生产信息化管理系统

1、生产信息化管理系统作者: 日期:为确俣生产管理信鼠化项目建设的成功实施，仪控生产部RII项目作为核动力硏究设计所首批信亘化生产管理实施的单位， 按照生产管理信亘化项目建设总目标,积极落实组织、计划、控制和稳步推进M E S系统试点项目建设,5SSM E S系睦设 按序、髙效进行,为建设 V核电产品制造企业提供强大助力MES茎统是连接现场层与管理层的生产管理技术与实时信息系统,它是实施企业敏捷制造战路,实现车间生产敏捷化的基 本技术手段。MESSS个企业信息隼成系统中承上启下，是生产活动与管理；舌动信亘沟通的桥纨 该项目是基于目前仪控生产 运作模式，进行系统信息化生产管理部晉,推进流程系统优化，

2、遵诸统TS、先进性、实用性、可操作性、灵活性、适应性、 经济性等原则,严格按相关标准规范执行控制进行系统软件走制二次开发.该系统包含有仓库管理、生产计划、生产过程控制.制管理等功能模昨块。目前我们伴随MES系统核电制造试点应用开发，面临着不少问题和障碍.但是随菩系统开发和应用的汾入软件商成都朗連 密切配合我方利區垂困难，根据核电仪控生产现状和体需求，从现场调研到方宰走制、功能开发再到上线测试，在不断 努力下完成了系统仓库管理模块策一版软件编制，实现仓库管理粟统初步说湘.通过此次项目的实施，将推动和帮助核电仪控生产制it进一步完善生产管理体系,大ti提升了设计研发、小批星研制和型号 批垦生产过程

3、控制和质星追溯管理能力，优化了装配制造生产管理的流程对企业生产计划的车间执行做到了实时监控，隆低了装 配过程中人为因素的影响,提髙了人的灵活性和车间的生产效率，为迸一步枳极探索核电仪控产品制造的信亘化管理水平的提 升以此推动产业化、市场化、国际化道路葵走了坚实基础。MES将在我国的石化企业信息化建设中发3锤要的作用,将为企业带来巨大的经济效益.仪控生产部推进生产信息化推迸MES项目伴殖该项目是基于目前RI I生产运作模式,进行系统信息化生产管理部雪,流程系统优化道循统一tt、先迸性、实用性、可操作 性、灵活性、适应性、经济性等原则严格按相关标准规范拥谨制.由成都朗連配合核电仪控生产生产现状和具

4、体需求如从现 场调研到方宰走制、功能开发再到上线测试遇过。项目骏收完成后，盖勒普还得为中国商飞进一步提供系统的后期维护和版本升 级服氛包含生产设备和工位智能化联网管理系统(DNC)、生产数拥及设备状态信息采集分析管理系统(MDC)和NC数控 程序文档流程管理系统(NCCrib)等相关的系统集成。作为中園最大的商用飞机制造厂商.中国商飞SFC项目 涉及到多个生产加工车何，实施规模大，数控设备种类多，现场布线悄况复杂，各信息化系统间集成要求高，是一个富 有挑战性的车间信息化项目。盖勒普团队通过与中国商飞公可SFC项目小组紧密配合.克服了种种困难，结合中 国商飞的生产现状和具体需求如期完成了从现场调

5、研到方案定制、系统集成.功能开发再到上线测试的各项工 作。项目验收完成后,盖勒普还将为中国商飞进一步提供系统的后期维护和版本升级服务。，中国商飞SFC项目的顺利验收，再一次展现了盖勒普系统产品和方案领先的技术水平和过硬的集成开发实力。 通过此次项目的实施.将推动和帮助制造中国大型喷气商用客机的中国商飞公司进一步完善制适车间生产管理体 系，大幅提升了设计研发、多品种小批显研制和型号批显:生产过程控制和质显追溯管理能力.为进一步枳极探索中 国商用飞机数字化制造的信息化管理水平的捉升以此推动产业化、市场化.国际化道路奠定了坚实基础。殖看信亘技术的发展和普及国外大型流程工4k企业,特别是石油化工企业.

6、均十分車视信息集成技术的应用，纷纷以极大的热情 和精力，构架工厂级、公司级县至超公司级的信息隼成系宛ME S是连接现场层与管理层的生产管理技术与实时信息系统它 是实施企业敏捷制造战略,实现车间生产敏捷化的基本技术手段，石化企业十分車视ME S的建设.并取得了一些应用成卑,本 文详细分析介绍了石化企业的应用架构、主要功能及系统部晉.根igMES系统技术架构、石化企业的生产运作模式进行浆统部圏 系统部晉要適循统先进性、实用性、可渓作性、灵 活性、适应性、经济性等原则.严格按招关标准规范执行。M E S是连接现场层与管理层的生产管理技术与实时信亘系统尼是实施企业敏捷制造战瞞实现车间生产敏捷化的基本技

