船舶制造执行系统

船舶制造执行系统（精选10篇）

船舶制造执行系统 第1篇

关键词：构件,敏捷制造,生产管理,UML

1 船舶制造企业的特点[1]

(1)船舶产品结构复杂、建造周期长、重复作业率低,较难采用流水线或专用工装设备进行生产;

(2)成本难以动态监控:船舶产品是根据订单组织设计的,产品的标准成本及构成需在完成设计、工艺,形成物料清单、工艺线路定额表后才能确定,产品的成本控制视船舶产品的不同而不同;

(3)生产组织困难:船舶产品的计划部门要在完成产品的设计和工艺后,才能编制出合理的生产计划和生产作业计划。但在传统的管理条件下,由于各部门、各环节之间的大量信息沟通不及时,生产组织中不可避免地存在:

1)产品到了总装调试阶段,才发现有的关键零件还未生产出来,或关键的外购件还未订货到位;

2)生产部门急用的原材料、配套件未采购,而生产部门暂时不急用的原材料、配套件却已购回,因而造成库存资金增加,加大资金营运成本;

3)由于缺乏对生产资源和生产任务的平衡和模拟试算,使生产资源冲突难以避免,生产计划的可执行性差,生产突击加班时有发生;

4)难以控制加工过程中的重复领料,使材料成本失控。

为实现船舶制造企业的管理目标:(1)保证按期交货;(2)控制目标成本。根据敏捷制造模式的要求和特点,在物理上应当按照成组单元进行组织,在生产组织上要面向产品;要实现敏捷制造的组织和控制,包括生产组织方式、制造资源的物理布局、生产单元的重构以及系统的控制结构。这一切都要求船舶制造企业进行流程再造,其生产管理系统能实现快速重构。

生产管理系统[2]是以计划为主线,通过对物料和企业资源的计划管理,达到减少生产辅助环节、减少库存、缩短生产周期的目的。软件复用技术为这一课题的研究提供了理论基础。

2 软件复用

软件复用[3,4]有三个基本问题,一是必须有可以复用的对象,二是所复用的对象必须是有用的,三是复用者需要知道如何去使用被复用的对象。软件复用包括两个相关的过程:可复用软件(构件)的开发和基于可复用软件(构件)的应用系统构造(集成和组装)。

因此,为实现船舶制造生产管理系统的快速重构,应该解决以下几个问题:

(1)要建立船舶制造企业的领域模型;

(2)是可复用构件的开发,包括面向对象的可复用对象的设计,开发和实现;

(3)则是构件的组装;

3 系统及开发[5,6]

UML是面向对象建模的语言,而软构件技术是面向对象的技术,两者可以很好的融合。上面已经提到生产管理系统是以计划为主线,因此下面以MPS系统为例。

3.1 Use Case建模

Use Case目前被认为是一种较好地获取软件系统需求的手段,特别是在基于构件的系统开发中。在领域业务模型的基础上,建立高层Use Case模型,将注意力集中于捕获系统为每个用户(即活动者)所提供的服务上,根据用户的实际需要确定系统的功能,在用户的真正需求和分析人员获取的需求之间建立了一一对应的关系。如图1。

当然,为了更好的理解用例,可以用活动图来做进一步解释,以MPS编制为例(图2)。

3.2 面和对象分析与设计

这个阶段以use-case模型作为输入,理解在需求获取阶段得到的use-case模型,把use cases细化为对象和对象之间的交互,产生的结果主要包括类图、构件图等。这里要确定系统真正需要的、并实现use cases的一组对象类,然后建立对象类之间的关系,包括关联、依赖和继承等,并且注意标识领域的共性和变化性,如图3。

3.3 组件关系建模

这个阶段得到构件关系模型(图4),有需要还得对组件进行细分。在这里,构件的接口定义了一组对外提供和要求的功能,构件在实现上对应一组协作的对象。构件之间的关系包括功能连接和聚集两种,功能连接表达了一个构件对外提供功能和另一个构件对外要求功能之间的匹配。聚集来实现构件之间的复用。

组件及接口定义举例:

3.4 系统组装

在所有的构件都已经符合标准的情况下,根据具体的业务流程和功能实现,有序的进行构件的组装。根据系统体系结构[7]的不同,构件的组装形式也不一样,在此,选用了接口连接式体系结构。在这种类型的体系结构中,构件的接口不但定义了其对外提供的功能,而且定义了其要求的外部功能,从而显式地表达了构件对环境的依赖,提高了构件接口规约的表达能力.构件的接口定义了所有对外交互的信息,构件在实现时不是直接使用其他构件提供的功能,而是使用它在接口处定义的对外要求的功能.构件之间的连接是在所要求的功能和所提供的功能之间进行匹配,因此,通过接口就可以定义系统中构件之间的所有连接.这样,就把上一种体系结构类型中构件之间的固定连接方式变成灵活的连接方式,降低了构件之间的依赖性,提高了构件的独立性和可复用性。

参考文献

[1]吉卫喜,王宁生.面向业务流程重组的生产管理系统快速重构技术研究.机械科学与技术,2002;2(5):852—854

[2]杨芙清.软件复用及相关技术.计算机科学,1999;(5):1—4

[3]杨芙清,朱冰,梅宏.软件复用.软件学报,1995;6(9):525—533

[4]葛世伦.船舶制造企业ERP/MRPII的研制与实施.船舶工程,2001;5:54—65

[5]张世琨,张文娟,常欣,等.基于软件体系结构的可复用构件制作和组装.软件学报,2001;12:1351—1409

[6]王智学.Rose对象建模方法与技术.北京:机械工业出版社.2003

船舶制造执行系统 第2篇

1. 引言

大庆石化公司是中国石油天然气股份有限公司下属的地区公司，是以大庆油田原油、轻烃和油田气为主要原料，从事炼油、化工、化肥、化纤生产的特大型石油化工联合企业。公司按分布式三级管理模式组织生产、经营活动。

大庆石化分公司MES项目于2006年1月25日正式启动，在中国石油信息管理部的统一领导下，组建了由大庆石化公司、毕博管理咨询公司、霍尼韦尔公司和中国石油内部实施单位等多方人员共同组成的实施团队。在MES实施过程中，严格遵循大型信息集成系统的项目阶段及过程管理，经历了如项目启动、现状及需求分析、详细设计、系统配置及客户化、系统测试及用户培训、系统上线及上线后支持等几大实施阶段与过程。

图1 大庆石化MES实施阶段与过程

2. 启动阶段

MES启动阶段的工作关系到项目能否取得预期效益，如果处理不当，会导致在项目实施过程中无法满足企业管理的需求，最终使得实施效益出现严重偏差，并导致企业领导、各层管理人员及业务人员对MES系统失去信心，甚至出现排斥心理。在这个阶段，需要进行的工作如下：

2.1. 确定实施组织

根据中国石油信息管理部的统一安排，以毕博管理咨询公司专业人员为主的实施顾问到达企业后，马上就和企业一起建立了MES实施的组织机构，确定了项目指导委员会、项目经理部、项目实施组领导名单，确定了以生产调度的业务模式来带动MES实施的项目管理策略，形成了生产运行处主导项目、科技信息处和其他部门配合的管理模式，并且根据项目计划，陆续抽调8名企业人员全职参加项目实施团队的工作。

2.2. 安排集中办公室

为了便于管理、方便工作开展，专门安排一处可容纳30-40人的办公场所供实施团队使用，不仅保证每个人都有工作卡位，而且还提供交流和会议区间，同时还搭建了局域网络，配备了打印机、复印机、文档服务器等必要的办公设备。

2.3. 制定制度

实施团队是在项目实施周期内由多方单位组成的一个临时性的队伍，为了形成统一的规范和纪律，项目组制定了统一的实施团队管理制度，包括与企业同步的作息时间、项目成员请假制度、安全条例、工作职责等规定，

另外还制定了统一的文档管理制度，下发统一的文档模版和文件命名规范，并建立文档服务器的规范存储目录和相应的版本控制机制。

2.4. 编制实施计划

根据中国石油信息管理部对实施进度和里程碑时间的统一要求，考虑规避风险以及项目沟通和质量审核的时间约束，项目组对每一个实施阶段的任务进行工作内容分解，并进行相应的人员和时间分配。

细化的实施计划经过充分的沟通和确认后，编制成《MES实施计划说明书》，同时将实施进度计划公布给每个项目成员，并刊登在项目办公室的墙报上。

为了保证实施计划能够切实可行，在编制之前，首先进行了以下的工作：

1) 建立沟通机制：确定项目组的汇报机制与例会制度，项目任务下达方式和反馈方式，项目组成员之间以及与企业相关部门和关键用户的联系方式等。

2) 分析和识别项目风险：了解企业的概况后，组织召开项目风险分析会，充分论述已识别出的项目风险，并划分风险等级，探讨这些风险的规避和应对方法。

3) 质量审核机制：确定每个实施阶段审核内容、审核方式、审核人员以及结果确认方式。

2.5. 召开启动大会

作为MES实施里程碑的启动大会，每一个环节都必须认真对待。要使这次会议能够达到事半功倍的效果，应该提前：

1) 确定参加启动会人员、确定会议地点、时间;

