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                彩神APP科技為智能制造

                提供最佳實踐●案例及解決方法

                紐科倫(新鄉)起重機生產執行制造(MES)應用案例



                一、項目概述   

                1.1 公司簡介

                紐科倫是集橋、門式起重機、煤安系列起重設備、輕小型起重設備等產品的研發、制造、安裝、銷售、服務為【一體的中外合資企業。

                公司主導的產品已經廣泛應用於冶金、電力、石化、軍工、煤炭、航空航天、建築、鐵路等國民經濟支柱型產√業。產品遠銷№歐洲、非洲、東南亞等』百余個國家和地區。

                紐科倫其中部分產品◆需要根據客戶的要求進行相∞關部件的定制設計,對技術的要求以及離散的生產制造程度都很高。

                1.2 現狀分析

                紐科倫現場生產主要是多品種小批量的生產模式,且多種產品的部件需要自制情況較多,整個制造過程是以銷售合同以及生產訂單為主線的派工制造流程。在管理和生產制造上目前面臨以下的問題:

                1物料編碼管理混亂,沒有良好的編碼體系並且有重碼現象

                2工藝管理不夠規範,數據不夠完善

                3缺乏良好的派工◢與報工體系,無法獲取各車間班組的生產任務負荷情況

                4計劃下發、質檢數據都以紙質方式進行,效率低下且無法進行有↑效的追溯

                5生產派工後,倉☉儲部門無法及時獲取物料信息進行備料

                6銷售無法了解客戶訂單的實際生產◤進度

                7管理者無法及時了解生產情況,無法及時準確地獲取生產績效指標

                公司建設MES系統的主要目標通過※車間的透明化生產以及現場的無紙化辦公,實現從銷售到計劃、計劃到采購、采購到倉庫、倉庫到生產一體式的拉動式生產模式,縮短產品的制造周期,增強企業整體可控性,提升管理效益。

                1.3 總體目標

                紐科倫建設生產執行制造系統(MES)的主要目標通過車間的透明化生產以及現場的無紙化辦公,實現從銷售到計劃、計劃到采購、采購到倉庫、倉庫到生產一體式的拉動式生產模式,縮短產品的制造周期,增強企業整體可控性,提升管理效益。    通過對生產執行制造系統(MES)的詳細規劃、設計與√分步實施和上線工作,實現公司各個部門的生產調度※、生產過程、設備、物料、質量和人員的全面管理與控制,為企業搭建一個可擴展的生產管理信息化平臺,使得生產過程透明化、高效化、柔性化、可追溯化、事中控制、高客戶滿意度、低成本運行,從而充分提高企業的核心競爭力。

                1.4 關鍵點

                1)簡化現有的資料發放流程以及單據整合(派工單、工序流轉卡、領料單、下料卡)

                2)現場作業報工體系(只需工人要掃描條碼,信息自動推送)

                3)現場的♂產品圖紙作業查看以及作業指導(包含基礎的工藝以及物料的分卐類管理功能)

                4)建立現場以計劃為≡起點,派工為核心,報工為基礎的現場作業▓派工報工體系

                5)建立物料的拉動、財務下賬看板(簡化物料出庫流程)

                6)建※立計劃看板,對訂單執行情況進行報警預警

                7)半成品拉動看板,對半成品需求進行匯總拉動,形成對半成品的初步規範管理

                8)派工報工體系規範化,並形成對質量的追溯基礎資料

                9)生產性報表用於分析

                10)為後面拓展功能打下基礎(質量管理、車間半成品管理、倉庫物流配送)



                二、系統設計

                2.1 總體規劃

                根據實際的制造問題,結合新一代的信息技術實現整體系◆統規劃,系統規劃設計采用彩神APP科技智能工廠工業軟件平臺及解決方案,實現智能工廠的建設。采用彩神APP工業物聯網平臺Fiot實現車間設備互聯互』通,構建統一的數據交換服務,采用開放性的傳輸協議及服務◤接入企業級實時歷史數≡據pSpace用於將生產現場的設備々情況、質量檢驗的實時數據∑ 訂閱及歷史數據歸檔,利用人機可視化界面全面掌握生產車間現場的實時作業情況。彩神APP信息集成門戶平臺FinforWorx搭建業務基礎平臺及建模,結合離散業MES插件構件整個生產環節,實現人機料法環的全面管理。

