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制造执行系统和制造过程分析 原油密度

制造,过程,分析,系统时间:2021-03-29 13:55:53浏览:225
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原标题:MES系统及制造过程分析

制造执行系统是制造业提高竞争力的必要“利器”。作者从三个角度分析MES系统和制造流程,希望对你有所帮助。

MES(制造执行系统)是一个全过程的制造执行系统。从系统名称可以看出,MES主要用于“制造”过程。

我有幸在H公司工作,当时H公司为了响应国家“智能制造2025”的号召,也为了提升自身企业的竞争力,决定引入MES系统,我也有幸成为这家公司第一代MES的设计师。

本文在介绍制造过程和工厂管理的基础上,重点阐述了制造执行系统的功能。

一、什么是MES MES-Manufacturing Execution System(MES-MES)是美国AMR公司于20世纪90年代提出的,主要针对制造过程中的过程和资源管理系统,目标是实现制造过程中“黑箱”的可见性和控制,为智能生产提供支持。

关于B端管理系统的功能拆解,个人喜欢从系统定位、应用场景、业务流程等方面来分析功能。所以下面的分享主要集中在流程上。

二.制造过程简述 如上所述,制造执行系统管理制造过程。可以说从ERP计划指令下达到工厂到成品入库,属于MES的系统范畴。涉及的核心流程主要包括生产调度、生产资源准备、制造(包括加工、检测和包装)、质检和入库。

这里需要特别注意的和供应链的设计是一样的,流程中逆向和异常处理流程的设计是不可忽视的。在制造企业中,不同的商品会有相同的前生产流程和不同的后生产流程(而且为了减轻企业的造库存压力,近年来越来越多的企业会尽量后生产不同的流程)。

在备货过程中,如果A段货物太多,就需要拆卸A段,重新组装成B段..也有一些零件在生产完成后发现不合格,导致货物需要批量拆卸和复制的情况。

反向过程包括上述场景中的成品拆解和生产退料过程,与正常生产过程“相反”。

异常是指影响正常生产过程的情况,如材料短缺、设备故障、试验异常等。系统需要具有快速响应和容错能力来处理异常。

1.生产计划/返工计划

生产计划来源于上游ERP销售(交付)计划的拆解。对于企业(EPR)级的计划,只需要在指定日期输出用户或者整个企业内部期望的可交付成果。

但实际生产过程需要细化到车间、生产线、工位的维度,这是MES计划模块的功能。基于交货计划和生产资源的制造计划分解。

步骤1:定义交付计划

交付计划应包括最终交付货物的细节、要求的交付日期和要交付的物品。

步骤2:计划拆卸

分解发货的物料清单,确认生产提前期。H公司生产电子设备,电子设备中的PCB板也是内部生产的,所以系统在调度成品时需要有子级成品同步调度的功能。

但是,如果子物料的生产是由安全库存拉动而不是按订单生产触发的,则需要判断上游物料库存是否会低于安全库存,而不是每次都生成生产计划。

另外,因为涉及原材料,也有可能触发采购计划。

第三步:确认生产能力

由于生产工艺和设备的限制,企业中不同的产品通常会布置不同的生产线。

因此,在进行生产计划和调度之前,有必要确认相关生产线的生产能力。比如A1生产线每天可以生产100个控制器,19号需要供应200个控制器(为了简化解释,这次不涉及入库,这里供应的数量是指需要入库的数量),所以要求18号生产线需要投入控制器的生产。

步骤4:输出计划

根据拆解的物料和各生产线(车间)的生产能力,输出最终的调度计划。

工厂生产计划往往是预先安排好的,直接受到上游ERP的订单操作(取单、取消订单)的影响,因此计划模块需要与ERP计划联动,自动计划调整功能实现成本较高,但至少在ERP计划发生变化时,需要生成预警提示计划员及时调整计划。

同时,需要监控创建的计划的下游交付,并跟踪和调整异常的交付计划。

2.生产资源的安排

计划安排好之后,下一步就是执行计划。确定计划后,开始生产前,企业需要准备生产所需的资源,包括生产人员、设备、原材料和作业指导书。

生产人员企业应每天为生产线上的人员安排生产计划,并根据人员技能矩阵和当天的生产计划安排合适的人员进行在职生产。

设备

不同产品的生产需要使用不同的设备,或者同一设备的不同程序/模式。此外,在生产之前,需要确保生产线设备的状态必须可用。

原材料

生产前,要保证仓库有足够的原材料(或其他生产线有足够的半成品)可以在进入生产前交付到生产线上,以保证生产不会因材料短缺而停止。这涉及到半成品的控制和投料/调用方式的设计。