2) 确定启动会议程;

3) 准备启动会资料。

3. 现状调研及需求分析阶段

在进行信息化项目建设中，必须首先要搞清楚“必须做什么、应该做什么和可以做什么”的需求问题。虽然中国石油MES在总部层面对这些问题有所规定，但在具体实施过程中，这些问题仍然存在，因此必须高质量的完成现状及需求分析阶段的工作。

现状调研及需求分析可以分成四个步骤：

1). 企业现状调研：这部分的工作包括：

a. 根据企业基本情况编制访谈计划和访谈问卷;

b. 对生产相关部门和主要生产车间进行访谈;

c. 访谈完成后编制访谈纪要和主要业务流程;

d. 与有关部门进行流程确认。

2). 开展业务分析、数据源分析和现有系统分析等评估性工作。

3). 根据企业现状和业务需求，结合软件系统功能，确定出MES的功能需求。

4). 对照中国石油MES大连试点的情况，结合自身的功能需求，找出存在的差异。

在这个阶段，收集了“企业组织机构及层级关系”和“装置生产情况”信息、收集并评估了“企业现有信息系统状况”、掌握了“企业网络状况”和“企业DCS接口现状”。为了做好需求分析和初步数据收集工作，实施顾问除了对企业实施人员和关键用户进行MES概念、实施方法、功能架构和应用效果的培训外，还在实施团队内部开展了项目管理、流程图绘制和文档编制模版的培训工作。

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船舶制造执行系统 第3篇

烟草行业由国家实行专控，生产总量由国家局下达计划，各烟草工业公司只能在国家局计划的基础上，对下属各卷烟工厂进行分解，进一步的优化产品结构，降低成本，以此来满足消费者的需求。目前，烟草工业公司生产计划受市场影响越来越大，大部分企业明显感到计划跟不上变化，面对销售部门对产品交货时间的严格要求，面对营销计划的不断调整和生产过程中品名的更换，造成了生产计划不断变更。

【关键词】优化功能；精准调度

一、前言

在当前这种生产组织模式下，各工业营销中心需要对生产情况非常了解，掌握生产在线的实时数据，避免签订不合理合同，避免出现交货期根本无法保证的问题；而生产部门也需要及时掌握生产的历史情况和现时数据，快速准确地根据销售合同和生产计划制订科学合理的生产计划安排。要实现上述的功能要求，需要的不仅是先进的生产设备和能力，更重要的是保证从满足销售需求、科学精准编排生产、合理组织生产、发挥信息化系统数据统计、分析功能，确保生产过程中各个环节的信息畅通，在企业的计划层与生产控制层之间建立起“直通车”。

二、卷烟工厂优化信息化系统的必要性

目前，烟草企业整个生产过程集成化程度很高，实现了生产过程的自动化。随着企业信息化建设的不断深入，ERP、MES等信息化系统在烟草行业应用十分广泛，逐渐为企业员工所接受。卷烟工厂的管理逐步向信息化、无纸化迈进。系统化系统使用过程中，必须通过不断的优化、完善和改进，才能越来越适应企业发展的需要，因此完善信息化系统是企业发展的必经之路。

三、优化信息化系统（MES）的具体方法

工业企业卷烟生产制造执行系统（即MES系统），主要进行生产管理和调度执行，它既重视计划管理又重视执行管理，既可向上传输现场信息又可向下承接管理信息，把整个信息系统集成为一个整体，可以有效地帮助企业实现降低成本，按期交货、提高产品质量和服务质量、提升生产效率的目标。

1.优化、完善系统功能，提高计划排产的科学性

针对制丝MES系统排产过程中，计划调整时出现线段计划与生产管理系统对接、以及MES系统各段序号混排的情况，在同一个编辑计划的列表中，同时存在两个线段的计划，MES系统将对每个线段的计划进行单独处理，确保在删除其中一个批次后，原来的批次顺序保持不变；针对排产过程中出现牌号代码错误，导致无法下发生产计划的情况，对基础数据进行集成，批次编码同步更新，提高计划编制的效率。

2.优化生产批次顺序，减少不必要的等待及浪費

针对卷烟牌号多、细支卷烟、中支卷烟、手工包装卷烟生产过程中，生产的计划频繁调整，增加了卷包作业计划手工调整功能，使各牌号准确对应生产机型，从而使计划排产顺畅、有序。针对牌号多，喂丝机配置不足，导致无法下发生产计划的情况，添加人工喂丝机配置，消除喂丝机互斥的情况，使MES系统作业计划排产更准确，更高效，生产批次最优，数据传递及时准确，从而减少生产组织过程中不必要的等待及浪费。

3.梳理排产存在问题，确保辅料数据准确

组织对MES系统存在问题进行排查，发现卷包排产过程中辅料验证功能提示数据不准确的情况，一方面及时联系MES系统技术人员进行检查验证，检查MES数据和ERP数据接口传输的可靠性；另一方面向物资采购中心进行反馈，最大化地保证ERP系统数据的及时性和准确性，最终保证MES系统辅料验证数据的准确性，提高卷包排产准确性。

4.开发相关统计报表，提高统计、查询、分析能力

梳理MES系统数据筛查、报表计量单位、报表牌号缺失等问题，增加了制丝各线段生产计划执行情况的查询功能，以及各类与消耗有关指标的查询，提高生产组织、消耗分析能力。

5.分析产品质量数据，确保质量均质化

通过MES系统的应用，对产品质量进行及时分析，对生产条件的变化做出迅速反应，为安全生产提供科学、先进的控制手段，有利于生产相关过程持续改进，从而有效的推动生产效率与工艺水平的提高，确保产品质量的稳定性，确保同品牌异地加工，多点生产条件下，产品质量均质化。

6.举办MES系统操作培训，助力精益管理

定期举办MES系统应用培训，解答使用过程存在问题的处理方法，提高应用水平，助理精益管理。

四、如何实现生产调度精准化

1.运用MES信息系统指挥生产，由以往经验排产向数据化排产转变，真正实现精准生产。

2. MES系统相关数据进行审核上报，杜绝数据失真。MES系统数据审核报送实行“4定原则”，定人、定岗、定时、定责。确保信息系统数据审核报送及时、准确性。

3.修订企业相关的管理制度，将信息化系统数据报送、数据审核、统计分析能力及方法细化职责、统一口径、明确要求。

船舶制造执行系统 第4篇

离散型制造企业面向订单的少数量、多批次定制生产方式, 决定了其生产计划的易变性、复杂性及难度。同时, 也决定了通过计划管理提高离散型制造企业效益的必然性。对生产计划进行有效管理是提高离散型制造业企业经济效益和提升核心竞争力的必由之路。实施科学的生产计划和调度, 这是离散型制造企业生产管理的中心环节, 同时也是管理系统中最为烦琐与复杂的内容之一。鉴于企业产品生产组织正在变得更趋复杂, 这就要求企业生产管理系统不但要完成直接面向过程之中的控制与优化, 而且还需要在得到生产过程信息的前提下实施指挥、调度以及综合性的管理。这一优化可以说是各种先进制造技术与管理技术中的中心环节, 是增强核心竞争力、提高综合效益的关键因素。通过不断研究、完善复杂生产过程的计划管理问题和方法, 对于提高管理水平, 促进企业的进步与发展具有十分重要的意义。

二离散型制造企业生产组织调度中的实际问题

一是企业的生产作业过程太过随意。在车间调度过程中单一地依靠个人经验来进行产品加工, 因而难以实现计划的智能化调度。因为这些设备的数量相当多, 而且所处位置较为分散, 所以也就很容易产生设备负荷所具有的不均衡感。加之人为的因素对于企业生产具有相当大的影响, 从而也加大了生产过程之中的随意性。

二是企业缺乏生产、计划、管理与决策的依据。因为企业没有对零件的加工工时以及设备的利用率实施定量分析, 所以也就很容易导致所编制的生产计划和生产调度决策之间出现不足之处。

三是企业调度工作缺少预见性。企业在生产时往往会碰到突发性问题, 这就需要调度者快速调整原定的作业计划。在此基础上, 应当做到以防为主体, 一定要避免被动堵漏洞的方式, 假如单独地依靠人工进行管理则很难加以实现。

三离散制造业企业生产组织调度解决方案

一是生产计划调度组织模式改进。在总结过去生产管理的经验, 为消除前期按业务相似性划分的专业组而引起的阻断生产流的瓶颈、障碍, 按照“产品相似、流程相似”的原则, 重新对生产线组织机构进行了重新整合。整合后, 各专业组人员相对集中, 任务在组内相对封闭, 减少了组与组之间的协调和依赖, 增强了团队内部的协作性、整体性, 生产流更加清晰、有序。在改进的生产组织模式中, 按照“拉式生产”的模式和方法, 将全年生产任务按专业组分拣、布划。各专业组根据产品交付节点和生产流程, 安排组内生产任务, 及时准确地对生产的最前端“零件齐套”提出相应的要求。具体操作流程为:各专业组根据组内计划提出下月配套要求, 以邮件形式发给调度人员。调度人员按照要求, 及时准备生产配套零件, 下达生产订单, 指定订单负责人即各专业组长, 专业组长根据订单编制工序计划, 进行派工;现场人员按组长安排, 接受任务。通过新的流程调整, 将生产任务一级级向基层传递, 切实落实到个人。由于各专业组长掌握所负责的产品生产流程中的全盘资源, 能够结合资源保障情况、任务饱和度、人员技术能力等动态、合理调整工序计划。