                彩神APP科技智能工廠工業軟件平臺及解決方案

                2.2 技術路線

                彩神APP科技智能工廠工業軟件平臺具有靈活的建模和開發能力,通過統一的協議、數據模型、中間件、數據庫、可視化應用,實現紐科倫(新鄉)起重機生產執行制造系統的建立,系統設計▂采用整體規劃分步實施的原則,從業務數據、數據建模、數據采集、業務展★現及系統集成,在保障信息安全的前提→下,實現經營、管理和決策的智能工廠建設。

                v 結合項目關鍵點開展現場的詳細調研及基礎數據的整理

                v 部署車間級的工業通信網絡,系統、服務器、設備、零部件、手持終端等基礎環境

                v 建立車間、設備、物料、終端及人員之間實現信息互聯互通和有效集成。

                搭建生產過程數據采集和分析系統(SCADA),充分采集制造進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態等生產現場信息

                建立車間制造執行系統(MES),實現訂單計劃、排產(APS)、作業執行、質量檢驗的全過程閉環管理,並與企業資源計劃管理系統(ERP)、庫房管理系統集成。


                2.3 業務流程

                本項目整個業務流程主要目的是實現葫蘆、單梁車間的生產透明化。需要規範生產訂單從創建到執行在MES中的標準化流程,並且單獨在MES中建立相關的產品工藝流程,控制訂單必須按照工藝流程的設計進行相關工序▂的報工作業。形成葫蘆、單梁車間產品生◥產基本的作業報工體系以及產品工藝體系。    在此基礎上,建立相關的看板,實現對倉庫備料作業的拉動以及對生產班組、生產訂單的作業監控和報警預警處理。並可以將訂單工序的作業圖紙與現場報工終端上進行查看。初步形成以派工單為主線的各個分子計劃的報工流程與體系,通過對分子訂單派工與報工的實時監控,實現對主計劃的精準派工,減少作業等待時間。    同時,能夠強化車間生產管理過程,確保質量控制的基本要︾求:產品工藝與生產實際一致,準確收集生產過程質檢◥數據。從而↘能夠為下一步實現車間線邊庫庫存管理、車間標準半成品部件生產管理ζ 以及質量管理打下基礎。

                 

                2.4 部署方案

                生產現場按照業務管理層次劃分分為辦公管〓理及生產車間區域,網絡劃分分為辦公網及車間網。MES系統依據業→務管理及網絡層次進行部署。辦公網部署MES應用服務器和數據服務器;車間網絡部署PC作業終端、大屏看板以及PDA移動終端。

                 

                系統數據設計

                由於生產現場需要進行作業報工,終端設計根據系統報工要求增加,包含手持終端、車間看板、PDA葫蘆班、單梁班報工點部署位置主要依據實際生產線工序段劃分:

                1)葫蘆生產

                1、葫蘆生產報工點按照工藝段及班組報工。

                2、葫蘆報工點主要設置在跑車班、外罩卷筒、外罩存放區、葫蘆裝配區、葫蘆試驗室(可與辦公電腦合並)、塗裝區、裝箱區。

                3、葫蘆生產線看板設置葫蘆↓裝配區、外罩生產◆區、跑車生產區。

                2)單梁三班○生產

                1、單梁生產報工點設置,主要考慮工序設置及車間生產分區。

                2、單梁生產報工點主要設置在下料一班、端梁匯裝區、端梁非標生產區、單梁三班板材下料區、梁盒組對區、內縫焊接區、工字鋼對接及蓋板區、主梁焊接區、橋架匯裝區、橋架外觀區。

                3、單梁三班車間生產看板主要設置在生產線首端以及端梁生產一班組。

                3)單梁一、二班生產

                1、單梁生產報工點設置,主要考慮工序設置及車間生產分區。

                2、單梁生產報工點主要設置在主梁對槽區、內縫焊接區、工字鋼對接及蓋板區、主梁焊接區、橋架匯裝區、橋架外觀區、單梁一班線拋丸區。

                3、單梁一二班車間生產看板主要設置在生產線首端。

                 

                 



                三、功能設計

                紐科倫(新鄉)起重機生產執行制造系統生產流程包括工藝定義、計劃分解及派工、作業執行、質量檢驗、物料管理。生產工藝人員根據制品要求進行工藝定義,維護生產設備工藝內容及條件。綜合計劃人員根據銷售合同制定、發布生產計劃,生產調度人員根據訂單及作業區域情況進行訂單分解及派工,並打印派工單發放到各個生產加工工位。生產作業人員根據工序段、工序及工藝條件進行生產加工,通過手持終端報工◢作業。質檢人員根據工藝條件要求對設備進行質檢,並通過系統⌒ 提交質檢情況。物料管理人√員根據訂單流程BOM提供物ζ料管理。

