鑄造車間MES解決方案

實(shí)地調(diào)研并充分了解鑄造車間的問(wèn)題后提出實(shí)施方案，結(jié)合客戶提出的需求，從生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)作業(yè)、質(zhì)量控制以及物料管控方面，需要實(shí)現(xiàn)整合生產(chǎn)資源，平衡生產(chǎn)能力，減少在制品庫(kù)存，提高生產(chǎn)敏捷性等目標(biāo)。

熔蠟鑄造MES是以鑄件生產(chǎn)為核心，以熔蠟?zāi)どa(chǎn)為輔助的車間，并以鑄件生產(chǎn)工藝路線為軸線進(jìn)行全面的鑄件生產(chǎn)流程跟蹤與質(zhì)量管理。數(shù)據(jù)采集覆蓋了生產(chǎn)調(diào)度、鑄件生產(chǎn)、庫(kù)存管理整個(gè)流程，然后將數(shù)據(jù)匯總為報(bào)表和看板分析以提供數(shù)據(jù)支持。不僅在各工段生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)跟蹤，還在型芯、模殼、鑄件入庫(kù)后進(jìn)行庫(kù)位跟蹤，加強(qiáng)產(chǎn)品的可追溯性，提高產(chǎn)品的質(zhì)量控制性，使得鑄造生產(chǎn)管理由原來(lái)的離散型管理變?yōu)榱魉€式管理。鑄件生產(chǎn)流程如圖1所示：

圖1 鑄件生產(chǎn)流程圖

方案結(jié)構(gòu)

鑄造車間生產(chǎn)管理方案總體結(jié)構(gòu)由兩部分組成，即車間管理層與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)層。兩層通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)為媒介進(jìn)行通訊，以企業(yè)服務(wù)器為數(shù)據(jù)、信息存儲(chǔ)與讀取中心。

車間管理層。負(fù)責(zé)進(jìn)行工藝制定、生產(chǎn)過(guò)程管理、生產(chǎn)計(jì)劃制定等。通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，負(fù)責(zé)鑄造產(chǎn)品的生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)與信息的接收和處理，并讀取現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)層反饋的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、信息，進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程管理、質(zhì)量監(jiān)控、工時(shí)核算、成本核算等。

現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)層。執(zhí)行鑄件產(chǎn)品生產(chǎn)工藝路線，并進(jìn)行鑄造產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收，然后加工報(bào)工。生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)和工藝路線每一個(gè)工序質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果都記錄在過(guò)程質(zhì)量跟蹤卡，通過(guò)車間終端網(wǎng)絡(luò)傳遞到服務(wù)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(zhì)量跟蹤卡、車間信息化設(shè)備組成。現(xiàn)場(chǎng)的信息化設(shè)備主要包括車間客戶端、打印機(jī)、條碼掃描槍等。方案結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 方案結(jié)構(gòu)圖

方案業(yè)務(wù)流程

本方案業(yè)務(wù)流程主要包括：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理、現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、質(zhì)量跟蹤、庫(kù)存管理、過(guò)程管理、信息采集等。生產(chǎn)管理主要是生產(chǎn)計(jì)劃和訂單制定任務(wù)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)制定產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工廠物理數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、設(shè)備、原因代碼等。生產(chǎn)過(guò)程中，質(zhì)量跟蹤模塊與過(guò)程跟蹤模塊同時(shí)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)模塊的生產(chǎn)情況，將跟蹤信息實(shí)時(shí)傳遞給信息采集模塊，信息采集模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞給生產(chǎn)管理，生產(chǎn)管理模塊依據(jù)采集的信息對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行管理與控制。

本方案的業(yè)務(wù)流程還形成質(zhì)量反饋環(huán)與進(jìn)度反饋環(huán)，質(zhì)量反饋環(huán)由質(zhì)量跟蹤、信息采集、生產(chǎn)管理、工藝路線組成；進(jìn)度反饋環(huán)由過(guò)程跟蹤、信息采集、生產(chǎn)管理、工藝路線組成。由此不難看出，這兩個(gè)反饋環(huán)組成部分有公共之處，這將為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息集成與過(guò)程、質(zhì)量同步管理奠定基礎(chǔ)。方案業(yè)務(wù)流程如圖3所示：

