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1、零件加工企业机械加工MES工程需求分析公司现状描述AA集团隶属于中国兵器工业集团，属于离散型企业，生产有零件加工和装 配，在我国国防建设和国民经济中发挥着基础性、前沿性的重要作用。目前公司已实施了 PDM、CAPP、ERP、OA系统。现有54台数控机床通 过NC702智能转换终端进行了联网，实现了加工代码的上传下载，但装配自动 化和数控化程度非常低，基本采用手工方式。车间的作业计划排程、实时进度跟 踪反应、现场物料消耗、质量问题追踪、数据采集、统计等几乎采用手工方式， 这和建立“行业领先国际知名”的目标有非常大的差距。因此，企业下决心用先 进的技术管理手段变革现有的生产组织和管理模式，实现机加
2、和装配生产过程管 控的数字化，不断挖掘生产制造过程的潜力，做到生产过程数据及时准确，为公 司组织生产提供可靠的依据。信息化建设状态：表格1DFG信息化系统状况表信息化愿景:信息化系统用途备注集团ERP主要管理集团的财务、物流（采 购、销售、库存）、生产管理 上线时间：2002年目前生产局部基本没有怎么用 起来，主要原因是由于排产存在 严重问题。未来希望通过MES系统建设来 深化应用ERP的系统；CAPP系统质控部使用，用来编制工艺卡片 和质检卡片。希望CAPP的工艺数据能够和MES系统很好的集成起来；PDM系统0A系统希望制定一套完整的MES实施方案，包括软硬件。功能包括：作业计划排 产、作业
3、调度、制造过程监控、数据采集、质量追溯管理、本钱管理、刀具工装 物料管理、DNC管理、在线测量、决策支持（交互看板）、系统集成、软硬件 及费用概算。实施的目标：通过MES系统软硬件实施，使MES系统与ERP系统和自动化系统实现双向的 信息集成，接收ERP下达的车间生产计划，并进行详细作业计划和任务分配，向 ERP系统反应生产、质量等信息，同时通过MES系统实现对生产制造过程信息的 实时采集、管理和反应，进行批次跟踪，实现质量追溯，提高企业的生产效率, 改进产品质量，对物料进行管理，对关键设备进行有效监控，并实现生产过程与 管理决策的高效集成。另外：希望兼顾AA集团的实际需求和现有条件给出具体的
4、实施建议，以及 实施方法和步骤；实施以后对指导生产到达什么样效果。特别是要实施MES,充 分利用现有条件的同时,还需增减和完善的硬件基础、数据基础、标准规范制定、 管理制度等，最大程度的发挥软件功能，到达最好的应用和展示效果，为决策者 和高层决策提供全面及时准确的数据支持。MES信息化实施步骤建议：首先解决如何让这个生产过程透明化，使得各个环节和层次都能够通过 这个系统获取想要的数据，来监视透明整个生产活动；在第一步的基础上，开始从局部改善生产管理环境，包括优化排产，优 化质量管理并利用SPC过程统计分析方法改善产品质量，优化设备管理和关键 资源管理，在第二部的基础上，从全局的角度，如何优化生
5、产流程，进行流程再造， 到达真正意义上的精益生产；通过DFG公司MES的成功应用，开始推广到整个集团的不同分公司，实现整个集团的精益化生产管理生产管理主要问题及分析根据对DFG的现状的初步调研，目前企业突出的问题反映如下:1X1总体面上缺乏决策信息进行持续改善生产管理环节目前缺乏信息化系统支撑，缺乏一个信息共享平台来发布并监 控企业生产运作过程中的各种生产活动和相关数据信息，使得从总体上能够实时、 有效、全面监控生产各项活动的状态和预警，使得很难有据可依来持续改善工厂生产过程。MES精益生产改善措施，分三步走:暴露问题，解密黑箱：通过MES系统使得生产计划进度和生产资源情况透明化，使得生产部甚