二是对企业生产制造执行系统进行开发。单一地依赖调度人员用经验、简单计算来确定公司的生产计划以及调度方案的传统做法, 已大大地阻碍了企业应对市场和生产变化的反应力。为了能够让本企业的生产组织变得更加科学与优化, 需要应用计算机系统进行开发, 其核心功能主要有以下三项:其一是实现排程的可视化、最优化以及精准化。要在企业能力负荷的范围之内努力避免出现超期和无谓等待的时间, 对于计划的变更应当进行快速、及时地响应。排程系统应当是柔性的, 要能满足企业生产组织之灵活性, 应当支持手工数据的调整和修正。同时, 要很好地提高计划所具有的精准度, 形成高精度的企业生产计划以实现真正的可视化管理。其二是进行质量数据的统计和分析。这一模块应当依据零件、设备以及人员等不同的分类形式来记录企业车间生产过程中所产生的质量类信息, 从而得以在对历史数据进行充分分析的基础之上, 帮助管理人员剖析出现质量问题的原因。并依据以前的订单数据开展分析, 从而预测出关难配套零部件和工序等, 并确保库存数能够保持最合理的状态。要落实对企业制造系统进行实时绩效评估以及预测的重点技术, 从而提升企业生产过程之中的实时化监控水平, 进而提高企业生产组织运作与决策管理过程中的自动化水平。其三是实施人员和设备管理。要对企业员工的技能、加工质量等大量数据实施科学化的统计与分析, 并且在指定的时间内依据相应的规则计算出员工的工时。这样一来, 就能够制定出合理的生产计划, 提升各项设备的利用率, 并且让企业管理者能够及时地了解到设备的运行状态。并且对设备的维护过程加以管理, 保障各项设备均能保持最佳状态。

四结束语

综上所述, 随着近年来各种新型生产制造模式的不断涌现, 十分有助于引入现代生产方式来进行生产管理和调度, 因此, 笔者所提出的改进型生产管理模式必然能对提高本企业的生产效率带来极大的帮助。

摘要：实施科学的生产计划和调度, 这是离散型制造企业生产管理的中心环节, 同时也是管理系统中最为烦琐与复杂的内容之一, 对生产计划进行有效管理是提高离散型制造企业经济效益和提升核心竞争力的必由之路。本文结合典型离散制造企业生产组织、调度的实际问题, 从生产计划调度组织模式改进和生产制造执行系统的开发研究两方面, 讨论了离散型制造企业生产组织调度解决方案。

关键词：离散型,生产,制造,执行系统

参考文献

[1]饶运清.MES——面向制造车间的实时信息系统[J].信息技术, 2002 (2) .

[2]蔡宗琰, 王宁生, 王志胜。郝文育.制造执行系统的功能模型[J].计算机工程与应用, 2004 (24) .

船舶制造执行系统 第5篇

项目资金申请报告

项目编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司

资金申请报告编制大纲（项目不同会有所调整）第一章 制造执行系统（MES）项目概况 1.1制造执行系统（MES）项目概况

1.1.1制造执行系统（MES）项目名称 1.1.2建设性质

1.1.3制造执行系统（MES）项目承办单位 1.1.4制造执行系统（MES）项目负责人

1.1.5制造执行系统（MES）项目建设地点

1.1.6制造执行系统（MES）项目目标及主要建设内容

1.1.7投资估算和资金筹措

1.2.8制造执行系统（MES）项目财务和经济评论

1.2制造执行系统（MES）项目建设背景

1.3制造执行系统（MES）项目编制依据以及研究范围

1.3.1国家政策、行业发展规划、地区发展规划

1.3.2项目单位提供的基础资料

1.3.3研究工作范围

1.4申请专项资金支持的理由和政策依据

第二章 承办企业的基本情况 2.1 概况 2.2 财务状况

2.3单位组织架构

第三章 制造执行系统（MES）产品市场需求及建设规模 3.1市场发展方向

3.2制造执行系统（MES）项目产品市场需求分析

3.3市场前景预测

3.4制造执行系统（MES）项目产品应用领域及推广

3.4.1产品生产纲领

3.4.2产品技术性能指标。

3.4.3产品的优良特点及先进性

3.4.4制造执行系统（MES）产品应用领域

3.4.5制造执行系统（MES）应用推广情况

第四章 制造执行系统（MES）项目建设方案

4.1制造执行系统（MES）项目建设内容

4.2制造执行系统（MES）项目建设条件

4.2.1建设地点

4.2.2原辅材料供应

4.2.3水电动力供应

4.2.4交通运输

4.2.5自然环境

4.3工程技术方案

4.3.1指导思想和设计原则 4.3.2产品技术成果与技术规范

4.3.3生产工艺技术方案

4.3.4生产线工艺技术方案

4.3.5生产工艺

4.3.5安装工艺

4.4设备方案

4.5工程方案

4.5.1土建

4.5.2厂区防护设施及绿化

4.5.3道路停车场

4.6公用辅助工程

4.6.1给排水工程

4.6.2电气工程

4.6.3采暖、通风

4.6.4维修

4.6.5通讯设施

4.6.6蒸汽系统

4.6.7消防系统

第五章 制造执行系统（MES）项目建设进度

第六章 制造执行系统（MES）项目建设条件落实情况 6.1环保

6.2节能

6.2.1能耗情况

6.2.2节能效果分析

6.3招投标

6.3.1总则

6.3.2项目采用的招标程序

6.3.3招标内容

第七章 资金筹措及投资估算 7.1投资估算

7.1.1编制依据

7.1.2编制方法

7.1.3固定资产投资总额

7.1.4建设期利息估算

7.1.5流动资金估算

7.2资金筹措

7.3投资使用计划

第八章 财务经济效益测算

8.1财务评价依据及范围

8.2基础数据及参数选取 8.3财务效益与费用估算

8.3.1年销售收入估算

8.3.2产品总成本及费用估算

8.3.3利润及利润分配

8.4财务分析

8.4.1财务盈利能力分析

8.4.2财务清偿能力分析

8.4.3财务生存能力分析

8.5不确定性分析

8.5.1盈亏平衡分析

8.5.2敏感性分析

8.6财务评价结论

第九章 制造执行系统（MES）项目风险分析及控制

9.1风险因素的识别

9.2风险评估

9.3风险对策研究

第十章 附件

10.1企业投资项目的核准或备案的批准文件； 10.2有贷款需求的项目须出具银行贷款承诺函； 10.3项目自有资金和自筹资金的证明材料； 10.4环保部门出具的环境影响评价文件的批复意见；

10.5城市规划部门出具的城市规划选址意见（适用于城市规划区域内的投资项目）；

10.6有新增土地的建设项目，国土资源部门出具的项目用地预审意见；

10.7节能审查部门出具的节能审查意见； 10.8项目开工建设的证明材料；

烟草企业中的制造执行系统设计 第6篇

MES即工业企业生产制造执行系统, 负责生产管理和调度执行, 主要体现生产管理技术与实时信息系统的新理念。它既重视计划管理又重视执行管理, 既可向上传输现场信息又可向下承接管理信息, 把整个信息系统集成为一个整体, 可以有效地帮助企业实现降低成本、按期交货、提高产品质量和服务质量、提升生产效率的目标。结合某卷烟企业的正在进行的技术改造情况进行了MES系统的设计。

2 MES系统架构的设计

此企业的MES系统软件架构如图1所示。在此系统中, MES基础平台采用WONDERWARE公司的PLATFORM平台产品, 这是一个面向生产制造集成的成熟软件, 以该成品为基础可以快速实现整个生产过程的集成与管理。MES应用中, 以实时应用为主体的过程监控, 将使用WONDER-WARE公司的PLATFORM平台的各种组件, 如生产监控组件、质量管理组件、统计过程控制 (SPC) 组件等。这些实时应用通过Wonderware web服务器 (Wonderware Information Server) 发布, 它们的访问控制由MES统一管理。MES系统将对这些实时应用, 与其他MES应用统一起来, 形成一个完整的整体。

3 MES系统功能的设计

根据MES业务划分, 我们将生产管理与业务分开, 将其他业务的公共业务 (如调度) 合并, 形成该烟草企业的MES系统功能设计, 包括生产配置管理、生产优化排产与计划管理、调度、过程监控、现场作业管理、质量管理、设备维护管理、生产物料管理、生产统计分析、生产成本管理、生产人员管理、生产跟踪与追溯。下面我们分别介绍各个模块。

3.1 生产配置管理

生产配置管理实现企业生产建模和各种公用基础数据的管理。MES系统采用生产模型组态工具实现不同企业的不同业务模型, 这种架构极大提高了MES的适应能力, 有效降低实施成本, 增强系统的扩展性和伸缩性, 并能保护用户投资。