圖3 方案業(yè)務(wù)流程圖

本方案業(yè)務(wù)流程簡(jiǎn)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(guò)程，使現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)信息采集的過(guò)程簡(jiǎn)化，耗時(shí)縮短，避免了傳遞環(huán)節(jié)多而導(dǎo)致生產(chǎn)信息不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

鑄造車間MES主要功能

鑄造車間計(jì)劃管理

鑄造車間生產(chǎn)計(jì)劃來(lái)自于公司下達(dá)的年度生產(chǎn)計(jì)劃，車間再分解到每個(gè)工段的月度計(jì)劃，計(jì)劃員根據(jù)車間月生產(chǎn)計(jì)劃制定班組周生產(chǎn)計(jì)劃并下發(fā)。根據(jù)車間周生產(chǎn)計(jì)劃，工區(qū)長(zhǎng)制定關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的日生產(chǎn)計(jì)劃，按照人員或者班組進(jìn)行生產(chǎn)派工與生產(chǎn)準(zhǔn)備，非關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)則根據(jù)需求與生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行生產(chǎn)。

系統(tǒng)按照生產(chǎn)作業(yè)流程，收集現(xiàn)場(chǎng)加工進(jìn)度，實(shí)時(shí)反饋每日計(jì)劃的完成情況，同時(shí)每周定點(diǎn)統(tǒng)計(jì)該周的計(jì)劃差額，周計(jì)劃員根據(jù)上周計(jì)劃差額制定下周計(jì)劃數(shù)。同理，系統(tǒng)會(huì)計(jì)算本生產(chǎn)月完成情況、計(jì)算月計(jì)劃差額，月計(jì)劃員根據(jù)在制數(shù)、庫(kù)存數(shù)和差額，制定下月的計(jì)劃數(shù)。生產(chǎn)計(jì)劃流程如圖4所示：

圖4 生產(chǎn)計(jì)劃流程圖

鑄造車間生產(chǎn)管理

生產(chǎn)任務(wù)主要是根據(jù)車間下達(dá)的計(jì)劃進(jìn)行任務(wù)分配管理，包括派工與報(bào)工管理。派工管理需要涉及到生產(chǎn)工段管理。工段是一個(gè)車間內(nèi)按生產(chǎn)過(guò)程或者產(chǎn)品劃分的基層生產(chǎn)組織。鑄造車間分為五個(gè)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(chǎn)過(guò)程，采用觸摸屏實(shí)現(xiàn)派工、報(bào)工以及數(shù)據(jù)收集。優(yōu)勢(shì)在于觸摸屏本身具有操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)收集及時(shí)的特點(diǎn)。鑄造車間不同的人員擁有不同的角色權(quán)限，通過(guò)不同的RFID身份卡登錄系統(tǒng)，從而避免權(quán)限錯(cuò)亂，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤問(wèn)題。

鑄造車間MES中，工段長(zhǎng)接收到車間調(diào)度下達(dá)的每周生產(chǎn)計(jì)劃，根據(jù)車間的生產(chǎn)情況在觸摸屏和電腦終端制定每天的生產(chǎn)任務(wù)，同時(shí)派工到具體的人員或者班組、設(shè)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(guò)掃描條形碼識(shí)別工件或者查詢自己的生產(chǎn)任務(wù)，填入生產(chǎn)作業(yè)完成數(shù)和報(bào)廢數(shù)等，作為勞動(dòng)工時(shí)核算依據(jù)。生產(chǎn)作業(yè)流程如圖5所示：

圖5 生產(chǎn)作業(yè)流程圖

現(xiàn)場(chǎng)看板或者觸摸屏也可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的查詢功能，查詢當(dāng)前待派工、已派工、已完工的作業(yè)任務(wù)，對(duì)于沒(méi)有完工的任務(wù)可進(jìn)行派工修改。