6、至整个企业可以实时查看到合同订单的执行情况，包括进度（是否完工、完工数量、完工进度情况、备料情况、生产资源情况），资源使 用情况（刀具、设备、工装），生产报警信息（进度报警、质量报警、设备报警）；识别问题，找出改善点：根据MES的透明化数据平台，根据通过采用MES的分析决策工具，提取决策分析数据，通过以图表、报表、仪表盘、SPC过程统计图、设备OEE的分析的方式提供决策依据，找出问题的原因点，从而 提供改善的依据；精益化持续改善（PDCA循环改善）：找到问题后，可以通过MES系统进 行优化生产模型和组织方式（包括BOM结构、工艺过程、质量检验模型、JIT 局部应用），并改善生产计划流程，从而到
7、达事前的优化控制，另外在生产执行 过程中，通过MES系统可以重点对关键问题点进行检查控制，尽量及时尽早的 发现问题，从而防止问题的蔓延和不必要的浪费。最后再对一阶段的生产执行情 况进行统计分析和KPI分析，从而到达真正意义上的持续改进；1X2 MX. WKM一方面，目前ERP排产不能解决工序级别损耗问题，导致排产结果基本不 可用；另一方面，工厂的生产环境经常无条件变更，包括设备、原材料供应、上游 瓶颈工序，由于缺乏有效实时的监控，导致排产调度困难、生产过程难事中甚至 事前监控和优化，等到发现问题时候已经处于后期阶段，造成局部在制品和原材 料积压严重，工件的返工等不必要的浪费行为，从而降低了产能
8、，最终无法保证 交货期或者延长交货期；MES精益生产改善措施：生产模型标准化：通过MES进行生产建模，包括车间生产资源模型， BOM模型，工艺路线模型（解决工序损耗问题），检验模型，以此来事前优化生 产过程；调度可视化：通过MES系统工具，帮助计划员制定计划，检查计划的可 行性，计划变更时可以快捷的获取影响面，快捷的调整计划或改派工作；3 MB、机加工车间生产过程基本不透明，缺乏过程管理和过程控制，使得生产跟踪 很困难，目前很难实时有效监控生产进度和发现进度拖期，不能关联得到问题的 原因，是否是人工的？设备的？材料的？在这种情况下，即使发现问题也是相互 扯皮；根本原因缺乏事实监控的数据和手段，
9、因此也就无法做到事前和事中的有 效控制另外，这个监控也是靠过程检验人员的每天时候统计手工处理，这样一 方面导致不实时，另外也很难保证数据的完整性和准确性。这样往往是事后行为。MES精益生产改善措施：生产过程透明：通过MES的实施，及时有效准确的采集作业现场的数据, 包括人、机、料、法、质量等数据，使得整个生产过程透明化，包括在制品状况， 各个工位的产能和负荷状况，及时发现生产过程中的各种预警信息； 可视化监控：通过MES系统监控机制和工具，可以及时的以多种视角来 检查工单的进度和相关的现场数据。多种视角包括：从工单的角度、从设备（工 作中心）的角度、人员的角度、刀具的角度来监控生产现场；另外，
10、MES提供预 警器的方式，可以提前防范问题发生的可能性；所有这些都将很好提到生产管理效率，也可以很好的到达事前事中防错监控能力;u4Mm目前各设备利用率存在很大的浪费，有的设备浪费率到达25%,造成这个原 因的主要因素是缺乏有力的监控手段，很多问题都是时候查出来；所以要最大化 的减少人为因素，并加快设备问题的处理的响应速度、已经对故障发生后生产调 整能力。从而最大化的提升产能。MES精益生产改善措施：设备实时数据采集：通过MES的采集服务，可有效准确的采集设备的运 行的相关数据，包括机床状态（开、关机、运行、报警）、加工程序名称、加工 开始时间、结束时间、当前刀具号、主轴负载、机床操作履历、倍
11、率、报警开始 时间、结束时间、报警号、机床坐标系等数据，这些数据将为监控、OEE性能 分析、改善决策提供有力的数据支撑；设备生产可视化监控：通过MES组态画面监控工具，可以模拟实际的工 厂设备布局，通过图形化的监控一目了然的监控到各设备的状态（加工、停机、 维修），并可以点击对应的设备，查看当前设备的具体参数，到达实时统筹监控；设备OEE性能分析：根据对设备数据的采集，对设备的各种性能进行 综合分析，包括负荷波动取消、设备利用率，最后综合分析出OEE性能曲线图， 为精益化改善提供最直接的决策依据。LLS MS. JOMUIFS对于精加工企业，刀具本钱占用很大的生产的本钱，刀具的浪费非常严重,