7、术手 段。MES在整个企业信亘卑成系统中承上启下，是生产活动与管理活动信息沟通的桥纨我国石化企业的MES才刚刚试点、刚 刚应用，面临苣不少问題和障碍，但是随苣客户化开发和应用的深入，MES将在我国的石化企业信息化建设中发样垂要的作甩 为确保ERP试点项目建设的成功实施，贵电公司作为江四公司首批ERP信息系统实施的试 点单位，按照江西公司ERP项目“三统一”的建设项目目标，积极落实组织、计划、控制和 宣传工作“四到位”，稳步推进ERP试点项目建设，确保ERP建设按序、高效进行，为建设 一流发电企业提供强大助力。组织到位，确保ERP建设的“可行性”。该公司抓住试点进行ERP建设的良好契机, 从人员

8、、项目、进度安排等方而进行精心组织，成立了 ERP试点项目建设领导小组和工作小 组，并组建了由专业骨干组成的专业组，从组织上对E RP建设工作的项目、时间、计划以及 建设质疑给予保证。计划到位，确保ERP建设的“战略性”。为有序推进ERP建设工作，该公司制左了WERP试点建设实施方案，明析ERP建设工作的目标、内容、步骤、主要工作和指导思想, 将试点建设工作分阶段进行，对每个阶段的时间和目标详尽地分解罗列，彰显以推进ER P 建设提升企业管理水平和增强企业综合竞争能力的高远战略。控制到位，确保ERP建设的“开拓性”。该公司对推进ERP建设的过程进行严密监 控,在ERP系统试运行阶段，及时记录、

9、汇总试运行过程中发现的缺陷及问题,积极与厂商沟 通，制立有效解决方案，并通过倒排工期、加班加点，做好上线前的数据收集，确保E RP建设 工作预期目标顺利完成。宣传到位，确保ERP建设的“认同性”。为使全厂干部职工对ERP建设工作的理 念有淸晰的认识，并形成认知和认可度，该公司在网站上开辟专题网页，对ERP建设相关知 识、建设进度、建设历程中的问题和解决方法进行宣传，并多次开展ERP系统知识培训， 组织各部门负责人、信息员进行强化培训。ERP系统是当今国际上较先进的企业管理系统，它把企业的物资流、业务流、资金 流、信息流统一起来进行管理，以求最大限度地利用企业现在有资源，实现企业经济效益的 最大

10、化。ERP建设是贵电公司创建一流电力企业的重要组成部门，也是该公司实现运行管 控一体化的需求。目前，贵电公司ERP试点建设到了关键阶段，该公司将按照江西公司部 署，稳步推进系统建设，确保ERP系统在2015年12月正式上线运行。制造执行系统(Manufac t uringEx ecu t io n S y s tem, MES)是连接企业 上层管理系统与下层自动控制系统的桥梁，起着信息传递与沟通的作用，其重要 程度越来越多地得到制造企业的关注。MES作为当前制造业信息化领域的研究 与应用热点，已经成为一个不争的事实。针对我国装配的特点和车间生产管 理现状，研究飞机装配的制造执行系统，对促进我国

11、飞机装配企业制造信息和旦 动化的建设具有重要意义。飞机装配车间的管理现状及MES特点飞机装配过程是一个复杂的过程，与一般的机械产品相比，主要具有以下特点：(1) 飞机装配过程中包含大量的零件、部件、工装夹具和设备等制造资源；(2) 飞机装配过程中涉及大量工装制造和协调工作，而且装配质量要求严格， 机身装配要确保气密性，机翼装配要确保刚度和水平度等；(3) 飞机装配必须按客户订单进行计划生产,按批架次进行管理；(4) 飞机装配涉及部门众多，工作量大,周期长，设计更改频繁。将为企业带来巨大的经济效益。E机装配生产管理中存在大量的物流和信息流，管理涉及的面广，难度大。在对 装配车间管理的过程中不仅需

12、要从生产现场采集数据信息，而且需要随时获取其 他的管理系统(如物料采购系统、市场销售系统等)中的信息。同时，其他管理 系统也需要从车间生产管理系统获取必要的数据信息。飞机装配过程涉及到设讣部门、工艺部门、生产部门与管理部门等众多部门，并 且装配过程复杂多变，给生产与管理带来许多不便。面向飞机装配MES系统，与 传统的车间或者生产厂的管理相比，具有以下显著特点：(1 )整体性。针对飞机装配过程的MES能够使得飞机制造过程中所涉及的部门减少协调时间， 提高企业各部门的工作效率，建立良好的部门通信协调以及反馈机制。(2) 动态性。飞机装配过程的MES能快速向讣划管理层反馈生产现场的具体情况，计划层及

