Factelligence IP MES系统在郑州飞机装备公司的应用

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       在经济全球化的今天，中国作为制造大国，也成为全球供应链中紧要的一环。近年来，中国的制造企业在提高自身竞争力方面做出了非常多的努力，其中很大一部分都着力于提升企业的制造信息化水平。企业纷纷进行了相应CAD/CAM/ERP 等信息系统的配置，生产效率较之从前的传统生产局面已有了很大提高。可以说，这期间国内制造企业完成制造信息化的“第一次革命”。然而，随着经济的飞速发展，市场对企业提出了更高的要求，LEAN Manufacturing（精益制造）、MTO（按订单生产）、零库存生产、资源外置、协同生产等等全新的生产及管理理念不断地冲击着企业管理者的大脑——企业已经投入了大量资金及人员用于基础信息平台（CAD/CAM）的建设，也引入了PDM、ERP 等先进管理手段，为何生产效率和生产力仍然处于较低水平？

制造业信息化各个流程环环相扣

       这是因为，在一个完整的信息化制造流程中，每一个环节环环相扣，密不可分，如图所示。而其中一个重要的环节往往被企业忽略掉了，这就是制造执行系统MES。MES 对于成功的制造企业管理者而言，应该已经不是一个陌生的概念了，它用于管理人员实时掌控制造企业最重要的部门——车间的生产情况，可直接与设备联结，有效提高生产过程的可视化程度，实时提供生产中的每一步的信息。这些信息将协助企业提升工厂效能、应对日渐苛刻的生产交货期。

       目前，已有越来越多的企业生产部门及管理者意识到了MES 的重要性。据分析，MES系统的大量应用，将带来制造业生产力发展的“第二次革命”。因此，全球著名的MES 供应商，美国CIMNET 公司出品的Factelligence IP MES 系统，也在迎头赶上的中国制造业行业中，被许多企业管理者考虑为使企业竞争力再次飞跃的推波助澜之手。郑州飞机装备有限责任公司（简称郑飞公司）就成为了“第一个敢吃螃蟹的人”。

       制造业企业发展遭遇瓶颈郑飞公司隶属于国家航空工业集团，40 余年来，一直致力于飞机设备的研制，先后研制生产七大类二百多个品种的航空产品。

        郑飞公司已经配置了先进的数字化设备，从设计到制造，都使用了最先进的软件和设备，但是随着客户对产品的多样性要求越来越高，对产品的生产周期要求越来越短，在企业内部协调生产和生产现场的管理就遭遇了瓶颈——当同时有多个产品在车间中流转，并且随时可能有新的、要求紧迫的订单加入……这时，如何协调生产，使整个数控车间内的设备能够平衡负载，是一个非常关键的问题。企业在数控机床三维制造和编程条件均具备的条件下，数控机床的利用率却仍徘徊在30%左右，这就暴露了车间现场管理的条理性不足。同时流转的多个产品，在设备之间的流转往往出现一些不协调：按照流程的生产，很多时候是因为生产准备的不足而导致设备的待机，所以设备的利用率始终不能得到有效的发挥。同时，从企业管理的角度来讲，更多考虑的是工时，而很少去考虑导致机床利用率偏低的原因。由于对现场管理的失控，虽然机床经常发生停机，却无法实时跟踪到机床运行状态及停机原因，也找不到相应的解决办法，就无法针对生产现状制定相应生产制度。

突破的决定

        针对这种情况，郑飞公司的管理层在综合考虑各种因素之后，发现了导致现状的关键因素——制造部门管理空洞。因此公司决定改善车间级的生产控制和管理状况。在考察了MES（制造执行系统）之后，认为这个系统能够实现整个车间模型的可视化，使得对生产现场的控制更加直接。在MES 系统蓬勃发展的今天，企业的决策者面临着选型的困惑。究竟应该选择什么样的产品，或者如何按照步骤实施MES，仍然是个未知数。因为在国内的航空制造业，尚无一家企业成功实施MES 的案例。于是，郑飞公司制定了对软件的初步需求：在能够解决企业现状的基础上，首先，必须是成熟的商品软件，在国外大型离散型企业有着成功的案例；其次，软件必须模块化，能够根据企业自身情况选择所需的模块并且按模块实施；第三，软件要求具有良好的定制功能，不同人员有各自的界面；第四，要有良好的集成性，与车间PCS（过程控制系统）的集成、DNC 集成、上层ERP 以及其它管理系统进行集成。

