制造執行系統范文

時間:2023-04-03 08:33:00

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篇1

在經濟全球化的今天,中國作為制造大國,也成為全球供應鏈中緊要的一環。近年來,中國的制造企業在提高自身競爭力方面做出了非常多的努力,其中很大一部分都著力于提升企業的制造信息化水平。企業紛紛進行了相應CAD(Computer Aided Design,計算機輔助設計)/CAM (Computer Aided Manufacturing,計算機輔助制造)/ERP(Enterprise Resource Planning, 企業資源計劃)等信息系統的配置,生產效率較之從前的傳統生產局面已有了很大提高??梢哉f,這期間國內制造企業完成制造信息化的“第一次革命”。然而,隨著經濟的飛速發展,市場對企業提出了更高的要求,LEANManufacturing(精益制造)、MTO(按訂單生產)、零庫存生產、資源外置、協同生產等等全新的生產及管理理念不斷地沖擊著企業管理者的大腦——企業已經投入了大量資金及人員用于基礎信息平臺(CAD/CAM)的建設,也引入了PCS(Process Control System,過程控制系統)、ERP 等先進管理手段,為何生產效率和生產力仍然處于較低水平?在一個完整的信息化制造流程中,每一個環節環環相扣,密不可分。而其中一個重要的環節往往被企業忽略掉了,這就是MES(Manufacturing Execution System,制造執行系統)。它用于管理人員實時掌控制造企業最重要的部門——車間的生產情況,可直接與設備聯結,有效提高生產過程的可視化程度,實時提供生產中的每一步的信息。這些信息將協助企業提升工廠效能、應對日漸苛刻的生產交貨期。這樣MES在計劃管理層ERP與底層控制PCS之間架起了一座橋梁①,其功能如圖1-1所示。

本文從MES

第二章 MES在中國的現狀及研究意義

第一節 傳統的MES(T-MES)

傳統的MES可大致分為兩大類:專用的MES系統(Point MES) 和整合的MES系統(Integrated MES)。專用的MES是指為解決某個特定領域問題,如車間維護、生產調度而開發的單獨應用系統。整合的MES則是針對一特定行業如航空、裝配、半導體、食品和衛生等行業而設計,具有一定的通用性。并且逐步加強了與上層事務處理和下層實時控制系統的集成能力。

我國對 MES的研究開發起步較晚,目前主要停留在MES思想、內涵及體系結構方面的研究上,應用系統開發一般局限于 MES單一功能。一些大學和科研院所等單位在國家863計劃資助下在 MES理論與應用系統開發方面做了一定的工作。但目前存在著很多問題,例如:(1)可集成性差;(2)缺乏智能性和敏捷性;(3)缺乏非常規信息條件下的科學決策方法。

   由于工廠可能會從不同的軟件供應商購買適合自己的MES模塊,使得MES系統包括了很多子系統,這些子系統都有各自的處理邏輯,數據庫,數據模型和通信機制。為了實現與外部系統的集成,往往采用API技術,OLAP技術和相應的通信機制。其中,外部應用系統的調用和插入使用API的方式,而應用EDI技術和外部環境進行數據交換。

雖然專用的MES能夠為某一特定環境提供最好的性能,卻常常難以與其它應用集成,整合的MES比專用的MES邁進了一大步,具有一些優點如:單一的邏輯數據庫,系統內部具有良好的集成性,統一的數據模型等等。但其整個系統重構性能弱,很難隨業務過程的變化而進行功能配置和動態改變。為了解決傳統EMS

的不足,可集成MES (Integrated MES,I-MES)逐漸成為人們研究的熱點。

第二節 可集成的MES(I-MES)

MES是近10年來在國際上迅速發展、面向車間層的生產管理技術與實時信息系統,它是實施企業敏捷制造戰略、實現車間生產敏捷化的基本技術手段。在我國實施的CIMS戰略中,車間自動化一直是一個薄弱環節,而實施MES則是提升車間自動化水平的有效途徑,因此 MES技術的推廣應用可有力促進 CIMS的發展。另一方面,隨著CAD/ CAM及 ERP在制造企業的逐步應用,其進一步的信息化需求將迫使企業更多地去考慮在車間層次構建更高效的智能自動化信息系統,發展敏捷化MES無疑是其必由之路,因此 MES在我國具有廣闊的發展空間和應用前景。

