鑄造車間MES解決方案

實地調研并充分了解鑄造車間的問題后提出實施方案，結合客戶提出的需求，從生產計劃、生產作業(yè)、質量控制以及物料管控方面，需要實現(xiàn)整合生產資源，平衡生產能力，減少在制品庫存，提高生產敏捷性等目標。

熔蠟鑄造MES是以鑄件生產為核心，以熔蠟模殼生產為輔助的車間，并以鑄件生產工藝路線為軸線進行全面的鑄件生產流程跟蹤與質量管理。數(shù)據(jù)采集覆蓋了生產調度、鑄件生產、庫存管理整個流程，然后將數(shù)據(jù)匯總為報表和看板分析以提供數(shù)據(jù)支持。不僅在各工段生產過程中進行產品的生產跟蹤，還在型芯、模殼、鑄件入庫后進行庫位跟蹤，加強產品的可追溯性，提高產品的質量控制性，使得鑄造生產管理由原來的離散型管理變?yōu)榱魉€式管理。鑄件生產流程如圖1所示：

圖1 鑄件生產流程圖

方案結構

鑄造車間生產管理方案總體結構由兩部分組成，即車間管理層與現(xiàn)場生產層。兩層通過信息網(wǎng)絡為媒介進行通訊，以企業(yè)服務器為數(shù)據(jù)、信息存儲與讀取中心。

車間管理層。負責進行工藝制定、生產過程管理、生產計劃制定等。通過信息網(wǎng)絡與企業(yè)數(shù)據(jù)庫連接，負責鑄造產品的生產制造數(shù)據(jù)與信息的接收和處理，并讀取現(xiàn)場生產層反饋的生產數(shù)據(jù)、信息，進行生產過程管理、質量監(jiān)控、工時核算、成本核算等。

現(xiàn)場生產層。執(zhí)行鑄件產品生產工藝路線，并進行鑄造產品質量檢測與驗收，然后加工報工。生產流程數(shù)據(jù)和工藝路線每一個工序質量檢測結果都記錄在過程質量跟蹤卡，通過車間終端網(wǎng)絡傳遞到服務器，反饋給車間管理層。該層主要由工藝路線卡片、派工單、流程質量跟蹤卡、車間信息化設備組成?，F(xiàn)場的信息化設備主要包括車間客戶端、打印機、條碼掃描槍等。方案結構如圖2所示：

圖2 方案結構圖

方案業(yè)務流程

本方案業(yè)務流程主要包括：基礎數(shù)據(jù)、生產管理、現(xiàn)場生產、質量跟蹤、庫存管理、過程管理、信息采集等。生產管理主要是生產計劃和訂單制定任務，基礎數(shù)據(jù)制定產品數(shù)據(jù)、工廠物理數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、設備、原因代碼等。生產過程中，質量跟蹤模塊與過程跟蹤模塊同時跟蹤現(xiàn)場生產模塊的生產情況，將跟蹤信息實時傳遞給信息采集模塊，信息采集模塊通過網(wǎng)絡傳遞給生產管理，生產管理模塊依據(jù)采集的信息對生產進行管理與控制。

本方案的業(yè)務流程還形成質量反饋環(huán)與進度反饋環(huán)，質量反饋環(huán)由質量跟蹤、信息采集、生產管理、工藝路線組成；進度反饋環(huán)由過程跟蹤、信息采集、生產管理、工藝路線組成。由此不難看出，這兩個反饋環(huán)組成部分有公共之處，這將為實現(xiàn)生產信息集成與過程、質量同步管理奠定基礎。方案業(yè)務流程如圖3所示：

圖3 方案業(yè)務流程圖

本方案業(yè)務流程簡潔，與傳統(tǒng)單據(jù)式管理相比較，省去了很多數(shù)據(jù)與信息的中間傳遞過程，使現(xiàn)場生產信息采集的過程簡化，耗時縮短，避免了傳遞環(huán)節(jié)多而導致生產信息不準確的問題。

鑄造車間MES主要功能

鑄造車間計劃管理

鑄造車間生產計劃來自于公司下達的年度生產計劃，車間再分解到每個工段的月度計劃，計劃員根據(jù)車間月生產計劃制定班組周生產計劃并下發(fā)。根據(jù)車間周生產計劃，工區(qū)長制定關鍵節(jié)點的日生產計劃，按照人員或者班組進行生產派工與生產準備，非關鍵節(jié)點則根據(jù)需求與生產節(jié)拍進行生產。

系統(tǒng)按照生產作業(yè)流程，收集現(xiàn)場加工進度，實時反饋每日計劃的完成情況，同時每周定點統(tǒng)計該周的計劃差額，周計劃員根據(jù)上周計劃差額制定下周計劃數(shù)。同理，系統(tǒng)會計算本生產月完成情況、計算月計劃差額，月計劃員根據(jù)在制數(shù)、庫存數(shù)和差額，制定下月的計劃數(shù)。生產計劃流程如圖4所示：