13、时 对生产讣划进行调整，并将调整计划通过MES传递到生产现场实现对汁划的快 速反应。(3) 面向客户性。在制造过程的各个环节中均考虑到客户的需求，使得产品的最新要求能够融入到 生产过程中，最终保证产品的质量。面向飞机装配MES系统结构和功能模块研究面向飞机装配的MES系统为了方便现场操作和系统的灵活性，采用C/S结构与 B/S结构相混合的方式，如图1所示。请求/应答W皿服务益Web浏览器图1面向飞机装配的系统架构一部分查询、浏览和工位操作等与现场工作人员结合比较紧密的功能采用B/S 方式实现，如车间现场的工艺浏览功能、任务查看和综合信息的展示等；其他功 能大多采用C/S方式实现，如基础数据的管

14、理等。结合飞机制造企业信息化的发展情况，分析装配过程的业务流程，面向飞机装配 的MES系统的主要功能模块如下。1基础数据管理模块基础数据管理是整个ME S系统实现的1个基础模块，它既要向本系统的各个模 块（如装配计划、装配过程控制、质量分析等）提供各种资料和数据，还要接受 来自企业其他系统的数据以及向其他系统反馈现场信息。该模块维护的各种数据 与其他模块和系统的信息交互见图2。备系统对贩尿条番MLS机瑟做据諦理模扶严品数据人员删鞫14数据严品菇构结构 尊里础敦据洼厂一系统H他棋块一、作业皆理摸块质fit甘理模块Jt他驸助模块1ES业务勢H尿弄町视化說抵淡MES故堀陈嗷务貉因2基础釵樋管理投块涉

15、及餉敛摒流2装配生产讣划与调度管理模块该模块的主要功能包括计划导入、计划编制、计划查询和讣划下达，该系统的总 生产计划山ERP系统导入，再根据各个车间进行任务的合理编制并下达相应车间 进行车间装配生产；根据车间装配生产计划及各生产指令和物料准备情况，适时 制定、调整各班组的周生产计划；确保生产计划节点完成生产任务。3装配作业管理模块装配作业管理模块是整个ME S的核心，用来控制和协调计划订单在车间现场的 执行过程。该功能模块可以根据企业对产品的复杂程度以及计划控制粒度灵活设 置现场生产管理的层次和可控制点数，具有制造单元或设备的任务排序和负荷调 整能力。作业管理模块与基于条码技术的数据采集过程

16、、质量检查过程、故障处 理过程和质量跟踪过程实现无缝集成。装配作业管理模块可实现不同生产方式的 结合，以保证整个企业的需求为目标，其功能见图3。(1) 车间订单管理:根据装配讣划管理模块下发的装配讣划或者派工单将整个车 间的装配任务分解成为按顺序排列的若干分段计划，以管理装配的纵向协同。(2) 生产准备管理：生产准备为车间生产作业管理的重要内容，主要职责包括工 具工装可用性检查、标准样件可用性检查、设备可用性校核、提前期校核和物料 可用性检查。(3) 工序作业计划管理:按照工作订单和车间订单的时间节点要求，采用最小加 工周期确定工序的最早开工和最晚完丄时间。将整个车间的装配任务分解成按工 序顺

17、序排列的工序计划，以管理需求物件在车间内部流转的纵向协同。确定每台 设备或者每个工人在较短期间内的任务次序,进行装配任务的横向协同。(4) 工序计划维护：工序计划维护功能主要是为适应企业批量投入分批产出习惯 而专门设置的。主要任务是:对已开工批次的工序作业计划，因临时任务调整， 分批进行生产，从完工的工序开始，生产新的工序作业计划并记录原工序作业计 划的批号和任务号；当发生工序顺序变化和工序超越、临时增加工序时，生成新 的批次号，打印新的工艺流程卡，记录工艺临时更改单号。(5) 数据采集和过程监控:在数据采集中，主要采用与软件集成封装的条码数据 采集技术进行生产进度和质量状态的数据采集和输入，

18、以提高现场信息采集的精准度和效率；在装配的重要装配区和关键点进行实时监控来确保装配的质量，减 少人为因素对嘉配质量的影响。(6) 追溯功能：根据工序点采集的质量信息，可以向前和向后追溯质量状态和处 理单号，一旦发现质量问题，可以追溯到批架次号、操作人、检验人、不合格品处 置单号等信息。4装配车间资源管理模块主要功能包括工装、工具管理、物料管理、设备管理、人员管理等。物料管理主 要功能包括物料出入库管理、物料库存管理、物料准备、物料调度和物料追踪等; 设备管理主要负责设备档案管理、设备运行管理、设备维修与维护和设备订购等; 人员管理主要负责车间工作人员的工作职责、工作任务和考勤等。针对飞机装配

