误。起到了事半功倍的效果。
4存在的问题与未来发展方向
如果企业自身的业务流程和运营模式存在严重的偏差和问题，无论实施怎样的信息系统，结果往往都是虚有其表。软件本身的作用并不明显，有时甚至会对原有业务产生负面的影响。因为模型只是生产现实的近似模拟，使用者的知识、经验、技能仍然需要人的实际经验来弥补机械系统的差距。此外，每一个具体的模快功能也需要自然人来负责它自身功能的数据维护与结果。
目前的钣金MES系统已经可以提供丰富多样的数据统计分析报表。例如常用的统计分析报表包括：机型配套率分析、产品工时统计分析、班组设备与人员利用率等各类生产报表。考虑到办公自动化系统(OA)已经在多个企业实施，将来可以施行将ERP、CAPP、PDM等办公信息系统与OA进行集成。
5结束语
MES系统距初次出现在国内已经十余年的时间，但是在航空钣金加工制造领域的应用则还算刚刚起步。在MES系统投人使用后，高效、均衡稳定的生产状况会逐步显现出来，而信息化生产所带来的优势也将逐步取代传统的生产组织模式。
面对日益精细化、复杂化的国际航空产业环境，必须广泛地应用并深入钻研MES系统的概念与精髓，紧密结合自身的特点，详尽比较分析各类MES系统的优缺点和当前模块使用中存在的各类需求，有效提高企业效率，降低运营成本，为打造国内先进的航空制造产业和国产飞机制造业能力的提升奠定良好的基础。
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