然而,由于國內外現有的 MES技術及系統沒有充分考慮車間制造信息中大量存在的不確定性等非常規特點,缺乏在這些非常規信息條件下的科學決策方法,而片面地去追求車間信息的數量或精確性,不僅造成車間信息集成困難和決策效率不高,導致 MES缺乏足夠的敏捷性與智能性以適應日益不確定的車間制造環境,而且大大增加了MES的開發和使用成本,嚴重影響了 MES這一先進的車間生產管理與控制技術在我國的推廣應用與普及。因此必須從根本上解決 MES的敏捷化問題,并大大降低 MES的開發與使用成本,有力促進 MES在我國的產業化進程和推廣應用。本文提出的應對策略為上述問題的解決提供了一條有效途徑,它通過車間信息的有效集成和制造決策過程的智能化來保證車間生產的運行敏捷性,通過可重構和分布式對象技術解決 MES的結構敏捷性,從而從根本上來解決 MES的敏捷化問題,這對我國整個制造工業乃至國民經濟的發展、提高我國制造業的國際競爭能力具有非常重要的理論意義和實用價值。

第三節 MES的研究意義

20世紀90年代以來,經濟全球化的趨勢日益增加,信息技術的發展極為迅速,市場環境發生了根本性的變化。顧客驅動已成為市場的主要特征,市場競爭的要素涉及到工控時間、質量、價格、服務和環境。而信息技術的廣泛采用,使得以顧客訂貨和市場需求為軸心的生產活動已可以不受時間和地域的限制,競爭的高科技含量因此大大提高了。面對激烈競爭,企業界的重要對策就時采用將制造技術與信息技術、自動化技術、現代管理技術和系統科學技術有機融合的新一代先進制造技術。雖然大量的先進制造技術運用于企業管理中,但對于一個企業,如果僅僅從生產工廠的視角來分析其在競爭中所處的地位,顯然是短視的。即使是最好的MES解決方案,對于整個企業來講,也不過是提供一個相對狹窄的視角,缺乏在管理層為進行決策支持所需要的生產執行數據的廣度和深度。這就啟示我們,完整的、能夠引導一個企業保持長期的業務利益和價值的企業信息系統,必須是控制、制造執行系統MES和企業規劃系統ERP三者協同作用的整合??上У氖?,在人們認識到ERP的重要作用的同時,并不曾給予MES足夠的重視,更何況上ERP項目動輒要投資上千萬,甚至上億元。一般中小企業難以承擔,即使是大型企業花那么多錢也不是輕而易舉的。

M ES是美國管理界90年代提出的新概念。美國先進制造研究機構AMR(Advanced Manufacturing Research)通過對大量企業的調查發現現有的企業生產管理系統普遍由以ERP/MRPII為代表的企業管理軟件,以SCADA、HMI為代表的生產過程監控軟件和以實現操作過程自動化,支持企業全面集成的MES軟件群組成。根據調查結果,AMR于1992年提出的三層的企業集成模型。由于MES強調控制和協調,使現代制造業信息系統不僅有很好的計劃系統,而且能使計劃落實到實處的執行系統。因此短短幾年間MES在國外的企業中迅速推廣開來,并給企業帶來了巨大的經濟效益。企業認識到只有將數據信息從產品級(基礎自動化級)取出,穿過操作控制級,送達管理級,通過連續信息流來實現企業信息全集成才能使企業在日益激烈的競爭中立于不敗之地。

隨著企業生產模式逐漸向敏捷制造發展,企業業務流程重組(BPR)的實施、企業環境的異構性以及企業間動態聯盟的組建等等對MES又提出了更高的要求,傳統的MES解決方案難以適應敏捷制造的要求,面向敏捷制造的MES不僅要費用合理更要具有良好的適應性(adaptable),可重構性(reconfigurable),可集成性(integrated),因此,國外許多組織和研究機構開始研究面向敏捷制造的MES。然而,國內對MES概念和應用的研究卻不太多,更不說有成熟的軟件產品。隨著企業計算機應用的不斷推廣,企業信息化應用水平逐漸提高,企業越來越需要車間執行層的管理信息系統。因此如何深刻理解MES內涵,把握它的發展趨勢,在我國企業中開發和應用MES,對于提高企業競爭力,縮小與發達國家企業差距是迫在眉睫的事情,也將是企業信息化水平深層次推進的需要。

