MES技术在重型装备制造行业的应用

lihuolin958

1 引 言

     从世界经济发展过程来看，装备制造业都是各经济大国的立国之本，也是我国的重大战略决策。近年来，在国家政策的大力支持下，重型装备制造行业主要产品产量同比增长均达到20％以上，全行业用两年时间完成了重型机械行业“十一五”规划的经济目标，取得了长足的发展。

在快速发展的同时，一些制约我国装备制造业的问题依然没有得到很好的解决。这些问题主要体现在：

①大而不强。在市场大好形势下，许多企业竞相扩大产能规模，大量征地、建厂房、增添设备。2007年重机行业固定资产投资项目数和金额比2006年同期分别增长42.2％和112.2％。但是在规模扩大的同时，在技术能力，人才培养、竞争力等方面与国外同类企业相比，则存在着全方位的差距，尤其在产品的自主设计方面；

②自主创新能力弱，一些技术含量高，性能好的产品我们目前还不能生产；

③技术落后；

④产品成本上升过快，生产周期长，过程管理能力差。产生以上问题的原因除产品设计能力较低外，在企业管理方面如部门之间信息不畅、重复劳动、生产加工实绩汇报不及时而造成的计划调整延误及成本计算不准等也是不可忽略的因素。因此在国家信息化带动工业化的指导思想下，通过信息化的建设、尤其是MES的建设实现对生产过程的管控就显得十分关键。

2 重型装备制造业的行业特点

      重型装备制造业是典型的离散制造业，与连续型工业生产的流程业及批量生产的离散制造业相比，具有其鲜明的特点，这些特点也造成了其在管理和信息化建设上的不同。

●重型装备制造业一般都是单件小批生产，其产品通常是根据客户需求进行定制开发设计，其产品结构比较复杂、专用程度高，属于ETO的生产模式。

●二重以项目为主线，关联营销、技术准备、计划、采购、生产、销售、预算与项目核算等全过程，需密切跟踪项目产品的生产进度和成套。

●二重的产品设计、工艺设计多组织、多模式、业务交叉、流程复杂且准并行，产品结构复杂、物料基础数据庞大且换频次高，数据传递批次多，业务协同和数据同步难度大。

●生产计划编制复杂、工作量大，采用项目与生产组织结合的矩阵式计划模式，多级计划体制，控制关键的环节和瓶颈资源。制造过程多部门协同，边设计边制造。

●社会大生产分工协作度高，从原材料、配套件的采购供应、到产品的委外加工构成的产业链长、进度不易掌控。

●二重产品的大件材料按项目(先行)采购、先行生产，经常性采购的物料基于计划大纲测算、按库存采购，其他材料按产品需求采购。

●由于二重产品的结构复杂，加工工序繁多，加工周期长，造成企业费用归集分配、产品成本核算的难度高。

●在营销过程中，由于产品个性化程度高，生产重复性小，产品报价比较复杂，相对比较快速和准确的产品报价是市场竞争的成功要素，因此对产品实际成本构成分析有较高的要求。

重型装备制造业的这些特点，使其在MES的建设中需要采用与其他行业不同的策略，连续型工业生产可以根据具体行业的不同实现不同产线的MES，而离散业则需要根据加工类型的不同而略有差异。

3 利用MES实现对生产过程的管控

3.1 重机装备MES的功能模块

重机行业的生产工艺包括冶炼、热加工、冷加工、焊接等几乎所有工艺类型，不同类型体现在MES的实现上，采用不同的模块来完成。

●基础数据管理。主要实现对MES运行的所有基础数据进行管理，主要包括项目信息、BOM数据、工艺路线、工序信息、设备信息、工厂日历、车间组织及人员等。

●热加工生产过程管理。对冶炼、铸锻、热处理的生产过程进行管理，包括冶炼计划、施工票、工序票、工件流转、材料消耗等。

●冷加工生产过程管理。对冷加工过程中的作业计划、施工票、工序票、交接、实际数据收集、原材料消耗等继续管理。

●焊接生产过程管理。对金属结构件进行焊接管理，包括焊接过程中的备料、装配、焊接、热处理、喷丸油漆施工票管理、路线点的交接管理、材料消耗管理等。

●车间库存管理。对车间二级库存进行管理，包括二级库的出入库、盘点等。车间零部件交接管理。对零件的生产状态进行跟踪，在系统中及时反馈零部件的加工进度。通过反馈使计划人员及时掌握车间加工的实际状态。

●质量检验管理。根据质量策划制定的检验内容，对生产过程中的零件加工进行制造检验，包括检验申请、质检、结果反馈等，实现与质量系统的集成。

●协作制造管理。对装备制造生产过程中的大量外协加工进行管理，包括工序外协、路线点外协、毛坯外协等，并对这些外协工件进行发出和接收管理。

●商品完工管理。对加工装配完成，并经质检台格的完工商品进行管理，包括入库申请、报产、办理台格证等。

●生产统计管理。查询和打印与生产和物流相关的统计报表。主要包括生产情况、产量情况、零件生产跟踪情况、物料消耗与库存情况、设备运行情况统计以及成本统计等。

3.2 车间物流管理

在系统中，需要实现对车间库存和物料的有效管理，及时、准确的掌握在制品的流转情况，车间物流主要包括车间之间的原料领料交收管理、车间半成品库的出入库管理、半成品的交接管理，以及车间内部的物料领用管理以及分厂和车间之间的物料交接管理。

3.3 实绩数据采集

      数据采集是MES的重要功能，在二重MES的热、冷及焊接生产管理中，都涉及到对加工过程中产生的材料消耗、实动工时、出入库等的实绩数据采集，采集的主要数据有目前工件加工状态及完工数量；工件所在车间、位置及数量；质量状况、等级及检验人；实际执行的工序；并流经上序操作人；实际使用工时；实际消耗原材料；工件实际消耗的辅料；所使用的设备。

由于装备制造业单件生产的特点，其加工过程中的实绩数据采集工作量非常火，因此为了提高数据采集的速度，在二重MES系统中采用了一维条码技术。及时准确的数据采集为成本的计算提供了可靠的保证。

3.4 技术架构

      二重MES系统采用微软公司的Windows Server 2003作操作系统和SQL Server 2005数据库，基于.NetFramework2.0平台进行开发。其主要特点有：

●由于终端计算机性能的提高，系统把较多运算量在客户端完成，以减轻服务器压力。

●智能客户端的自动升级。主要分为上传、下载、文档管理三个模块，其中下载是用户登录时，自动升级程序先在后台启动，检     壹注册表中主程序和所有模块的版本是否比服务器端对应文件的版本高。如果高就显示下载提示对话框，在用户同意后升级。否则就启动客户端应用程序，并关闭自动升级程序；上传是在服务器端进行版本升级；文档管理是在服务器端对文档进行管理，无增加或者减少项目。

WEB服务器集群布置。为了提高集群系统对用户要求的WEB服务的快速响应与整体吞吐量，二重MES，按照一定的策略将WEB访问均衡地分配到集群中的每一个服务器实现负载的均衡。

4 结 论

       在分析重型装备制造行业特点的基础上，比较了离散制造工业生产与连续型生产的差异，介绍了二重企业的生产加工类型和MES的功能实现，重点说明了MES系统中的车间物流管理、数据采集和系统实现的技术架构。MES作为信息化建设中的执行层，对促进二重企业计划的执行和成本的控制，起到巨大的促进作用。

该贴已经同步到 lihuolin958的微博