19、过程涉及大量工装、工具，主要分析模块的工装工具入库管理、工装工具出库管 理、丄装工具计划和控制管理、丄装工具库存查询、库存盘点、报废和丢失管理、 定检管理和工装工具的台账管理等功能。各功能模块的业务流程见图4o丁缎和丁貝月、周需求计划外购申请库存査i旬汁划与控制报废和丢失管理/领用单/ 盘点信息 /归还单廊废和丢失弓/库存盘点台嫌管理/ 出库记录 /维修管理送修单/定点单卜定检管理/人库记录工装和匸具 人库管理工装和工貝 出库管理盘于人库记录/盘盈人库记录囲4工装工具管理模块业务流稈5车间质量管理模块 该模块主要山检验、分析、控制3个环节组成。对装配全过程的质量信息进行管 理和控制，通过自定义

20、的质检过程进行制造过程各阶段的质量数据采集、故障记 录和分类分析，对设备、工具、仪器的定期复检过程进行数据采集、故障记录和 分类分析,提供对产品质量状态的全程跟踪、质量归零管理、质量成本管理等。 MES系统应用中的关键技术研究在制造业信息化建设中，MES系统处于企业管理层和车间层的中间层，是实现企 业车间层管理透明化，为企业其他系统提供可靠信息的基础。在MES系统的应用 中，主要包括以下3个方面的关键问题。1 MES系统与企业其他信息系统的集成技术研究飞机制造企业信息化发展中，采用的系统包括PDM、CAD CAPP和ERP等信息 系统，各自都有自己的数据库以及所涉及的核心数据模型,MES也不例

21、外。但是作 为信息化建设中的一个子系统，MES必须从其他系统中获取自己所需的基本数 据，如产品结构、工艺数据、物料数据等，所以MES与其他系统之间的集成是必 不可少的。MES的数据基础是MBOM,在H B 780220 0 6中规定，“制造物料清单(M a nufac t uring Bil 1 o f Materi a 1, NIBOM)包含产品所有的装配、制造零组件，反 映工艺装配关系并说明配套来源的分层次的物料清单”。MB0M包含所有构成 产品的零组件、A0、标准件、成品件、材料等组成单元及其装配关系和数量配套 关系。图5为MB0M中的数据组成示意图。匸位对应的艺组合件A0对应的工艺一

22、组合件1修零件1- 一修零件2 $ A0对应的丁艺 s 组合件2 卜-醪零件？ J零件4零件5装配关系信息;数嚴单位*国T装TM种表喘甄叟鲁构夕临时A0 M) 一=0交接状态表rHJ 丁装订货单 临时F0一A描述关系产品配置信息: 有效性信息亠囲模线样板细目不冈材料定额更改单参考关系團5 MBOM结构MB0M应描述的数据关系包括：(1) MBOM中的装配关系应记录装配单元之间的层次关系、装配单元与A0之间以 及AO与零组件之间的装配结构关系,零组件之间装配结构关系与PBOM相同；(2) MB0M中零组件生产类型及工艺分工路线等信息与PBOM中相同；(3) 零组件工艺文件,定义零组件的A0、加工

23、设备、工装夹具、刀具、量具、 工时定额、车间、班组等数据；(4) 零组件之间的装配数量关系，主要描述零组件在装配过程中每道工序或每本 AO需要装配的零组件号和数量，零组件之间的数量关系与PBOM相同。MB0M可为CAD、CAPP、ERP、PDM等的有机集成及企业集成提供统一有效的 数据基础，以满足数据的唯一性、实时性、有效性、安全性等需求。MBOM的管 理是制造数据管理的核心内容，而工艺信息是MB0M管理的基础内容，主要包括 AO、FO、TO及其他工艺技术文件。飞机制造是以BOM为主线组织新产品开发与生产的。从设讣开始到生产加工过程 中涉及的BOM结构以及数据流向如图6所示。以BOM为核心进行

24、系统之间数据 的有效集成，确保系统之间能够实现基础数据的链通，从而使得系统之间实现强 内聚、弱耦合的功效。2车间生产调度技术研究- _车问调度方法包括Petri网方法、基于人工智能的调度方法、基于计算智能的调 度方法和基于仿真的调度方法等。针对车间调度的算法包括智能算法和遗传算 法、禁忌搜索法、模糊逻辑法、人工神经网络法等。这些调度方法及算法都较好 地解决了某方面的生产调度问题，但是由于飞机装配生产现场复杂，难以用单一 的调度方法或算法解决所有生产调度问题。产品设计的CA勺系统某架次飞机I前机身|ICAPPEBOM以 EBOM 为基础数 据进行工 艺、材料定 额工时定 额尊设计. 形成结构 化的结构装配大纲:A0 ）设计资源 计划 ERP 系统根据PBOM生成生产计 划渤料碍求 等信息车间层的系统KBOM1201 I装配计划与谒度管理装配作业管理质虽管理系统的其他庶块 以为核心 数据对车间