應用背景

      A公司是我國“一五”時期興建的156 個重點建設項目之一，目前已發展成為以農業裝備、工程機械、動力機械、主機和零部件制造為主要業務的大型綜合性機械制造企業集團。A公司在其新建的拖拉機工廠中為了增強工廠的生產管理以及增強綜合市場競爭力，需要一套成熟、可靠的MES 系統來支持生產管理信息化的控制。

客戶需求

      MES系統建設以實時信息為基準的制造執行系統。將制造過程系統化、一體化，包括操作流程標準化、關鍵點、事件的控制，能夠有效改善工廠現場的操作性能并且在整個信息化的戰略發展中發揮作用，能滿足A公司拖拉機生產區的生產需要，實現“精益和數字化的管理”目標。

解決方案

      GE智能平臺所提供的MES 系統是結合A公司拖拉機生產區的企業局域網的總體的規劃要求、生產管理及調度流程標準、企業工藝編碼規則，建立的一個技術先進適用、運行安全可靠的網絡體系。MES系統通過車體條碼數據采集管理，實現車體的實時的流轉跟蹤，為保證總裝和分裝線節拍的一致、了解和調度車間生產提供了可視化平臺；通過裝配線邊的觸摸屏動態顯示線上主機的裝配指示，減少錯漏裝現象，提高裝配質量；通過對關重件的掃描管理，實現拖拉機生產履歷的及時和準確的記錄，為實現質量追溯以及及時召回提供支持；通過對裝配線的啟停記錄和原因統計分析，實際對兩條主裝配線效率的分析。同時，由于A公司拖拉機生產區是一個全新的運行模式，因此，MES系統充分考慮了系統的開放性與可擴充性的能力，網絡系統能在生產運行過程中，能夠具有不斷摸索、持續改進、充實完善的能力。

1. MES系統架構

      根據功能需求，MES系統架構如下，圖中的計算機僅僅是功能示意，不代表相應的數量。

 

MES 系統主要包括軟件系統和硬件系統兩部分：

      軟件系統包括應用程序模塊（如接口界面、主數據管理、訂單跟蹤和排產、主機跟蹤和生產監控、可追溯、報表系統，等等）、數據庫（關系性數據庫、實時數據庫）、自動數據采集、信息廣播，等等。軟件系統采取三層架構，兼顧B/S 和C/S 模式的分布組織。
硬件系統是分布式，分布在各車間的生產現場，主要包括數據庫服務器、應用程序服務器、PC 終端、條形碼打印機、票據打印機、局域網、條碼槍、LED 顯示屏，等等。
2. MES系統現場信息點分布

      MES系統在車間共設置了20個信息點，每個信息點由工控機、觸摸一體機組成。根據每個信息點的功能，對于需要掃描或打印條碼的信息點，還需配置掃描槍和條碼打印機。

 

3. MES系統功能

3.1. 生產計劃管理

      生產計劃管理主要實現生產計劃的下達、修改、分解等功能。MES系統實現從SAP系統自動下載生產計劃，并對計劃進行跟蹤查詢，并能把計劃執行的情況反饋給ERP。

 

3.2. 主機條碼管理

      每臺主機從前后箱上線開始跟蹤，所以在前后箱上線前需要打印出兩個一致

的主機條碼用于后續工位掃描。該條碼貼在隨車卡上進行流轉。產生規則：按照排序規則(計劃日期、計劃ID)，依次消耗分裝順序計劃來生成主機號

主機號產生1個，分配數量增加1
主機號產生后，計劃數量只能修改為比分配數量大的數字。
主機號編碼規則：廠序號+年份后兩位+5位生產順序編號
如：31000001（三裝+2010年+00001主機序號）,主機號產生后，即產生主機上線預備隊列，數據保存到分裝線生產表

 

3.3. 生產過程管理

3.3.1主機跟蹤

 

掃描主機條碼，確認上線功能：

記錄主機號、上線時間、操作工序、操作人到分裝生產表
顯示下一主機號，上一主機號
顯示上線主機隊列
3.3.2關重件掃描

 

對指定主機掃描錄入關重件信息，數據校驗，指導安裝

掃描主機條碼，核對主機信息，對于錯誤的主機條碼進行報錯
逐個掃描關重件條碼，系統自動校驗關重件信息，并將關重件信息顯示在界面中，包括物料名稱、供應商信息、批次號等

當提交掃描結果時，系統根據當前主機型號、掃描工位進行校驗，判斷裝配是否正確，對于不正確的裝配進行提示
3.3.3裝配工藝查詢

 

      所有生產工位都顯示裝配工藝卡圖片，裝配工藝卡的數據維護建立查詢和維護界面。對單個工藝卡數據進行維護操作，具體包括新增工藝卡，修改工藝卡和刪除。

      新增工藝卡，在界面右側的“裝配工藝卡維護”中填寫相關信息，選擇圖片點擊添加按鈕。
修改、刪除工藝卡，在界面上方選擇條件，查處對應工藝卡，修改右側信息數據，點擊保存，或者直接點擊刪除
3.3.4主機合格證管理

      每臺主機下線檢查合格后，需要打印合格證。合格證打印位于質檢線后，當主機到達該工位后，操作人員通過選擇主機號碼，確認后系統自動打印出該主機的合格證和主機條碼。

 

3.4. 生產停線管理

      MES系統首先是建立設備故障原因樹，系統可以根據特定設備建立所有可能的設備故障原因庫以及可采取的修復措施等專家信息，此專家信息庫將

可以結合實時設備故障分析功能共同對設備的故障進行分析和報告。

      MES系統將所有停線原因進行歸納總結，可以按照區域或者種類分成最多4層結構。這種方式既方便與管理，錄入，也方便與以后的歸納，分析和總結，找出問題的關鍵和改進工作的依據。最底層的每個原因對應一個停線Tag點。由Tag點觸發，報告生產停線；生產恢復后該Tag點再次觸發，報告生產恢復運行。Tag點信號由現場控制系統提供。畫面中將包括對每一次停機的開始時間，結束時間，本次停機前正常運行的時間長度，本次停機持續的時間長度，停機事件發生的生產工段或生產設備單元，停機發生的原因。

3.5. 生產信息發布

      LED顯示MES系統的生產實時統計數據和用戶定義消息。生產信息包括指定的生產匯總信息、計劃產量信息，實際產量信息。用戶定義消息，提供用戶輸入的歡迎消息。LED信息格式：

 

LED信息來源：MES系統數據或用戶輸入。

3.6. 生產統計報表

      報表作為生產管理及統計分析最重要的工具，采用信息門戶的方式進行管理和信息發布。系統提供B/S 架構數據查詢與分析，如質量報表、停線報表、主機順序等。用戶可以靈活進行配置。具體功能如下，

      報表采用B/S 結構，提供功能強大的實時生產信息顯示。
生產統計分析報表信息門戶主要包括生產過程信息，生產報表和分析，生產效率的管理和分析，生產計劃及執行情況的查詢和分析等。
計劃報表

      查詢計劃開始時間在指定時間段內的記錄，內容包括：訂單號、物料號、物料描述、訂單數量、完成數量、差額、計劃開始日期、計劃結束日期、實際開始時間、實際結束時間。

 

實施結果

      本MES系統于2010年10月在A公司新建的拖拉機工廠上線，運行至今符合生產、作業等一系列內容的管理要求。A公司將于近期開始二期項目的建設，并考慮將來在其它的公司內部工廠內復制應用。