圖4 生產計劃流程圖

鑄造車間生產管理

生產任務主要是根據(jù)車間下達的計劃進行任務分配管理，包括派工與報工管理。派工管理需要涉及到生產工段管理。工段是一個車間內按生產過程或者產品劃分的基層生產組織。鑄造車間分為五個工段，包含型芯工段、殼型工段、熔鑄工段、拋光工段、特種加工工段。

鑄造車間的生產過程，采用觸摸屏實現(xiàn)派工、報工以及數(shù)據(jù)收集。優(yōu)勢在于觸摸屏本身具有操作簡單，數(shù)據(jù)收集及時的特點。鑄造車間不同的人員擁有不同的角色權限，通過不同的RFID身份卡登錄系統(tǒng)，從而避免權限錯亂，數(shù)據(jù)統(tǒng)計錯誤問題。

鑄造車間MES中，工段長接收到車間調度下達的每周生產計劃，根據(jù)車間的生產情況在觸摸屏和電腦終端制定每天的生產任務，同時派工到具體的人員或者班組、設備。而被派工的操作員在完成作業(yè)后，可用自己的RFID身份卡登錄系統(tǒng)，通過掃描條形碼識別工件或者查詢自己的生產任務，填入生產作業(yè)完成數(shù)和報廢數(shù)等，作為勞動工時核算依據(jù)。生產作業(yè)流程如圖5所示：

圖5 生產作業(yè)流程圖

現(xiàn)場看板或者觸摸屏也可實現(xiàn)生產信息的查詢功能，查詢當前待派工、已派工、已完工的作業(yè)任務，對于沒有完工的任務可進行派工修改。

 鑄造車間質量控制

鑄造車間對于質量管理，通常采用三檢制度：自檢、互檢與專檢，關鍵工序則采用100%檢驗。自檢與互檢過程中出現(xiàn)質量問題，則通過MES將問題描述并上報，綜合看板上會展示上報問題，并發(fā)送通知給工段長和調度員進行問題處理。當檢驗員進行專檢時，檢驗員完成任務作業(yè)，進行數(shù)據(jù)采集，合格通過觸摸屏或者電腦終端進行報工與數(shù)據(jù)錄入，不合格則需要開具不合格品通知單進行處理。質量管理流程如圖6所示：

圖6 質量管理流程圖

物料庫存管理

鑄造車間物料庫存是生產的保障，關鍵物料都需要設定有一定量的安全庫存，以保障臨時突發(fā)情況。鑄造車間MES采用角色管控，庫存操作流程主要包含三種：入庫流程、出庫流程以及庫存品管理，主要涉及功能點為：入庫、盤點、庫存調整、出庫、退庫、票據(jù)打印、庫存統(tǒng)計等。

物料員入庫時接收實物與合格單，核實后才可登記MES；物料出庫時，必須接收配料請求與配料單，物料員可按照先進先出原則或者特定選取在MES進行出庫，同時打印出庫單，以保留數(shù)據(jù)追溯。庫存品管理也可支持退庫、庫損報廢、統(tǒng)計等操作。為方便操作與管理，鑄造車間采用了標簽標記物料，將實物條碼在觸摸屏MES中掃碼即可完成對應操作。物料庫存管理如圖7所示：

圖7 物料庫存管理圖

項目應用效果

通力有限公司在某發(fā)動機制造公司鑄造車間成功將MES部署與實施，本方案已經較好的解決了熔蠟鑄造生產過程的管理與追蹤，提高了生產數(shù)據(jù)與信息獲取的即時性與準確性。實施成果與企業(yè)效益主要體現(xiàn)在如下幾點：

（1）生產作業(yè)管理：從生產任務派工到最終零件入庫各階段的生產過程控制，各環(huán)節(jié)的關鍵信息可實時查詢，提供了一個生產過程管理的實時信息系統(tǒng)。

（2）計劃調度管理：精確化的計劃與調度信息化管理平臺的實現(xiàn)，幫助企業(yè)減低成本，按期交貨。

（3）質量管理：質量數(shù)據(jù)實時、準確、完整記錄，在產品制造生命周期過程中生產信息與質量數(shù)據(jù)高度透明并共享。

（4）物料庫房管理：建立起可追溯、可實時查詢、準確的物料管理平臺，為生產計劃的執(zhí)行提供準確信息，避免物料積壓或者缺料現(xiàn)象。

（5）報表與看板系統(tǒng)：形成豐富的數(shù)據(jù)報表與統(tǒng)計分析報表，為決策者快速做出調整提供數(shù)據(jù)支持?，F(xiàn)場各種生產數(shù)據(jù)與質量信息看板，可以直觀反映當前生產進度與生產異常情況。

結論

在外界巨大的競爭壓力下，很多企業(yè)為保持自身的競爭優(yōu)勢，滿足多樣化和個性化需求，通過引入先進的管理技術來提高生產效率，降低生產成本。本文研究的面向MES的精益生產方案，在車間的生產調度、庫存管理、生產作業(yè)、質量管理等方面都實現(xiàn)了車間的精益化生產，為提高企業(yè)的信息化與競爭力，提供有力保證。

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