         根据郑飞自身的需求和对软件本身的考虑，开始了招标工作。企业的信息化总工程师在充分比较了各类软件的功能之后，最终选择了CIMNET 公司的Factelligence IP MES 系统。原因主要有：第一，Factelligence IP 在离散型制造业（多品种小批量）生产模式下有着成功经验；第二，Factelligence 在对于生产流程的控制方面，完全能够满足现在的航空制造业生产模式；第三，Factelligence IP 产品在国外相同行业也有着大量的成功案例。Factelligence IP在中国的实施模式为：由CIMNET 公司在中国的合作伙伴北京宇航计算机软件有限公司（BACS）进行现场实施，CIMNET 公司对项目的进展及问题进行咨询。北京宇航成立于1993年，致力于制造业信息化解决方案的推广和的实施，依托北京航空航天大学强大的技术背景，对航空工业的生产模式具备十多年的研究和分析经验，拥有一支强大的技术实施团队。作为业内的资深顾问智囊团队，北京宇航有着丰富的生产现场经验，可避免由于对现场生产经验不足导致的实施风险。同时，此实施模式节省了由外国公司直接进行实施的庞大费用，适合于中国企业。

如火如荼

       双方在确定了项目的周期之后，很快确定了由实施方团队和客户团队组成的MES 项目团队。双方对自己的职责有了清楚的认识，在实施过程中各司其职，能够对项目的进展起到很好的推进作用。

      实施方团队：项目经理、MES 应用工程师、DBA（数据库管理员）、软件工程师企业 MES 团队：信息化总工程师、项目经理、工艺师、车间主任、QA项目的目标是：

在公司的一个数控机械加工厂房实施 MES，减少停机时间，提高机床的使用率；
增强对生产过程的控制，生产过程可视化；
减少在制品和库存并且加强对库存的控制；提高材料的追溯性，防止混批。

       对项目的总体目标有了了解之后，在企业与实施方的共同努力下，实施方团队首先确定了用户的具体需求，随即制定了用户需求规范作为纲领文件，这对项目的进展能够起到约束与指导的作用。项目经理在此基础上，编写功能需求规范，把用户的需求解释为软件的功能需求，确定软件的功能模块，制定项目的进度表。初步大致的用户需求（简要）：

1、对生产订单（过程卡）进行管理，指导车间工人生产。
2、跟踪材料在车间中的流转。做到随时随地查看零件的进度情况以及材料最终生产了哪些产品。
3、质量控制，关键工序使用电子签名。
4、实现数控机床程序的上传和下载，并且随时能够生成一个报表，查看历史记录。
5、自动获取机床当前的状态。
6、记录产品的数量，并且与材料的消耗关联。
7、对于数据，用各种报表的形式进行分析。
……

项目的进展采取里程碑式的控制方式。对项目周期划分为 5 个主要的阶段：

1、设计解决方案

         项目管理：现场对客户MES 团队的成员进行Factelligence IP 核心模块的培训；根据业务流程，确定项目的范围；方案设计、架构体系设计并进行测试。
业务流程：完成“业务/收益”评估，准备基本的业务解决方案。
管理模式改变：完成管理模式改变的规划，传达并且执行；为各部门制定培训的计划和方案。
数据转换：开始制定数据转换和接口的规范。
应用程序开发：确定重要数据的报表、界面、转换格式和执行方式。

2、确定解决方案

       项目管理：车间内的设备进行分组，形成工作流的解决方案，确定项目中所有的事务并且落实到责任人；对事务进行等级划分，确定事务处理的优先级，为团队成员提供关键的思路。
业务流程：在创建的车间模型中完成一个业务流程，按照主次关系记录各种需要解决的事务。开发、测试，直到最终完成所有的主要事务要求。
管理模式改变：培训团队的主要成员，如果使用 MES 系统之后导致以前的业务流程有所改变，需要协调这种改变导致的对相关人员造成的影响。
数据转换：完成数据转换的映射关系，开发并且测试数据转换程序。
应用程序开发：企业对报表、界面、转换和执行方式认可之后，实施方团队设计、开发、测试并发布最终的应用程序或组件。