3.2 生产优化排产与计划管理

生产优化排产的目标是在满足市场需求的前提下, 使生产计划的编制更加快捷、科学、合理, 优化作业的组织和管理。具体来说就是要实现以下目标:确保生产的均衡性、连续性;减少换牌、避免停机待料, 优化生产过程;快速的应变能力, 快速处理紧急插单, 满足不断变化的日常需求。

3.3 调度

生产调度是生产实时指挥调度的核心, 调度系统要建立统一生产调度体系, 统一生产调度的下发、接收, 使得使用者能够有唯一途径发布调度信息, 也有唯一途径接收、查看调度信息。

3.4 过程监控

过程监控是生产实时调度指挥的基础, 它以全厂各自动化系统 (卷包数采、制丝数采、动能数采、高架库数采、质检仪器数采、电视监控及流媒体等) 为基础, 通过全面的数据集成, 在一个统一的信息平台上, 实现对现场生产状况、原辅料库存情况、设备运行情况、质量工艺状况及差异信息、材料耗用状况、各工序作业任务执行状态及加工进度的实时监控和异常报警。

3.5 现场作业管理

对生产现场人员及其操作行为的规范与管理是生产管理的一项重要内容。现场作业管理是企业信息化向机台现场的延伸, 是规范生产行为, 强化现场管理的一个重要手段。

现场作业管理主要是指卷包现场作业管理, 必须具有卷包数采站或者物料呼叫终端等硬件设置支持。

3.6 质量管理

3.6.1 质量标准管理

标准管理模块是根据国标及企业要求, 采用统一的方式, 对产品的工艺标准和工艺文件进行集中管理。

3.6.2 质量检验检测管理

质量检验检测管理包括检验计划管理、检验执行管理、检验结果统计查询、检验结果反馈、检验仪器数据采集, 覆盖了全企业所有质量检验检测所涉及的业务范围, 通过规范检验计划和执行为质量控制与管理建立完善的产品质量信息库。所有质量检验检测数据可以实时反馈到相关生产现场及管理部门, 加快了质量异常事件的处理速度, 强化了产品质量的在线控制。此外, 质量检验检测数据也是质量统计、考核、分析的基础。

3.6.3 质量分析

质量过程分析控制是利用统计学的原理, 从产品工艺控制的角度出发, 选择相应的质量控制参数, 对其标准进行设定, 科学分组取样数据, 通过采用过程控制分析工具对产品工艺质量进行有效的分析, 即时对生产过程中存在的质量问题或隐患发出实时预警, 并且通知相关人员即时解决质量问题或隐患, 达到质量管理向过程控制的转变。同时提供了质量持续改进与工艺研究的能力。

3.7 设备维护管理

在生产过程中, 产品的产量和质量是依靠设备来保障的, 设备是生产的重要资源, 因此, 设备维护管理也是MES系统的一项重要内容。

设备维护管理功能主要包括设备定义管理、设备维护规程管理、设备常规维护管理、设备计划维护管理、设备隐患反馈管理、设备维修管理、设备交接班管理、设备检查管理、设备运行效率管理等功能。

3.8 生产物料管理

生产物料管理通过与ERP系统、各高架库管控系统以及各自动化系统的全面数据集成, 实现对整个生产过程物流信息的全面管理。

3.9 生产统计分析

生产统计分析主要包括两大部分功能, 一是统计, 即完成生产过程中各种生产、设备、质量、耗用报表的自动生成、查询、打印等, 提高管理效率;二是分析, 即对生产过程质量、设备、产耗情况进行分析和评估, 发现问题, 不断优化生产过程, 最终实现不断挖掘企业内部的潜力。

3.10 生产成本管理

MES成本管理是以物料耗用控制为基础, 通过控制耗用实现控制成本的目的。

3.11 生产人员管理

人是生产的主体, 对生产人员的管理也是MES系统的一项重要内容。生产人员管理是对作业人员的基本情况、作业岗位、作业班组、作业时间、作业场所、作业报告等实施管理。

3.12 生产跟踪与追溯

生产流程跟踪和产品追溯功能通过建立产品批次跟踪模型, 实时跟踪产品生产过程信息, 包括设备状态、过程质量、生产进度等。再现产品生产过程, 提供产品追溯功能。

4 结论

MES系统作为该烟草企业技术改造工作中的一项重点工程, 目前正在投入使用。在系统的实施过程中, 针对各部门的不同管理需求而开发的相应模块, 正在逐步的提高整个生产体系的及时应变能力和控制能力, 达到提升管理手段和管理水平的最终目标。

参考文献

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[2]林慧.制造执行系统 (MES) 在龙岩卷烟厂的应用[J].龙岩师专学报, 2004.

船舶制造执行系统 第7篇

企业集成是企业的运行与管理水平发展到一定阶段的产物。它是需求和技术双轮驱动的结果。企业集成的需求一方面来源于市场竞争的压力,另一方面来源于企业提高自身生产经营管理水平的需要。集成是我国企业信息化深入发展的必然趋势。

有效地实施企业信息化建设、降低开发成本和技术难度是现代企业面临的首要问题。企业信息化的第一步应该抓基础管理信息化。首先,通过企业基本资源的信息化,建立和改造企业的基础管理,对各种基础信息(产品信息、管理信息)进行收集、整理及完善,为企业信息化提供数据基础;第二步是企业资源计划(enterprise resources planning, ERP),降低管理成本和提高运营效率,集成业务处理;第三步才考虑企业间的合作,利用外部资源,进行供应链合作,使得业务效率最大化等。

发达国家在企业信息化过程中的经验和教训归纳为“先企业重组,后信息化”。重新规划企业,通过构筑企业的生产框架来释放信息技术的潜力是企业信息化的关键。因此提出了面向制造执行系统(manufacturing execution

system, MES)的企业信息集成方案,对中小企业重新规划生产加工过程,进行信息化管理,有效缩短产品形成周期、加速产品从设计领域到制造领域的转化具有一定的借鉴意义。

1 制造执行系统的作用和功能结构

1.1 作用和地位

美国先进制造研究机构(AMR)将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”,它为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪,以及所有资源(人、设备、物料和客户需求等)的当前状态。图1是美国先进制造研究机构于20世纪90年代提出的企业集成模型,从中可以看出,MES是计划管理层与底层设备控制之间联系的桥梁;而控制层的数据采集为上层系统提供了一些必须的基础数据。

从某种程度上来说,MES连接了上下两层中的多种系统,使之成为一个集成的企业信息系统。该系统提供现场、实时的生产管理数据、质量数据、成本数据等,是企业设备、组织、控制及信息系统的集成。

1.2 功能结构

企业MES总体框架重新规划如图2所示。它克服了传统的制造执行系统敏捷性差,可集成性弱,并且缺乏重构性的弱点,能很好地支持现代企业的发展要求。

MES的总体框架在逻辑上分为车间层、单元层与设备层。单元层与车间层在逻辑上分成两部分,但在物理上单元控制器既可与车间控制器合并也可以分开,特别是当车间内DNC系统比较少时,车间控制器与单元控制器可合并到一台计算机上,满足并行环境下对MES可配置可重构的要求。其中车间控制器主要有车间层的计划、订单管理、完工管理、物料管理、工具管理、设备管理、品质控制、数据采集、NC程序管理及生产统计等模块;单元控制器主要分为单元层的计划与派工、工况管理、品质控制等模块;DNC接口主要有数据通讯控制、任务接收与查看、NC程序仿真、NC程序双向传输、机床状态信息采集及紧急信息实时反馈等模块。该框架可以实现车间和整个MES对并行工程的支持。

在该框架中,每个对象都使用自身具有的功能和方法来操作数据,分别完成系统的各种功能;通过对象请求代理(ORB)可使不同软件商的系统相互交换信息和进行互操作。这些特征使开发MES费用较低,同时又具有良好的适应性和柔性。

从以上框架可以看出:MES是以产品数据为平台,以工作流程管理和资源调配系统为工具,对企业活动中和制造有关的所有资源和过程进行统一的规划和管理,在目标上充分体现对成本的控制、对品质的控制和对客户服务的管理,着眼于企业制造领域准连续的计算机化管理,主要用于生产制造阶段和辅助管理,因此要求企业的信息集成更具有针对性和实用性。

2 企业信息集成的关键技术

基于MES的企业信息集成应该是一个可以迅速实施、方便定制的易扩展的数据管理平台,具备以下特点和功能:1)以产品数据为核心的企业级设计、工艺、制造的协同工作平台;2)各种CAD工具的集成,保证各种产品数据源的统一性;3)图文档的管理,解决企业的图文档集中存储、版本控制和安全保密等问题;4)帮助企业对产品结构与配置管理(各种BOM)进行统一管理;5)针对企业的各种设计、工艺、生产制造等业务流程进行管理和集成;6)面向机械工程、办公自动化和过程控制等领域提供企业模板定义工具,在很大程度上降低企业信息集成的实施工作量;7)依托组件化的体系结构,通过开发接口和各种定制工具,结合企业模板,为用户提供快速高效的实施方法。

企业集成是在企业建模方法与技术、工作流管理技术、企业内应用集成及企业间电子商务集成技术不断发展的趋势下产生的。在这些先进技术的支持与驱动下,企业集成理论和方法在企业中得到了越来越广泛的应用。本文就企业信息化实施过程中的关键技术分别予以阐述。