12、基本上是报废了就以旧换新，无法监控刀具的使用情况和使用寿命，另外也缺乏 道具的重复利用机制。MES精益生产改善措施： 刀具生命周期管理：通过MES系统，将刀具从第一次领用到最后报废进 行生命周期管理，包括刀具领用、刀具上到、刀具装刀、刀具修磨、刀具报废等 事件的管理，建立刀具的档案；。刀具的使用数据采集：通过对刀具加工件数的采集和统计，分析出每把 （关键）刀具的当前加工次数、累计加工次数、修磨次数；刀具的寿命监控：根据刀具的使用数据的采集，以及刀具额定寿命的设 定，就可以进行刀具寿命监控，到接近刀具额定寿命时候，进行刀具预警触发相 关人员的进行处理逻辑，包括换刀、修磨、报废等处理；刀具的使用分
13、析：可以对某一类刀具进行分析，也可以对某一机床适用 的刀具分析，还可以对刀具领用人进行分析，不断修订刀具的额定寿命，使得刀 具的使用寿命最大化，从而节约刀具的本钱；144 Wu MMNnHnHNNMMI通过和质管部门和企业领导的沟通，质量这块的问题也很多，包括：目前设置过程检验基本没有起到什么作用，而且浪费了大量的人力；在原材料紧急放行环节，没有做到有力控制，导致问题到成品时候才发 现，甚至到总装时候才发现，这样造成了很大浪费行为，也很大程度上打乱生产 节拍；目前的检验数据没有管理起来，基本是纸质的检验单数据，这样造成无 法事后进行过程统计分析和质量追溯。导致很难进行持续质量改善工作；MES精
14、益生产改善措施： 检验模型（失效模型）的标准化：通过MES系统，建立各种规格型号的零 部件检验模型（关键质量控制点），当然这个检验模型可以随着企业的生产稳定 程度而改变，这个检验模型将在实际的生产过程检验里面用来作为判定合格的标 准，也作业过程质量控制和报警的依据，同时也作业SPC过程统计分析的判定 依据；过程检验的数据采集：通过布置现场终端的方式，由操作人员进行检验 数据的录入，并由MES系统根据检验的数据来控制是否可以转序，如果缺少首 检、或者未到达控制要求，将会触发异常事件通知质量部门相关人员；从而到达 事中控制，同时这样也减少了过程检验人员的岗位要求； SPC过程统计分析：通过对过程检
15、验数据的采集，MES系统就可以对某 产品的某工序的某检验工程进行SPC分析，提早发现当前加工状态是否处于稳 态？从而也可以起到事前预防控制，另外根据对缺陷率等分析，可以找出质量改 善点，完善质量检验模型，到达质量持续改善的精益化生产要求；质量追溯：MES提供正向和反向2中追溯方式进行质量追溯，完成从产 品反向追溯生产过程的各个环节，和从某一个生产环节正向追溯到和这个环节相关产品；从而有效的提高企业的质量持续改进方针，提高顾客满意度。1X7所有问题归结起来，都会造成本钱的最正确，如何能够准确分析各个环节的成 本因素，找出可可改善点，是作为企业决策者急需要解决的问题；MES精益生产改善措施： ME
16、S提供准确、细致的本钱要素:通过MES的精细化的生产过程管理， 对每个作业点进行了管理，通过对人员、设备、料的管理，对每个本钱发生点提 供料、工、费的明细数据，这些数据将有力支持企业作业本钱法的本钱归集；本钱分析:通过对生产某一产品的关键本钱要素进行分析，包括刀具费用、 原材料费用、人工费用、设备费用的分析，可以为企业本钱最小化提供决策依据。系统功能需求为了保证车间制造执行系统（MES）的实用性、完整性、先进性、可扩充性、 可维护性和安全性。软件为软加密方式，并支持在虚拟化环境下运行。本次系统 实施的范围为数控加工分厂、普通加工分厂、部件装配分厂、总体装配分厂共四 个分厂。具体需求描述如下：作