此外,如果在计划阶段发现原材料短缺,还涉及到采购需求的产生。

作业指导书

产品制造操作说明。工作指导通常在试生产阶段更重要,因为大批量生产后,员工通常都经过培训,具备一定的生产技能。

3.制造过程

制造过程是整个系统的核心。涉及物料管理、生产订单管理、核心环节节点上报(如检测结果)、过程质量抽检、异常报警(Andon)、效率控制等。

材料管理

在生产过程中,材料根据生产状态可以分为三种形式:原材料、半成品(在制品)和成品。生产线管理主要针对原材料和半成品。通常,成品会在生产完成后由仓库人员入库。

原材料在生产线上的操作主要包括:主动调用、接收(包括数量和质量的验收)、消耗、退料,有些会涉及并行库存。

对于有可追溯性要求的物料,在使用过程中,需要在系统中记录准确的物料编码和成品批号。该数据可用于长期质量追溯。

对于半成品,中间在制品的数量更受控制。过多的中间WIP在一定程度上表明站间分工不平衡,会导致生产力的浪费。

这里的订单管理订单是指上游计划模块分配给需要生产线生产和交付的特定生产线的订单。在这个阶段,生产线可以对订单执行的操作主要包括:开始生产(投产)、报告异常、结束生产、切换订单。

生产开始后,该订单涉及的生产资源(人、设备、材料)的核心信息将进入系统的控制范围。通过相连的设备(PDA、扫描电码枪、测试设备等。),系统收集运行用户、核心资料、测试数据等。与生产过程中的商品相关联,并为后续的系统报告和决策提供数据支持。

由于生产线的切换通常需要无效的工时,如前一个商品的原材料清洗、夹具和设备的切换和调试,如果没有特殊情况,生产线将根据制定的计划完成当前订单,然后进行下一个订单。

但如果临时设备出现异常或缺料,可能需要暂停当前订单,切换到下一个订单。此时,系统需要记录中间数据,包括上一个订单的完成数量和过程中的半成品,以确保下一次生产开始时没有材料损失。

异常管理(Andon)

安东管理(Andon management,又称Andong),最早起源于日本丰田,是指通过现场报警灯对生产现场的异常情况进行可视化,主要是为了及时发现异常情况,减少效率和质量的损失。随着制造业的发展,安装灯具的形式也变得多样化。

对于生产线来说,有多种异常情况,如材料短缺、设备故障、生产能力不合格等。严格来说,只要实际产出和预期产出不一致,就可以称之为异常。除了人员主动发起异常报告外,企业还会通过自动采集数据(如放置传感器)逐步报告异常。

效率控制

效率控制是按时完成成品的交付。

效率提升也是各大制造企业追求的核心指标之一。对于同样的产品,更高的效率意味着更高的市场利润和更强的竞争力,因此也是MES更重要的核心指标之一。

首先让我们简单了解一下效率的定义。

效率=目标时间内的实际产量/理论产量;理论产量=投入时间/产品工时。效率通常与工作时间的平衡率、生产线的自动化程度、员工的熟练程度和生产线的布局有关。所以提高效率的方式是多维的。在MES系统中,效率的控制更多的是数据的采集和展现,从而实现车间效率、生产线效率、人员效率的横向和纵向对比,从而达到长期良性循环的上升趋势。

4.质量管理

质量控制的体系范畴贯穿于整个制造过程,甚至在制造过程开始之前,就需要在产品设计之初设计质量控制点,如FEMA(失效模式与影响分析)。所以MES中的质量模块是一样的,不仅指成品的质量控制,还指过程控制,可以从前、中、后三个维度进行分析。

预先控制

根据产品特点和目标,明确生产关键岗位,提前测试核心指标和风险点;

原材料质量的质量控制;

操作人员培训规范;

事件监督

生产过程中质量控制标准的实施;

对员工操作进行标准化控制和抽查;

缺陷产品拦截;

核心指标趋势监控(六西格玛);

事后控制

控制成品质量;

用户质量反馈的可追溯性和分析;

三.总结 基于以上过程点,我们最后将MES通常包含的功能模块和系统架构总结如下(主要是基础数据、实际操作和过程控制):

本文重点介绍了共享生产过程的过程控制和相应的系统模块设计。所以报表和数据采集模块没有详细开发,报表和数据采集的梳理更多的是与用户的使用(用户画像)和目标驱动有关。希望今天的分享能帮到你。感谢您的关注。

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