2.1 企业建模

企业建模是基于一定的标准体系,从不同的角度对整个企业功能、组织、过程控制、信息、知识和资源等进行描述的活动。企业建模的任务是完成对企业基本情况的定制,主要包括对产品、文档、零件的分类和属性定制,对图文档提取信息的定制,以及产品结构最大层数定制。企业建模完成了文档管理和产品结构管理两大模块的基本定制。

文档的分类和属性定制。文档分类应遵循以下原则:1)从对文档的存档、控制、查询便利的角度出发,首先按照科室来区分。企业的生产部门安排一般为:设计室、工艺室、定额工艺室、加工工艺室、工装室、品质控制室等。2)文档分类也要根据不同软件加以区分。设计技术文档包括三维(UG及Pro/E等)、二维(AutoCAD/Jpg等)以及Office系列的文档。3)在满足上述两个原则基础上,尽量减少文档类别,以便于用户使用。文档属性主要包括文档编码、文档名称、版本、安全级别、创建人、创建时间、状态等。文档属性描述了文档的部分信息,更重要的是给文档的管理和查询带来了便利。

产品的分类和属性定制。按照国家标准对产品进行分类。产品属性主要包括产品代号、产品名称、产品品质、用户信息、尺寸参数、创建人、创建时间等。

零件的分类和属性定制。零件属性主要包括零件代号、零件名称、品质、材料、零件类型、状态等。零件属性描述了零件的部分信息,通过属性对零件进行查询、管理非常便利。

文档入库时要与零件或产品建立关联关系,通过定制零件与图文档的对应关系,比如定制文档与零件的编码内容相关(完全匹配或前若干位匹配),实现文档入库时与具有相同属性的零件自动关联。

2.2CAD与企业信息系统集成

目前机械制造行业80%以上的企业和设计人员使用AutoCAD作为专业设计平台,特别是大量中小企业尤其如此。AutoCAD具有强大的工程图形编辑功能,又具有与数据库的链接功能,容易实现图形对象数据转换,内嵌功能强大的二次开发接口软件,为企业自主开发适合本企业生产目的的信息集成平台提供了便利。

CAD系统与企业信息集成使得CAD系统的输出不再是单一的图纸与表格文件。CAM需要图形数据;CAPP需要图形、加工数据、材料数据、装配关系数据等等。

a) CAD与CAM集成, 其目的在于使数控机床、加工中心等自动化设备的数控编程(NCP) 软件能读取CAD图形数据,实现数字化自动编程控制。三维CAD与CAM系统的应用可以解决数控编程与CAD设计图形信息的共享。

b) CAD系统内部图形数据与设计文件、表格数据的集成。CAD系统以完成图形设计为主,为了完整描述产品,还必须提供设计文件、表格,如装配图明细表中描述有关装配所需零部件数据以及产品或部件所需的通用件、标准件等。这些设计文件、表格数据来源于设计图形及其图形上的标注,所以设计绘图与形成设计文件、表格集成运行,实现CAD系统内部数据的共享是CAD系统内部的重要目的。其中对象属性定义(完成诸如标题栏、明细表等模块设计与属性定义);应用数据库技术,建立描述产品的数据库;提取对象属性链接数据库,解决图形上的标注、标题栏数据与产品数据库的互联关系,实现数据共享是CAD系统与企业信息集成的核心功能。

c) CAD与CAPP集成。CAD与CAPP集成的目的是在设计编制工艺文件时能利用、读取CAD已形成的图形文件与数据,完成工艺设计与文件编制。根据CAD系统对产品及其零部件的编码,建立面向工艺设计,面向生产计划与加工制造,面向装配过程,面向品质管理等过程的产品结构树;汇总各种明细表,建立各种BOM文件。

CAPP系统的主要功能由以下几个模块组成:工艺表格定义;工艺规程类型管理;工艺规程编制;工序简图绘制;工艺文件浏览;文件排版打印等部分组成。这样的CAPP系统以产品结构为核心进行工艺信息的组织,提供产品结构管理功能。所有工艺信息都通过产品零部件明细表、装配图明细栏、零件图标题栏等数据关联的方式,与CAD实现信息集成,为生产计划、加工制造管理的信息集成奠定基础。制造工艺信息集成和共享对于提高企业工艺准备质量、缩短工艺准备周期、提高产品品质具有重要意义。

2.3 工作流程管理与企业信息集成

工作流程管理是企业信息集成的重要体现。将制造执行过程各个阶段的步骤及执行信息通过计算机软件提取后,形成各个阶段对应的工作流程模板。具体过程如下:用户登陆系统,根据任务提示,在需要的场合触发应用软件,完成操作人员与应用软件的交互,实现对过程的有效管理和控制;用户提交零件或文档时,调用对应的工作流程模板,根据工作流程模板的定义创建流程实例,并调度和监控流程中每一个活动的执行;流程实例的每一步活动都完成之后,相应的文档或零件自动生效入库。

企业工作流程管理的重点在于根据一系列过程规则,实现传送文档、发送事件通知和接收设计建议等功能,并保留跟踪产品从概念设计、产品开发、生产制造直到停止生产的整个过程中的所有历史记录。工作流程管理不仅记录企业制造执行系统各阶段的信息,还包括各阶段过程的信息,如记录设计、校对、审核等步骤完成的日期、零部件加工、装配进度等。通过工作流程管理,可以实现设计过程规范化、加工制造并行化,提高设计、制造品质和工作效率。

工作流程管理技术综合了计算机科学和管理科学中诸多研究领域的原理、方法和技术,如:数据库管理、面向对象技术、Web技术、图形化用户界面、系统集成、消息传递和文档管理等。在制造执行领域进行工作流管理的研究、开发和应用,可实现产品设计、制造过程和信息的集成与统一,更加有效地对企业信息与资源进行管理和控制。

3 结语

对于制造企业来说,搭建面向MES的信息集成平台,建立了企业从设计到制造过程的“绿色通道”。系统并不是追求大而全,而是对企业活动中与制造有关的所有资源和过程进行统一的调配和管理,充分利用了企业各项资源。MES则体现了制造业的本质,是从系统的观点出发,以信息技术为手段来提高企业内(间)多个组成部分之间的协同效率和协同效果的技术平台。

只有把企业的信息化建设框架搭建得初具规模,把企业信息做到高度化、集中化,使资源充分共享,才能保证产品的最优化、成本最小化及利润最大化。

摘要：介绍企业制造执行系统的总体结构,分析其作用和功能结构。指出企业的信息化应建立在正确合理的企业模型上,首先对生产过程进行改善或重新规划,再进一步以组件的方式进行整体的信息化建设。着重分析了企业信息集成实施的关键技术:企业建模、CAD与企业信息的集成、工作流程管理技术。对于企业用最少的资源耗费,最为经济的手段和方式,在尽可能短的时间内加快企业信息化建设具有一定的借鉴意义。

关键词：制造执行系统,企业集成,企业建模

参考文献

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[4]王素艳,王立军.AutoCAD/CAPP/PDM一体化解决方案研究[J].沈阳航空工业学院学报,2006(10).

船舶制造执行系统 第8篇

美国先进制造研究机构AMR (Advanced Manufacturing Research）将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源 (人、设备、物料、客户需求等) 的当前状态[1][2]。

AMR继提出MES概念后于20世纪90年代提出三层企业集成模型[3]，如图1所示。

从上述概念中，制造执行系统是为了解决上层计划系统与下层控制系统之间的信息通信而出现的，在计划管理层与底层控制之间架起了一座桥梁，填补了两者之间的空隙[4]。

2 集装箱行业生产特点

集装箱是有标准尺度和强度、专供运输业务中周转使用的大型装货箱，集装箱的种类很多，本课题以罐式集装箱为研究对象。罐式集装箱作为一种先进的运输工具，在生产组织上，有以下一些特点：

(1) 罐式集装箱的生产属典型的离散生产，原材料经过多道工序后组装成成品，生产工序多，生产过程复杂。 (2) 传统的管理模式，按照生产订单进行生产，采用纸质流程卡进行数据收集。 (3) 物料品种多，目前ERP系统中的库存信息存在滞后，导致库存信息不够及时、准确。 (4) 面临不断提升产能的压力。

目前罐式集装箱的生产和管理面临着很多问题，归根结底应该让管理人员实时掌握生产和物流信息，及时发现和解决问题，使企业提高业务水平和管理水平，因此实施MES迫在眉睫。

3 集装箱MES系统功能设计

根据罐式集装箱的生产现状，本文提出针对罐式集装箱生产的MES实施方案包括三大部分：生产管理，物流管理，质量管理，总体功能设计如图2所示。

具体来说，MES将包含以下一些核心功能：

(1) 物流管理：对物料的收发提供支持和仓库物流实行透明管理，保证生产的顺利进行。此模块主要实现物料入库，出库，库存查询，出库等操作。

(2) 生产管理：主要完成生产计划的排定，管理跟踪生产过程，实现对生产过程的实时控制和动态掌握。此模块主要完成生产建模，车间排产，生产报表等功能，其中生产管理采用DCT/PC等设备。