3、应用解决方案

项目管理：应用解决方案包括：选取系统模块，确保所有主要业务在系统中均可得到体现。
业务流程：对真正的业务流程进行仿真，达到客户的要求。
管理模式改变：推动新的业务流程的实施。
数据转换：测试，直到所有的数据能够成功地在系统之间进行转换。
应用程序开发：确定应用程序或组件能够移植到真正的生产环境中。

4、移植解决方案

将经过测试的解决方案移植到真实的生产环境中。

5、稳定解决方案

项目管理：稳定生产事务，在生产事务稳定的基础上，编写培训教程。
业务流程：对生产过程做支持，结束项目。
管理模式改变：重新评估生产组织形式。
数据转换：评估所有数据转换的事务。
应用程序开发：确定是否需要开发新的报表、界面等。

       MES 作为ERP 与车间设备起到承上启下的一个系统，在ERP 与车间设备之间以及现场生产控制系统之间的信息需要进行流畅的信息交互。为了实现信息交互，实施方做了大量的工作，使信息交互工作都发生在数据层后台执行，对于客户端的使用没有任何影响，车间生产的信息能够在各个部门之间流畅地传递。

       从车间设备获取信息，根据不同的情况主要有三种途径：1、直接读取PLC 数据，主要用于机床的监控；2、与PCS 之间进行信息交互，采用数据库触发器或存储过程调用的方式，实现获取PCS 采集到的设备数据；3、DNC，主要是传输和管理数控机床的数控加工程序。与其他软件的集成：视情况采取灵活的策略，使数据实现同步。

       郑飞公司的项目有关人员对 MES 系统的实施效果作了非常中肯的评价：“使用这个软件，能使我们对于生产过程的管理更加专业化、系统化、标准化、大大提高了机床的使用率和工作效率，有效的减少了资源浪费。”郑飞公司的信息化总师如是说。

        郑飞公司生产调度人员告诉我们，“现在，我们通过Factelligence IP MES 系统，实现了生产排程的合理化，以及生产排程系统与质量管理系统的集成，能够对产品质量进行分析，降低产品的故障率，提高产品质量。同时，大大提高了产品的生产效率，降低了产品成本。”“我们通过对机床的监控，能够对机床停机原因进行分析和归纳，制定相应的措施或者做出相应的调整，优化机床的使用。”这是来自郑飞公司车间主任对MES 系统的评价。

Factelligence IP

        Factelligence IP MES 系统在多个行业都有着成功经验，它的特点是可配置性非常好，既能满足流程型的生产模式需要，也能满足离散型的生产模式。并且能够灵活地以多种形式（如仪表盘）定制客户界面，以最直观的方式反映当前的生产情况。

         在航空领域，多品种小批量的生产模式下，零件的生产工艺通常是网状结构。在现场中多个品种的零件同时在生产，给生产调度带来一定的难度。尤其是面对柔性越来越强的现代生产方式，多数情况下，按订单生产的情况越来越普遍。而Factelligence IP 能够以可视化的形式对生产过程进行调度，让车间中的生产流程有序进行，避免了生产过程中的无序状态与失控状态。在国外，Factelligence 已经取得了很多成功的案例，包括流程型和离散型。在食品业、制药业、汽车制造业、航空制造业、包装耗材等多个行业，Factelligence 都拥有非常多的成功客户，如众所周知的GE、ALCOA、洛克希德-马丁、可口可乐、雀巢、Johnson&Johnson 等等。因此，很多业内人士看好Factelligence 在国内的发展前景。

        作为国内 MES 行业发展的新兴力量，北京宇航和Factelligence 在国内航空行业内已经取得了一定的成就，并且在流程型MES 行业有了一定的经验。在这个制造业呼唤MES 的时代中，国内制造企业制造信息化第二次革命即将到来之际，相信我们将和用户一同携手开辟新的天地。

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