企业钣金厂作为基本生产单元,主要负责
墙板、框格
待钣金类零件生产,初期钣金厂完成了MES系统的首期建设和实施应用,通过了车间生产的信息化管理链接,但随着公司钣金型号任务数量的逐渐增加,质量管理要求越来越严格,成本管理要求越来越精细,原MES系统数据演示
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一.需求分析
前期钣金厂完成了MES系统的首期建设和实施应用。 一期MES系统以型号计划、月度计划、车间作业计划和班组派遣工单等生产计划为主线,重点解决了业务流程中的关键节点和关键流程。
但随着系统的逐步深入应用,生产业务的逐步完善,当公司生产管理或质量管理发生变化时,工厂管理方式可以迅速调整,满足公司新管理规定的要求,但现有的MES系统数据模型,由于业务逻辑、 由于流程数据及数据结构需要多处修改,再加上数据模型必须“推倒重来”,才能满足业务变更的需要,工厂现有的数据模型无法很好地满足日益细分的业务需求。
MES系统的第一期数据模型存在以下问题。
1、不能适应工厂业务的变更和质量管理的细化
MES系统第一期数据模型的建设思路是以“流程驱动”为核心,重点实现关键业务的电子化。 但是,工厂业务流程优化、质量控制细化,工厂原有的强耦合数据模型就不能很好地集成到现有业务中,不仅不能起到“添砖加瓦”的作用,而且成为业务流程中的纽带。
2、无法覆盖工厂生产中的异常情况
MES系统一期的数据模型重点通过车间生产任务的逐步细化和任务分解的信息化管理链路,但车间在执行生产任务过程中,可能会遇到各种异常情况,如工艺变更、工装维修、设备故障、原材料实物划痕等。 这些生产异常情况与工厂的原数据模型无关,随着工厂生产管理要求的逐渐细化,原数据模型无法满足工厂对所有业务流程的管控需求。
3、不能适应职能处室业务的需求变更
在钣金车间数据模型的建立过程中,不仅要考虑车间业务的逻辑需求,还要考虑企业各处室对车间各项业务数据的需求变化,如对车间车间执行情况的评价数据、会计所需要的原材料成本统计、人力所需要的工时统计以及设备所需要的设备运行数据等
慧都MES系统界面效果图
二. MES系统数据模型设计思路
为了满足车间业务变更和精细化质量管理的需要,我们从产品制造过程和车间生产模型出发对现有车间数据模型进行了优化和重构,将单个强耦合数据模型分解为强凝聚性低耦合的制造过程模型和业务领域模型,实现车间业务变更的快速
制造过程模型是产品生产制造过程的抽象,将工厂的各项生产任务抽象为一个任务执行管道,管道包含各种定制的正常节点和异常节点。 通过记录生产任务执行过程中发生的节点,恢复整个生产任务的执行流程,实现生产任务全过程的流程记录和数据记录。 车间工艺发生变更时,只需修改任务管线模板和节点,不影响车间数据结构,实现了车间业务变更的系统快速响应。
业务领域模型对现场业务进行抽象,将现场的核心领域分为16个业务领域进行建模,主要包括:
工序管理、质量管理、工装管理、设备管理、刀具管理、测量仪器管理、原材料管理、成本管理、任务执行
等,基本涵盖工厂目前的所有业务。 通过业务领域模型,将原本基于业务流程的建模方式优化为基于现场核心领域的建模方式,从根本上融合了系统数据结构和现场管理。
业务域模型以提供域服务的方式,被工厂制造过程模型的制造节点调用,将制造过程与业务域解除结合,仅在工厂业务域发生变化时,例如制造模型发生变化时,对工厂业务域模型进行修正
业务领域模式通过消息总线方式,与企业各职能处室领域进行系统集成,将企业生产管理模式从“处室提出要求,工厂被动执行反馈”转变为“处室订阅工厂业务领域信息,自动接收生产业务数据”
三. MES系统数据模型的实现
1、制造过程模型的实现
针对公司产品生产过程的不确定性、制造管理的复杂性,设计开发依据《
任务管道
”运行是核心的制造流程模型,其核心思想是根据不同的生产任务需求构建不同的任务管道,并将其与不同的制造节点联系起来。 在制造执行链接的执行过程中,可以协调制造节点和触发异常事件,实现产品制造过程的全生命周期管理。
正常节点是构成现场任务管道执行的最基本单元,也是任务执行过程的具体体现。 按照常规节点运行方法,可分为自动节点和人工节点,自动节点时,系统自动完成该节点的工作,并将结果反馈给运行人员; 对于人工节点,执行者必须在系统中进行处理和填写。 自动执行节点的数量也是衡量工厂自动化程度的重要指标。
在执行生产任务过程中,会出现各种异常情况,这些异常情况的处理是调度员和车间主任关注的重点,这些异常情况基本上由公司各职能处室按照公司的质量管理体系进行处理。 当管理粒度变细或管理方式调整时,异常情况的处理流程需要更新和调整。 因此,为了实现异常处理流程的记录,必须在任务流水线中添加异常节点。
2、业务领域模式的实现
业务领域模型是工厂业务的抽象,主要包括领域服务、领域模型、数据结构。 通过业务领域模型,将原本基于业务流程构建数据库结构的方式优化为基于现场核心领域的建模方式,从根本上融合了系统数据结构和现场管理。 业务领域模式是对车间业务管理的信息映射,只有在车间管理模式(例如制造模式、工装单件管理、刀具多件管理)发生变化时才进行调整。
领域服务在业务领域模型中起着自上而下的作用,它由领域模型提供,由工厂制造过程模型中的正常节点调用,通过进行数据存储完成业务数据的持续化过程。 在系统建模过程中,工厂管理基本按照系统要求进行,而域服务和企业质量管理系统的要求是对应关系,所以域服务的构建是将管理体系文件系统化的过程。
四.应用效果
钣金厂MES系统数据模型通过实际应用,取得了以下效果。
1、通过建立车间数据模型,有效提高MES系统适应生产业务变化的能力。 建立钣金车间数据模型,区分业务变化和模式变化,将单一强耦合的数据模型分解为制造过程模型和业务领域模型,有效提高了系统适应各种业务变化的能力。
2、实现了产品生产制造全过程跟踪,有效提高了产品质量控制。 “生产任务管”的运行过程包括任务分解、任务绩效评估、从产品提供产品的整个制造生命周期,涉及
产品制造过程的计划、物料、生产准备、质量、进度、异常处理
等待所有的业务流程。 通过恢复“生产任务管道”,从时间、事件、设备和人员多维度实现产品制造过程的记录和跟踪。
3、形成了车间管理系统建设路径。 在钣金厂MES系统建设过程中,将工厂的正常节点和异常节点在技术、生产、质量、设备等方面进行分类汇总,形成工厂管理体系建设图。 通过工厂管理体系的构建图,为后续工厂的信息化建设提供了建设依据和建设途径,将传统的“推倒重来”的系统建设方式转变为“以次充好”的建设模式,为后续公司的信息化建设指明了方向。
五.结束语
本文以“制造数据”为驱动,从产品制造过程和车间生产模型中优化和重构现有车间数据模型,建立MES系统数据模型,有效提高MES系统适应公司业务变化的能力,实施产品制造的生命周期跟踪和质量管理
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