(3) 质量管理：实现质量数据采集、质量分析及预警等功能，实现产品质量的统计分析。此模块包括基础数据维护，PDA常用功能，进行质量检验，输出质量报表等。

3.1 物流管理

仓库管理方面主要由人工收料，发料，手工记录物料信息等，导致仓库库存信息不及时、不准确等问题，针对这一问题本方案采用了条码化信息管理手段。以入库方面为例，提出了入库流程图如图3所示。

当供应商将物料送到仓库后，仓管员在PDA上选择相应的采购订单号，PDA自动列出该采购订单下的物料信息，选择对应的物料，扫描仓库已经打印的物料条码，在PDA上输入接收数量，并将信息存入条码系统数据库，同时更新到MES系统。

3.2 生产管理

工人在现场操作是生产管理中的一个重要环节，如图4所示的流程进行操作。

工人在上下班时，需要扫描录入自身的工号，同时工人利用现场站点的扫描设备，扫描流程卡上的罐箱编码 (RFID) ，系统会自动调出该罐箱的相关信息，包括：工段需要消耗的物料，工单的完成情况工段任务，工艺信息等。当出现物料使用错误等问题时，报警灯闪烁，提示报警。加工完成后，工人再次扫描流程卡上的罐箱编码，系统标识该罐箱在本工序加工完成，当需要QC检验时，呼叫QC进行检验。

3.3 质量管理

在线上的检验工序，我们将设置质量检验站点，用于质量数据的录入。在不同的质检站点，将要求录入不同的检验参数，并和罐箱的编码对应。基于现场的质量数据，MES系统可以在后台打印相应的质量检测报告，在检测人员签名确认后，可直接交付箱东使用。

4 系统实现

4.1 硬件环境

在仓库等物流功能站MES系统采用无线数据采集器PDA/PC等设备，结合条码打印机，对物流的各个环节进行统一管理。

在车间内各生产单元（工位）MES系统采用工业PC/DCT等设备，通过对各个生产单元的数据收集和反馈，组成满足闭环生产管理需要的开放式以太网络。

在企业内部，各功能站通过局域网对MES系统服务器进行交互操作，同时其他各查询终端也通过局域网查询MES系统信息系统处理后提供的数据、报表和图形。

4.2 软件架构

当前比较普遍的系统架构方式有两种，浏览器/服务器（Browser/Server, B/S）和客户端/服务器（Client/Server, C/S）[5]。本系统采用的是B/S与C/S混合模式，系统软件架构图如图5所示。

系统会产生大量的实时数据，因此需要设置专门的数据库服务器，以运行数据库软件。应用服务器主要运行一些后台程序，直接访问数据库服务器。Web服务器主要提供网页服务，网站主要以ASP.NET和SilverLight开发。管理人员可以在IE客户端以网页方式浏览物流、生产、质量等报表。无线PDA采用WinCE操作系统程序采用三层架构，主要用于物流和质量管理。DCT和现场工业PC部署在生产现场，主要用于完成物流、生产、质量等数据的采集。办公PC主要供管理人员使用，主要用于完成生产建模、生产排产等功能。

5 总结

MES能够极大的提高企业的管理水平，使管理者及时了解生产状况和发现生产问题。本文依据罐式集装箱的生产现状，从管理人员，现场操作人员的实际需求出发，提出的MES设计思想及解决方案，企业的生产管理水平得以提高。

参考文献

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[4]饶运清.MES—面向制造车间的实时信息系统[J].信息技术, 2002, (2) :61-63.

电机行业下料车间制造执行系统研究 第9篇

纵观我国制造业信息化系统的应用, 建设的重点普遍放在企业资源计划系统和生产车间自动化系统上。然而, 由于产品营销在这一、二十年间从生产导向逐渐转变成市场导向、竞争导向, 对制造企业现场生产的组织和管理提出了新的挑战, 仅仅依靠企业资源计划系统和生产车间自动化系统往往无法应对新的局面。为建立完整的、能够引导企业保持长期的业务利益和企业价值的信息化系统, 必将是企业资源计划系统、制造执行系统和生产车间自动化系统三者的结合, 真正实现管控一体化。

1990年, 美国先进制造研究中心AMR首次提出制造执行系统 (MES) 的概念, 填补了车间层管理的空白。制造执行系统是企业CIMS信息集成的纽带, 是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。它在计划层与控制层之间架设了一座信息沟通的桥梁, 填补了两者之间的鸿沟。

电机行业采用面向订单设计的制造方式, 多以工作号方式组织生产。下料车间是电机企业的重要车间之一, 为公司其它事业部、子公司以及市场相关行业提供配套焊装构件。下料车间是整个生产过程的第一个生产车间, 是企业的供料车间, 具有产品种类多、零部件系列多、生产过程复杂多变的生产特点, 经常面临紧急订单等协调处理问题及生产过程如何动态响应等各种复杂生产状况, 提高车间的应变能力和生产计划的可执行性成为车间重点关注的工作内容。

本文根据电机行业面向订单设计的生产管理方式、下料车间复杂多变的生产状况等实际管理特点, 结合目前对车间生产管理系统的应用实践, 从车间生产管理模式的角度阐述适合电机制造企业的下料车间制造执行系统的解决方案。

1 电机行业下料车间生产业务运行模式

由于下料车间面向大量产品和零部件的下料任务, 不仅需要将任务下达到指定的执行单元并把有效的计划完成状况进行反馈, 还需要将计划信息和领料状况、套裁程序完成情况有机地衔接在一起, 做到从任务安排到任务下达的合理有序进行。下料车间生产业务蓝图如图1所示。

电机行业下料车间的业务流程可以描述为:成套计划在事业部ERP中生成后, 以打印出纸质文件提供给车间, 车间根据成套计划来组织生产, 通知下料员安排程序下料, 在下料软件中提交成套计划的完工状况、作业计划安排、班组工作内容等。其中存在很多问题:计划跟踪只是成品跟踪, 车间计划不够细化, 存在管理瓶颈;计划进度跟踪困难, 无法做到实时进度状况跟踪;事业部、车间相关业务衔接松散, 经常出现工作协同问题;车间材料消耗数据等相关统计报表工作量大;手工管理方式容易出现疏漏。

然而, 通过规划、搭建下料车间制造执行系统的平台, 能够实现事业部ERP系统、下料车间制造执行系统、下料工具软件的有效结合, 实现事业部计划到车间计划的有效衔接, 大大提高了下料车间的管理水平。下料车间制造执行系统主要达到以下目标:

(1) 促进协同, 提高面向事业部生产计划的敏捷性。系统为事业部提供及时的生产计划进度跟踪和产品质量回溯服务, 协助事业部实现有效的生产进度控制。

(2) 促进下料车间各业务人员之间的协同。

(3) 促进生产现场实现领料申请、领料、任务下达、完工、质量检查、执行等任务功能。

(4) 促进库存信息和生产现场的共享。

(5) 协助车间持续提高产品品质, 对所有零部件下料状况、生产班次、操作者和质量人员等信息实时采集, 实现下料等质量追溯功能。

2 系统的体系架构

电机行业下料车间制造执行系统的体系结构分为IT基础支撑层、业务管理功能层、分析决策层, 如图2所示。

(1) IT基础支撑层。

主要包含两方面内容, 一方面是系统支撑所必备的硬件环境建设, 比如网络环境、服务器、触摸屏、计算机终端、数据库等内容的建设;另一方面是实施系统需要考虑的组织结构设计规划、工作流程的规划、编码规范体系、管理制度等内容的建设。基础支撑层是整个系统运行的基础环境。

(2) 业务管理功能层。

在统一系统集成环境的支撑下, 一方面实现了下料车间的核心业务功能, 诸如生产计划的制定与下发、任务的分配与调整、生产完成动态的反馈和分析、现场信息采集与反馈、质量任务的分配与动态反馈等内容;另一方面实现制造执行系统和其它系统的有效衔接, 结合下料车间的实际需要, 不仅实现企业资源计划系统与制造执行系统的信息互通, 而且实现制造执行系统和下料工具软件的信息互通。

(3) 分析决策层。

用户是多方面的, 不仅包括公司领导、相关业务部门领导、制造部管理员, 还包括车间调度、班长甚至操作工人。通过对系统的业务数据进行系统性分析, 通过不同的权限配置, 提供生产统计分析报表以及生产动态看板、工时、质量等报表, 方便用户在了解下料车间生产状况的基础上做好管理决策。

3 系统的关键技术

3.1 基于触摸屏的JIT任务看板技术

基于触摸屏的JIT任务看板生产管理模式如图3所示。看板是管理计划任务生产状况的有效手段, 根据生产状态以及生产特点, 根据计划看板, 分别得到管理需要的配料看板、班组看板、任务看板、质量看板等看板形式。这种看板生产管理模式能够有效地控制生产节奏, 及时反映生产现场动态, 是下料车间整体生产作业管理控制的主线。

基于触摸屏的JIT任务看板生产管理模式具有以下系统特点:

(1) 采用触摸屏现场反馈方式来获取下料车间现场 (生产、质量等) 信息, 可以逐步实现下料车间无纸化办公目的。利用系统, 可以在线浏览技术文件, 了解套裁状况, 使得获取信息更加准确和及时。对操作人员不仅免去过去繁琐的纸质报工, 还提高了信息反馈的效率, 达到“牵一发而动全身”的效果。

(2) 下料计划员根据状况, 生成计划看板、班组看板、班组生成任务看板, 配料员根据配料看板备料并反馈配料状况, 操作人员根据任务看板完成工作并反馈生产状况, 质量员根据质量看板进行质量检查并反馈质量状况。通过有效环节控制达到相关角色在系统中的协同工作, 实现下料车间基于制造执行系统平台下的协同生产管理效果。

(3) 下料车间管理人员可以通过查看不同看板状态了解生产动态, 发现生产异常, 可及时采取措施及对策, 提高响应速度。管理人员通过平台就能了解生产现场动态, 这为生产细化管理和有效决策提供了支撑平台。 下料车间的制造执行系统通过看板相互衔接及转换的技术, 实现了准确及时控制生产的目的。下料车间采用基于触摸屏的JIT任务看板生产管理模式细化生产过程管理, 满足了生产状态及时性要求, 加快了对生产异常状况的响应速度, 增强了各业务工作之间的紧密协同程度, 为下料车间实现精益生产提供了信息化支持。

3.2 实现流程控制的套裁管理技术

下料车间制造执行系统具有下料套裁生产管理特色, 在生产管理过程中, 不仅需要对生产零件的过程进行管理, 更需要对材料归属、程序图生成及获取进行有效管理和控制。套裁管理流程控制模式如图4所示。

基于下料车间制造执行系统下的套裁管理流程控制模式具有以下特点:

(1) 采用套裁管理流程控制模式, 实现了下料车间制造执行系统和下料工具软件的紧密集成, 打通了下料车间的套裁管理信息流, 使下料员和调度、操作工、物管员之间实现了有效的工作协同, 提高了套裁管理的协同工作, 这对于下料车间生产管理来说至关重要。

(2) 下料车间相关人员不仅可以从制造执行系统中获取零件信息, 而且能够获取与零件相关的套裁程序信息、套裁图纸信息, 并获取套裁涉及的原材料收发状况等信息。更为重要的是系统能够在关键环节进行过程控制, 实现对下料车间套裁管理环节的有效管控。

下料车间的制造执行系统采用套裁管理流程的控制管理技术, 实现了下料车间由原材料板材管理到套裁程序生成管理, 从套裁程序生成管理到零件过程管理的有效转换和控制, 提高了系统的执行效率和可操作性, 从而解决了下料车间管理复杂、控制困难、影响因素多的相关难题。

4 系统的应用情况

结构件事业部主要为股份公司其它事业部、子公司以及市场相关行业提供配套焊装构件, 每年产值在3个多亿, 而下料车间是事业部的核心车间。近年来, 随着生产任务增多, 急需提高车间管理能力。目前, 本文的研究成果已经在结构件事业部下料车间得到应用。应用功能界面如图5所示。

系统应用实现了从成套计划下达、生产作业计划制定、套裁程序生成、原材料领用确认、生产任务的下达、任务完成反馈, 直到成套计划完成状况反馈等一系列任务, 提高了下料车间生产管理的效率。主要表现如下:

(1) 下料车间制造执行系统一方面实现了套裁流程的有效管控, 另一方面实现了计划看板到配料看板、班组看板、任务看板直至质量看板的有效管控, 从而实现下料车间计划、作业、质量、物料业务的协同工作。

(2) 下料车间制造执行系统实现了和事业部企业资源计划系统的有效衔接, 为事业部提供下料车间及时生产计划进度跟踪, 对事业部成套计划进行及时反馈, 协助事业部实现有效成套计划管理, 并实现下料车间和事业部之间的协同工作。

(3) 下料车间制造执行系统实现了和下料工具软件的有效集成, 实现了下料业务和其它车间业务的协同工作。

5 结语

电机行业下料车间具有生产产品种类多、类型转换多、管理复杂等特点, 存在作业计划获取难、进度状况反映不及时、生产异常处置慢, 技术、生产、质量、套裁等工作协同困难等问题。据此, 本文通过分析研究生产业务蓝图、系统体系架构, 完成基于触摸屏的JIT任务看板技术、套裁管理流程控制技术的攻关, 提出了符合下料生产特点的下料车间制造执行系统解决方案。目前, 系统已成功运用在某电机行业下料车间, 实现了企业内部的全面信息集成, 推进了企业的信息化进程, 提高了企业适应现代化制造和管理模式的能力。

摘要：针对电机行业具有能够设计复杂焊接钢结构的下料车间的生产管理的特点, 建立事业部管理机制下的车间生产管理模式。在此生产运作模式基础上, 建立支持与套裁等有效集成的车间生产信息管理系统, 以适应下料车间复杂多变的特点, 解决车间级管理中计划、监控、调度等关键问题。该系统研究为电机行业下料车间制造执行系统提供了有效的方法和途径。

关键词：制造执行系统,电机行业,下料车间,信息化

参考文献

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船舶制造执行系统 第10篇

关键词：制造执行系统,网络安全

0 引言

在21世纪,企业面临着日益激烈的国际竞争,要想赢得市场就必须通过实施MRPII/ERP来加强管理。MRPⅡ/ERP软件主要是针对资源计划的,已无法满足今天复杂多变的竞争需要。因此找出任何影响产品品质和成本的问题,提高计划的实时性和灵活性,同时又能改善生产线运行效率的方法已成为目前每个企业十分关心的问题。制造执行系统(MES)是处于计划层和车间层操作控制系统SFC之间的执行层,主要负责生产管理和调度执行。它通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力,提供一种系统的在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的方式,从而实现企业实时化的ERP/MES/SFC系统。本文设计了钢铁MES系统,根据设计原则,给出了平台设计方案和平台集成服务;并基于网络及其安全系统设计原则,设计了系统的总体框架、配置方案和网络安全系统。

1 系统平台设计

1.1 系统设计原则

系统设计目标是根据用户的业务需求,构造一个高可靠、高可用、易扩展、实用、安全、技术先进的系统,为了达到这个目标,必须遵守以下几个设计原则:

(1)高可靠性原则:系统的高可靠性是企业信誉与成功的关键。由于系统提供的是极其关键的业务,要确保炼钢和热轧的各项生产管理工作的正常运转和高效管理,必须保证向用户提供不间断的服务,这就要求在系统的设计过程中,充分考虑到软硬件产品的可靠性。为保证系统故障时不影响生产,系统配置需采用冗余备份配置,配置相应软件构成高可用计算机群集系统,关键设备及系统实现自动切换,切换对用户完全透明。

(2)可扩展性原则:在发展迅速的信息领域,应用环境、系统的硬件或软件都会不断地加以更新,因此,系统的可扩充性以及前后兼容一致性的好坏决定着企业的发展。另外,生产业务也在不断地发展。本方案的设计,硬件、软件必须建立在可扩展基础上,软、硬件设备能够平滑升级,在系统总体架构不变的前提下可以进行灵活扩充。

(3)实用性原则:在充分满足前述原则的基础上提供最优的性价比,注重系统的实用及效率。

(4)高安全性原则:本系统所存储和保存的都是关系到生产的重要数据,数据的安全性、完整性非常重要。所以,系统必须有可靠、安全的数据备份和恢复系统。

1.2 系统平台方案

基于以上的系统设计原则,针对炼钢、热轧MES系统主机平台设计考虑以下技术方案:

(1)应用系统采用C/S三层架构:即数据库层/应用服务器层/图形界面客户端层。从系统可靠性、处理能力、安全性、支持企业级应用等方面考虑,主机系统采用UNIX服务器,按照产线产能和产品规格情况,对炼钢、热轧产线范围实现生产、质量、计划、物料跟踪与实绩、仓库、出厂等的管理,主机性能需满足MES系统对炼钢、热轧产线实时管理及大用户量并发访问的响应要求,主机主要部件需冗余配置,避免单点故障。

(2)炼钢、热轧MES运行环境集成在同一主机平台(2台中高端UNIX服务器分别担当数据库服务器和应用服务器),此方案的优点是考虑了炼钢、热轧的前后工序关系,应用系统集成性好,接口简单,有利于提高信息流和物流的效率;缺点是如果系统出现故障,影响面较大,单个产线定修时系统还需支撑另一产线生产,计算机系统定修安排/预防性维护比较困难。

(3)在线系统主机采用集群(Cluster)技术保障系统高可用,满足系统7*24小时的运行要求,系统故障时可自动切换,无需用户干预。

(4)在线主机由光纤冗余链路直连光纤磁盘阵列,存储空间由MES数据库服务器及应用服务器共享。光纤磁盘阵列需满足应用系统对I/O吞吐率的需求,容量需满足业务系统数据量要求,并考虑数据增长需求,支持HOT SPARE和多种RAID技术,配置相应磁盘阵列管理软件。