                根據以上的業務流程梳理,系統功能模塊包括基礎數據及BOM管理、計劃指定、訂單分解、半成品拉動、生產派工、倉儲備料、財務編碼和材料出庫、現場作業、質檢管理、生產看板、作業跟蹤及生產報表統計。

                3.1 基礎數據及BOM管理

                基礎數據及BOM管理是在系統建立產品的工藝流程,其中包括物料基礎數據、現場車間工位分布、產品工序的作業要求以及作業指導、產品工序的制程MBOM、標準工時定額等基礎信息。工藝是MES業務執行※的基礎與根本,它的基礎信息會在多個業務應用中進行體現。

                1)物料主數據

                物料主數據▓是MES系統管♂理的基礎,需要在MES系統裏面單獨建立相關的物料分類以及物料的屬№性。

                 

                 

                2)生產資源

                生產資源主要指邏輯資源。邏輯資源:車間、工作中心(班組)、作業單元(工序工位)。生產資源規則用於後續業務功能的操作控制,和工藝流程結合用於判定工藝路線中產品可轉移到的工位。定義完成生產資源結構:

                 

                3)工藝流程

                定義工藝流程就是定義產品、半成品生產的SOP。工藝流程規則將用於控制後續作業的順序、需要收集的檢測數據及判定標準、提供作業人員作業指導。MES系統的工藝流程是結構化的體系,通過拆分出的流程元素組成產品標準的SOP

                工藝流程說明:

                1、工藝條件:工藝條件作為作業指導的關鍵,包括方法說明、文件、工裝。

                2、工藝目標:工藝目標指的是每一步作業需要達到工藝要求,包括實現♂目標的工藝條件、實現▅目標的作業工位、收集的檢驗參數以及標準。

                3、工序段:一工序段連串工序工藝的集合。

                4、產品流程:產品流程采用的標準作業流程,需』要定制產品的BOM以及物料的扣減方式。

                3.2 計劃指定及分▲解

                集成ERP系統訂單並根據訂單做分解,並且系統支持手動創建訂單

                1)手工創建

                MES系統單獨創建相關的生產計劃,計劃創建後會成為“待發布”狀態。

                 

                2)表格導入

                excle表格批量對生產計劃進行導入,導入的計劃會成為“待發布”狀態。

                3.3 半成品拉動

                需要建立標準的半成品拉動看板,在計劃部門確定投產後,將確定生產訂單下的半成品進行匯總,並將相關信息顯→示在各個車間的半成品生產小組的看板上。統計投產訂單需要的半成↓品規格以及數量匯總信息,用於指導半成品班組的生產作↙業,形成以主計劃為ω 基礎的半成品物料拉動。

                 

                3.4 生產派工

                綜合計劃部下達計劃後,根據計劃下達的車間不同,自動推送到各自車間調度處進行查看。


                 


                3.5 倉儲備料

                在生①產部車間調度將派工信息完成且打印出派工單進行下發時,MES系統會根據派工的信息自動傳遞到倉庫部門的看板上。庫存可以根據相關訂單的物♂料需求以及作業計劃開始時間等信息進行提前備料。

                倉庫看板擺放在倉庫配料緩沖區或者直接在倉庫電腦上進行查看即可。在看板上可以查看倉庫需要準備的派工單具體信息。點擊具體的派工單後會根據工單BOM顯示相關的派工單需要的物料信息。庫管員根據看板指示進行派工並且在NC進行下賬操作。

                 

                3.6 財務編碼及材料出庫

                當倉庫備料完成後,確認相關的派工單物料準備完成,信息將推送到財務的出「庫看板上進行顯示,確定相關合同號的物料可以進行出庫操作。

                當倉庫備料完成後,確認相關的派工單物料準備完成,信息將推送到財務的出庫ω 看板上進行顯示,確定相關合同號的物料可以進行出庫操作。

                財務人員可以通過看板查看到相應需要材料出庫的合同號,點擊相應的合同號可以查詢到對應的物料清單以及數量。財務人員根據相關信息在NC系統進行出庫操作。

                 

                3.7 現場作業

                在車間的各個班組的工位上,我們會設定現場的PC用於對作業現場的事務處理,主要用於現場派工單的工序報工以及作業圖紙的查看

                1)作業報告

                每個作業人員登錄C/S作業客戶端後,會查看到根據調度指派到班組相關的作業↘任務信息。現場作業人員只能報工相關生產訂單的信息,可以︾防止生產訂單的錯站作業。在∮現場可以配置掃描器直接掃描相關工單條碼進行報工操作,系統自動記錄下作業的開始完成時間以及作業人員等信息,形成報工工序的產品質量檔案內容。

                 