17、业计划编制与分派：系统能提供先进的生产作业排产、优化方法， 能够将来自ERP系统的生产任务快速的进行排产或分解到班组或工位。同时具 备进行车间级任务预测计划追加、调整功能。对于生产作业计划中出现的排产冲 突、作业优先权的改变、紧急插单、科研件加工都能有相应的解决方案。根据资 源和工艺进行能力平衡，进行整条生产线和单元内的资源配置和布局优化仿真。生产过程控制与调度：具备东方集团公司生产部门从下料开始到成品 入库的整个车间生产过程控制、调度、决策手段。能够以图表的方式表达实际与 目标之间的比对结果，满足车间管理人员实现生产管理的需要。图文档管理：操作人在执行相关作业时通过系统能及时得到对应的图 文
18、档（如图纸、工艺）。数据采集：同时具备自动采集和手工采集（包括条码和终端等录入， 以下简称手工采集）的能力，能为数控机床、普通机床、手工装配、手工检验、 检测设备等不同采集点提供多种不同的数据采集方式，根据数控机床的差异能够 提出实用、有效的数据采集和监控方法，其中提供不少于35台数控机床自动数 据采集，满足东方集团数据采集的需要。设备状态监控及利用率分析：通过多种灵活的采集方法获取生产现场 数控机床的实时状态数据，使管理人员及时了解到当前哪些设备是在加工中、维 修中、空闲中以及每台机床的当前加工任务、效率、工时和操作人员。具备目前 国际上通用的标准OEE数据计算分析功能，经过归纳、汇总、分析
19、等手段以报 告或图表的方式提供给用户和管理者用户，并且投标的软件系统能具备对以上数 据信息进行关联性深度分析。质量管理：系统可帮助质量人员完成从毛胚到成品全部过程的整个质 量监控，包括质量控制、质量报警及异常处理、统计分析报表。提供质量追溯功 能（包括正向追溯、反向追溯）。能够以图表的方式表达实际质量与目标要求之 间的比对结果。通过设定指定工位的控制图参数，包括样本数量、样本容量以及 不同的判异规那么，对控制图的观察和分析用来判断生产过程是否稳定，发现异常 及时通知相关责任部门进行处理，并对异常的原因和处理情况进行跟踪，从而对 生产过程中影响质量的因素进行管理，提高产品质量和生产过程的稳定性。
20、 工装管理:提供与生产流程管理有关的工装使用、库存跟踪管理功能。 以实现对生产过程中的工装的跟踪和可追溯管理。对于关重刀具、进口刀具提供 使用过程跟踪、领用数量限制、限期归还等功能。满足车间对重要刀具的使用控 制，并能通过数据采集形成工装的寿命管理等。 车间本钱核算：系统能够提供本钱核算解决方案，轻松实现工时、原 材料统计核算、工序本钱核算以及零件加工本钱核算。能根据产品、部件、零件、 工序的各种定额参数自动生成各种本钱报告，如原材料消耗、生产时间、制造成 本、工装本钱等。内容及格式均可方便地自行定义。 外协管理：系统提供外协件过程全面管理。包含厂内外协和厂外外协、。 内容涉及带料外协、不带料
21、外协,、数量和单价、金额、到货、检验、入库、厂外 外协的订单管理、厂内外协的结算方式等内容。 库房管理：具备车间内部成品、半成品、原材料、工装周转库的管理 功能。 DNC系统：具备生产车间数控机床联网功能。完成数控机床DNC联 网数据通信功能，并能把对刀仪的对刀数据传送给加工机床实现刀具补偿的数据 传递。支持在线加工操作，同时DNC系统能与MES系统集成，实现NC代码程 序的有效管理和审计功能。 NC代码验证：根据机床、刀具、毛胚和夹具信息来对NC加工代码程 序加工过程进行三维实体模拟，并能鉴定加工过程中存在的错误，以实现数控程 序上机床前，检查出所有会导致数控加工错误发生。减少或防止零件报废、刀具 或机器损坏、编程中的错误和时间浪费，提高工作效率。 决策支持：系统能够根据现场采集的各类数据从数据库内调用后，按 照用户选取的各种特定的过滤选项要求自动生成各类报表，为厂级决策层、车间 计划员、调度员、统计员以及其他与生产管理有关的人员提供各种数据。系统能 够提供用户自定义的报表模版或方法。基础数据管理（包含人员设备）：通过与其他系统集成的方式可提取基 础数据，如不能满足要求时，本系统应具备基础数据维护功能。