(5)为了提高数据的安全性,配置磁带库及相应的备份管理软件来实现对数据备份的有效管理,采用PC服务器作为备份管理服务器,同时兼作应用程序自动更新服务器。

(6)数据库层采用企业级关系型数据库软件。

(7)在中间应用服务器层选用适合大型关键OLTP应用的交易中间件。

(8)因为炼钢、热轧MES系统与生产密切相关,对时效性要求较高,对于MES系统与周边系统的数据交换,采用统一的基于TCP/IP协议的SOCKET电文通讯方式,以保证数据通讯的可靠性与实时性。

1.3 系统平台集成服务

设备提供商除提供以上设备外,还需要针对所供货设备提供下节内容的集成服务。

2 网络及网络安全系统设计

2.1 网络系统设计原则

(1)可靠性:所选用的设备具有高的单体设备可靠性,设计方案考虑关键设备的设备系统级冗余、线路冗余以增强系统的可靠性,能提供7×24小时的不间断运行。

(2)投资保护性:充分体现网络集成能力,利用一套网络系统实现多套系统共享。

(3)先进性、成熟性和实用性:选用当前业界领先且代表主流发展方向的技术来组建相应的系统,使得各个子系统具有较长的生命周期,不盲目追求高档次,既能满足当前的需求,又能适应未来的发展。

(4)易操作性:先进且易于使用的图形人机界面功能,提供信息共享与交流、信息资源查询与检索等有效工具。

(5)高效率性:注重各系统的信息共享,提高整个系统高效率的传输与运行能力。

(6)完整性:提供与各种外界系统的通讯功能,确保信息的完整性并充分利用在整体系统的运行上。

(7)可扩展性:充分考虑将来需求的成长空间,所提供的系统平台与技术将充分配合未来项目扩建及功能扩充的需求,以避免将来重复投资。标准化、结构化、模块化的设计思想贯彻始终,奠定了系统开放性、可扩展性、可维护性、可靠性和经济性的基础。

(8)安全性:遵从涟钢统一的安全规划,并重点考虑新炼钢轧钢区域的客户端管理,保证网络中的用户接入和数据传输的内网安全。

2.2 网络及网络安全系统总体架构

新炼钢轧钢主干网络系统规划根据业务和功能共分为2大区域:主干网区域、L2/L3互联专网区域。生产主干网区域与L2/L3互联专用网区域通过MES主机隔离;主干网区域考虑通过双路连接现有的业务网络。网络拓扑图如图一所示:

(1)主干网区域:主干网以主机房为核心,覆盖炼钢轧钢内所有的生产线、各个部门、车间的生产区域,为这些区域的生产用户终端提供可靠的网络接入。生产主干网按三层架构分为核心层、分布层、接入层。

(2)L2/L3互联专网区域:L2系统对实时性和稳定性的要求非常高,同时L2系统的安全防护尤其需要重视。L2/L3互联专用网络系统通过MES系统主机实现与主干网络物理隔离,专门为L2过程控制机提供可靠的网络接入,实现与炼钢轧钢MES系统等相关应用系统的通信。

2.3 网络系统设备配置方案

2.3.1 主干网区域

根据目前的厂区分布规划,主干网区域包括办公楼、混铁炉、铁水脱硫站、废钢、210t复合吹炼转炉、吹氩站、210tLF、210tRH、渣处理间、双流板坯连铸机、炼钢板坯库、连铸板坯库、加热炉、粗轧机、热处理、横切、平整分卷、热轧钢卷库、卷取机、精轧机、切头飞剪、公辅区域等22个主要区域。

主干网整体架构采用核心层、分布层和接入层的层次化分布式设计,采用星型拓扑结构。其中以主机房作为主干网的中心节点,吹炼转炉、板坯连铸、加热炉、精轧机作为分布层节点。在主干网区域的主机房配置2台高性能的机箱式网络核心交换机,主干网区域分布层节点各配置1台高性能的机箱式网络分布层交换机。主干网区域主节点网络交换机与各个分布层节点网络交换机之间采用单模光纤连接。核心和分布层之间采用2条链路连接,同时核心交换机提供2条千兆链路连接到原业务网络核心节点。

核心节点:主干网主节点设置在中心机房内,主节点配置2台高性能机箱式交换机。支持电源冗余,支持引擎冗余,为吹炼转炉、板坯连铸、加热炉、精轧机分布层节点交换机、MES主机、备份管理PC服务器、附近的接入层用户提供网络接入。核心交换机通过千兆单模光缆分别连接到主干网生产区域的其它分布层节点。

分布节点:在吹炼转炉、板坯连铸、加热炉、精轧机分别设立一个分布层节点,为吹炼转炉、板坯连铸、加热炉、精轧机作业区域的接入层交换机提供接入。分布层节点交换机通过单模光纤链路双路上联到主机房的核心交换机上。在配置上分布层节点可各配置1台高性能机箱式交换机,交换机支持24端口多模百兆光口、多端口千兆模块,保证本地千兆或者百兆连接以及和核心设备的双路上联。

现场接入节点:现场操作室分布较为分散。现场操作室根据接入点推荐配置48口、24口和8口的接入层交换机,视该点接入密度而定。根据该系统的产量规模,目前暂估定为70台。但具体的交换机数量要根据最终的厂房图中的电气室、操作室、工艺小房以及办公楼等等可能需要L3终端的地方数量而定。原则上配置百兆多模模块通过多模光纤和各区域分布层交换机相连,为现场操作用户提供网络接入需求。办公楼区域则配置千兆模块连接。

2.3.2 L2/L3互联专网区域

在中心节点配置2台交换机,用于L2系统与炼钢轧钢MES系统主机之间的信息交换。

各产线的PCS_L2系统的网络独立成网,L2网络系统采用按生产单元区域集中的方式进行规划设计,在办公楼中心节点设立L2网络系统互联中心节点,各区域的L2主机上联至本地的L2/L3互联专网接入层交换机,由接入交换机汇聚到中心节点的L2/L3汇聚层交换机。中心节点提供千兆光接口。

L2/L3互联专网的网络中心节点设置在主节点中心机房内,中心节点配置2台互为热备的高性能三层交换机作为L2过程控制专网的汇聚交换机。

现场PCS_L2系统的网络各配置1台高性能三层交换机作为接入。该交换机为区域内的L2服务器提供100M接入,同时配置2块千兆单模模块,通过千兆单模端口双路上联至L2/L3互连专网汇聚层交换机。具体的L2/L3互联专网接入层交换机数量要根据产线的L2系统的要求而定。

2.4 网络安全系统

2.4.1 防病毒子系统

根据钢铁行业的特点及其安全区域的统一规划,对新炼钢轧钢生产网区域的防病毒系统进行统一设计部署。

依据实际需求数量购买用户许可并留一定余量,在主干网区域部署一台防病毒中央控制服务器,其上安装防病毒控制台程序或分级控制台程序,负责对主干网的PC机及生产网L3终端上防病毒客户端程序的安装、管理及升级。

2.4.2 终端安全管理子系统

终端安全管理包括接入终端的IP地址管理和客户端资产管理。

通过IP地址管理功能对内网的计算机设备进行实时扫描,获得在线主机的IP地址、MAC地址、机器名、工作组等信息。通过客户端资产管理登记计算机设备的基础信息,自动收集各计算机设备的硬件信息和软件信息,并将这些信息保存到数据库中。

通过有效的终端安全管理,可以自动发现接入网络的客户机,并将IP地址、MAC地址进行绑定。对于使用非法地址的客户机或没有安装客户端的终端设备,该系统能够提示管理人员对其进行警告或者阻断其接入网络。同时保护合法用户的正常工作,提高网络管理人员的响应时间及效率。

该系统的主要功能包括:

(1)实时扫描获取与分析在线计算机的IP、MAC地址信息,实现用户信息、计算机软硬件信息的登记。

(2)IP地址、MAC地址的合法性判定,支持IP-MAC绑定、特权MAC地址和DHCP MAC地址三种合法性管理方式。

(3)警告和阻断不满足合法性判定的计算机。

(4)统计分析非法IP地址使用的历史情况。

(5)支持主动探测和被动侦听等多种扫描方式,采用特定算法对扫描过程进行控制,避免对网络流量造成明显负荷。

(6)对外围设备进行监控。

(7)对于监视到的违规信息,调用报警模块向管理员进行报警。

根据钢铁行业的特点及新区的实际情况,终端安全管理系统主要部署在主干网区域。产品设计选用具有国内领先技术的内网终端安全管理设备。通过该系统的部署能够提高终端管理的安全性,确保企业安全策略的贯彻。具体部署如下:

(1)根据预估整个网络系统规划的C类网段数量,设计在主干网区域部署内网安全管理中央控制设备,及6台IP地址管理代理端设备,负责实时搜集网络区域中的IP地址及MAC地址信息,由中央控制器统一管理。

(2)在中央控制器上安装客户端安全管理模块,负责进行网区域客户端资产信息的统一管理;客户端数目按照管理网用户数规模设计为501个,在管理网客户机上安装客户端安全管理程序。

3 结束语

根据用户的业务需求,本文设计了一个钢铁MES系统。根据设计原则,给出了平台设计方案和平台集成服务;并基于网络及其安全系统设计原则,设计了系统总体框架、配置方案和网络安全系统,在实际应用中取得了良好的效果。

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