 鑄造車間質(zhì)量控制

鑄造車間對(duì)于質(zhì)量管理，通常采用三檢制度：自檢、互檢與專檢，關(guān)鍵工序則采用100%檢驗(yàn)。自檢與互檢過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，則通過(guò)MES將問(wèn)題描述并上報(bào)，綜合看板上會(huì)展示上報(bào)問(wèn)題，并發(fā)送通知給工段長(zhǎng)和調(diào)度員進(jìn)行問(wèn)題處理。當(dāng)檢驗(yàn)員進(jìn)行專檢時(shí)，檢驗(yàn)員完成任務(wù)作業(yè)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，合格通過(guò)觸摸屏或者電腦終端進(jìn)行報(bào)工與數(shù)據(jù)錄入，不合格則需要開(kāi)具不合格品通知單進(jìn)行處理。質(zhì)量管理流程如圖6所示：

圖6 質(zhì)量管理流程圖

物料庫(kù)存管理

鑄造車間物料庫(kù)存是生產(chǎn)的保障，關(guān)鍵物料都需要設(shè)定有一定量的安全庫(kù)存，以保障臨時(shí)突發(fā)情況。鑄造車間MES采用角色管控，庫(kù)存操作流程主要包含三種：入庫(kù)流程、出庫(kù)流程以及庫(kù)存品管理，主要涉及功能點(diǎn)為：入庫(kù)、盤點(diǎn)、庫(kù)存調(diào)整、出庫(kù)、退庫(kù)、票據(jù)打印、庫(kù)存統(tǒng)計(jì)等。

物料員入庫(kù)時(shí)接收實(shí)物與合格單，核實(shí)后才可登記MES；物料出庫(kù)時(shí)，必須接收配料請(qǐng)求與配料單，物料員可按照先進(jìn)先出原則或者特定選取在MES進(jìn)行出庫(kù)，同時(shí)打印出庫(kù)單，以保留數(shù)據(jù)追溯。庫(kù)存品管理也可支持退庫(kù)、庫(kù)損報(bào)廢、統(tǒng)計(jì)等操作。為方便操作與管理，鑄造車間采用了標(biāo)簽標(biāo)記物料，將實(shí)物條碼在觸摸屏MES中掃碼即可完成對(duì)應(yīng)操作。物料庫(kù)存管理如圖7所示：

圖7 物料庫(kù)存管理圖

項(xiàng)目應(yīng)用效果

通力有限公司在某發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司鑄造車間成功將MES部署與實(shí)施，本方案已經(jīng)較好的解決了熔蠟鑄造生產(chǎn)過(guò)程的管理與追蹤，提高了生產(chǎn)數(shù)據(jù)與信息獲取的即時(shí)性與準(zhǔn)確性。實(shí)施成果與企業(yè)效益主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

（1）生產(chǎn)作業(yè)管理：從生產(chǎn)任務(wù)派工到最終零件入庫(kù)各階段的生產(chǎn)過(guò)程控制，各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵信息可實(shí)時(shí)查詢，提供了一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程管理的實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。

（2）計(jì)劃調(diào)度管理：精確化的計(jì)劃與調(diào)度信息化管理平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)，幫助企業(yè)減低成本，按期交貨。

（3）質(zhì)量管理：質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、完整記錄，在產(chǎn)品制造生命周期過(guò)程中生產(chǎn)信息與質(zhì)量數(shù)據(jù)高度透明并共享。

（4）物料庫(kù)房管理：建立起可追溯、可實(shí)時(shí)查詢、準(zhǔn)確的物料管理平臺(tái)，為生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行提供準(zhǔn)確信息，避免物料積壓或者缺料現(xiàn)象。

（5）報(bào)表與看板系統(tǒng)：形成豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表與統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，為決策者快速做出調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持。現(xiàn)場(chǎng)各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)與質(zhì)量信息看板，可以直觀反映當(dāng)前生產(chǎn)進(jìn)度與生產(chǎn)異常情況。

結(jié)論

在外界巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力下，很多企業(yè)為保持自身的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，滿足多樣化和個(gè)性化需求，通過(guò)引入先進(jìn)的管理技術(shù)來(lái)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。本文研究的面向MES的精益生產(chǎn)方案，在車間的生產(chǎn)調(diào)度、庫(kù)存管理、生產(chǎn)作業(yè)、質(zhì)量管理等方面都實(shí)現(xiàn)了車間的精益化生產(chǎn)，為提高企業(yè)的信息化與競(jìng)爭(zhēng)力，提供有力保證。

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