當前擺在人們面前的嚴峻問題是,如何發現企業在實施MES時存在的弊端,并有針對性地提出解決問題的辦法。這樣對構建我國企業科學的治理結構、提升企業國際競爭力,無疑更具重要的現實意義和深遠的歷史意義??磥碚_認識MES的作用和正確地發揮MES的作用是非常關鍵的事情。本文將重點放在至今在國內尚未引起足夠注意的,但是對企業發展壯大有著重要意義的MES,以期對這個溝通ERP和PCS之間的關鍵環節給予應有的重視。

第三章 MES的概述

第一節 MES的形成

一、MES的產生背景

20世紀80年代中期以后,伴隨著客戶對產品需求的多樣化,制造企業的生產模式開始由大批量的剛性生產向多品種少批量的柔性生產轉變;伴隨著計算機網絡和大型數據庫等信息技術的發展,企業的信息系統也開始從局部的、事后處理方式轉向全局的、實時處理方式。其間出現了精良生產、敏捷制造等新的理念和方法;在管理系統軟件領域從MRP(Materials Requirements Planning,物料需求計劃),到MRPⅡ,直到ERP系統的迅速普及;在過程控制領域,PLC(Programmable Logic Controllers,可編程邏輯控制器), DCS(Distributed Control System,分布式控制系統)得到廣泛應用②。

盡管企業信息化的各個領域都取得了長足的發展,但是在實現信息集成的過程中,仍然會面臨信息孤島和信息斷層③所帶來的各種問題.例如,在計劃過程中無法準確及時的掌握實際生產狀態,在生產過程中得不到切實可行的作業計劃,車間的管理人員和操作人員難以跟蹤產品的生產過程,不能有效地控制在制品庫存,用戶無法了解訂單的執行狀況等等.產生這些問題的主要原因在于生產管理系統與生產過程控制系統的相互分離,計劃系統和過程控制系統之間的界限模糊,缺乏緊密的聯系.針對這種情況,1990年11月,美國的調查咨詢公司AMR(Advanced Manufacturing Research,先進制造研究機構)首次提出MES的概念,作為解決企業信息集成問題的解決方案④⑤。

隨著企業信息化在理論和實踐兩個方向上的不斷深入,以系統和集成思想為基本哲理的制造業信息化系統的體系已經基本清楚,如圖3-1所示⑥,將企業看作一個球體,以企業、生命周期和價值鏈為坐標,將集成系統所涉及的各種應用分系統放置在球體空間的不同位置,說明各種系統邏輯上的關聯關系。整個企業信息化的系統體系中,MES扮演了承上啟下,關聯上下的重要作用。

圖3-1 協同制造管理的應用圖

二、MES的發展歷史

MES作為生產形態變革的產物,其起源來自工廠的內部需求。為了更好得理解MES的產生背景,我們先回顧一下計算機輔助生產管理系統的演化歷史。

上個世紀八十年代,MRPII(Management Resource Planning,制造資源計劃)在APICS(美國生產與庫存管理協會)大力宣傳和組織推動下得到了迅速的普及和廣泛應用。推廣過程中,MRPII也暴露出一些不足之處,如MRPII對預測需求和銷售管理不夠重視,對車間的大量實時事件與數據不能很好地利用等等。

許多企業認識到,需要其它系統來解決MRPII在這些方面管理薄弱的問題。于是,為了滿足銷售、預測的需求,產生了DPR(Distribution Resource Planning,分銷資源計劃)。同樣,為了強化車間的執行功能,MES也就應運而生。

傳統的MES(Traditional MES,T-MES)大致可分為兩大類:1、專用MES系統(Point MES)。它主要是針對某個特定領域的問題而開發的系統,如車間維護、生產監控、有限能力調度等。2、集成MES系統(Integrated MES)。該類系統起初是針對一個特定的、規范化環境而設計的,目前已拓展到許多領域,如航空、裝配、半導體、食品和衛生等行業,在功能上它已實現了與上層事務處理和下層實時控制系統的集成。