                2)作業指導圖紙

                工藝部門需要在基礎資料裏定義好各個產品工序的作業指導圖紙文件,在選擇作業相關的生產訂單工序時,系統會自動關聯相關的作業文檔用於現場的作業指導。同時作業圖紙可以下載到客戶端上進行查看同時也可以投放到車間現場的看板上進行放大查看。

                 

                3.8 質檢管理

                當工序完成後,質檢人員可以利用PDA程序進行移動辦公錄入相關的檢測數據。需要直接掃描生產批次條碼,系統會根據產品工藝的設置自動篩選出工序需要錄入的質檢項目。質檢人員可【以質檢選擇生產批次已經完成的工@ 序進行相關質檢數據的錄入。

                數據錄入︼完成後,如果符合品質要求就質量放行到下一個工序,如々果不符合要求就要求工序重新作業。

                 

                3.9 看板設計

                看板系統是一個信息共享與可視化的信息發布平臺,我們根據紐科倫公司實際的業務進行相關的客制化。根據現場實際的調研情況,我們將看板分為以下幾個方面。

                1)生產計劃看板

                用於查看生產進度的執行情況,並可以設定報警預警提前期,對與訂單交期進行監控。輔助相關計劃人員進行計劃的調度。

                 

                2)在制品看板

                用於監控每個派工單具體執行的進∏度情況。對與已經投產生產的在制品的情況進行實時的監■控。

                 

                3)車間〓現場看板

                用於對車間現場的作業執行情況∞進行匯總顯◤示。一般擺放在車間班組的線頭或者線尾用於信息的展示。

                 

                3.10 作業跟蹤

                作業跟蹤目的是便於生產車間透明化管理,主∮要包括訂單跟蹤及班組的負荷情況,調度人員根據該情況發布派工任務。

                1)訂單跟蹤查詢

                以訂單或者合同為核心進行相關信息的查詢。需要統一查看訂單的執行情況以及訂單下各個派工計劃分別處於那些工序作業,如此方便計劃和車間調度的作業安排。

                可以根據不同的條件進行篩選來查詢相關訂單的執行情況以及進度。

                 

                或者直接對合同整體的聯合訂單進度進行查詢。通過聯合訂單進度的查詢,可以查看基於主計劃的各個子計劃派工單的作業情況,可以根據該▂作業情況進行實時的派工與調度,

                 

                2)班組作業負荷

                可以根據∞現場班組的作業負荷進行查看,查看班組的作業負荷情況,根據不同班組的作業負荷情況︻進行作業派工的ζ定制。

                 

                3.11 報表統計

                報表統計立足於車間透明化◆管理,統計內容包括對車間現場生產情況、作業節拍情況以及訂單執行情況的統計分析。

                1)加工量匯總

                查詢時間段內車間或者班組的作業重量以及品種分類信息。可以選擇的條件有:車間、班組、統計的起至時間,根據篩選條件不同有2種顯示方式:

                按照作業工序的小組顯示:

                 

                按照作業班組顯示:

                 

                2)準時交貨率

                可以根據不同產品分類統計各自的合同生產準時交※貨率。選擇的條件有:車間、班組、實際派工♂單的完工時期的時間段、選擇需要統計的品種種類(該品種下所有的物∴料種類都會進行顯示統計)。根據選擇的條件,會將數據進行篩選顯示並對選擇的品種進行橫向比對。顯示的字段如下:班組、產品種類、銷售合同累計、銷售訂單累計、生產訂單累計、訂單產品數量累計、為準時完工的訂單量累計、為準時產出產品數量累計、以及本年度的日、周、月、年的準時交貨率分析以及去年同期的比較。

                 

                3)工時統計

                根據條件可以分析各個工序或者合同訂單的作業實際時間等信息。可以篩選的條件有:合同號、工序、規格型號、作業人員、時間完成派工單的時間段、作業工序用時區間。查詢完成後顯示的字段有:作業時間、作業人員、產品規格、作業班組、派工單號、作業工序、工序開始@ 時間、工序完工時間、工序用時、異常情況。並且在查詢的最下方對工時進行匯總,計算』出平均工,可以導出成為EXCLE表格進行編輯。

                 

                 



                四、項目總結

                本項目通過MES系統建設,規範了生產訂單從創建到執行在整個系統中的標準化流程,通過建立相關的看板,實現對倉庫備料作業的拉動以及對生產班組、生產訂單的作業監控和報警預警處理。采用對分子訂單派工與報工的實時監控,實現對主計劃的精準派工,減少作業等待時間,滿足系統建設目標強化車間生產管理過程,確保生產質量控制的要求。