雖然,專用MES能夠為某一特定環境提供最好的性能,卻常常難以與其它應用系統集成。專用的MES整個系統重構性能弱,很難隨業務過程的變化而進行功能配置和動態改變。集成的MES,比專用MES邁進了一大步,具有很多優點:如單一的邏輯數據庫、系統內部具有良好的集成性、統一的數據模型等等。

美國AMR研究小組在分析信息技術的發展和MES應用前景的基礎上,提出了可集成MES(Integrated MES,I-MES)這一概念。它將模塊化和組件技術應用到MES的系統開發中,是兩類傳統MES系統的結合。

從表現形式上看,I-MES具有專用MES系統的特點,即I-MES中的部分功能可以作為可重用組件單獨銷售。同時,它又具有集成MES的特點,即能實現上下兩層之間的集成。此外,I-MES還能實現客戶化、可重構、可擴展和互操作等特性,能方便地實現不同廠商之間的集成和原有系統的保護以及即插即用(P&P)等功能。

三、MES的定義

美國先 進制造研究機構AMR(Advanced Manufacturing Research)將MES定義為“位于上層計劃管理系統與底層工業控制之間的、面向車間層的管理信息系統”,MES為操作人員、管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等方面)的當前狀態信息。

制造執行系統協會(Manufacturing Execution System Association,MESA)也給MES做出定義:“MES能通過信息傳遞,對從訂單下達到產品完成整個的生產過程進行優化管理。當工廠里面有實時事件發生時,MES能對此及時做出反應、報告,并用當前的準確數據對它們進行指導和處理。這種對狀態變化的迅速響應使得MES能夠減少企業內部沒有附加值的活動,有效地指導工廠的生產運作過程,從而使其既能提高工廠及時交貨能力、改善物料的流通性能,又能提高生產回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行為的關鍵任務信息。”

后者對于MES的定義強調了以下三點:1.MES是對整個車間制造過程的優化,而不是單一解決某個生產瓶頸。2.MES必須提供實時收集生產過程數據的功能,并做出相應的分析和處理。3.MES需要與計劃層和控制層進行信息交互,通過企業的連續信息流來實現企業信息集成。

第二節 MES的作用和特點

一、MES的作用

在許多工廠中,全廠管理的功能目前仍然由文件和人工系統進行,通常有經驗的人員執掌著工廠生產效益的鑰匙。在大多數運行中,人工系統和有經驗運行人員的判斷總是起著重要作用,圖3-2。但是,市場要求產品的品種和數量經常變化,靠人工和經驗調整生產顯然效率低、反應慢、缺乏競爭力。而且人工系統也不可能適應產品、工藝、技術和用戶要求日趨加速的變化。由于生產運行變化如此迅速,MES的信息的及時性要求以分,甚至秒的速度進行反應,此時光靠人恐怕不行。因此,采用MES帶來的效益不言而喻,圖3-3。

 

圖3-2 人工決策

 

圖3-3 MES決策

ERP/MRP的環境是以具體事務為基礎的。其數據交換系對生產調度、運輸安排或對生產計劃要求的響應。與此不同的是,控制的決策必須在秒甚至更短的時間內完成,它對生產過程、操作人員,或對材料的操作需求作出響應。顯然,實時環境和實時響應的差異影響著絕大多數的具體事務和在控制層的執行。傳統的數據流和控制流在ERP與控制層之間存在著巨大的鴻溝。傳統的信息管理系統向主管財務的總經理和財務管理負責人報告,居于管理層;而傳統的工程生產信息則向負責生產的總經理報告;職責不同,相互之間的溝通不一定能做到及時且細致深入。

與此相反,MES能提供的材料數據是與生產消耗相關的,同時能生成基于精確執行時間的材料供應提前量,這將改善倉儲控制。準確的生產模型是與實際測量相對于計劃時間表的關系緊緊相連的,因而可用來修正過程模型,而且有助于精確表達生產計劃的實時行為。

在當今激烈競爭的世界經濟中,要占有“最有價值”的地位,必須使企業具有最好的質量、最佳的客戶服務、最低的制造成本、快速響應以及靈活性的特點。而要達到這樣的水平,就必須在正確的時間提供正確的信息才可能進行最佳的決策。這就要求不斷地對公用的數據庫進行改善,同時讓每個部門都擁有把數據轉化為有用信息的工具。怎么能做到這些呢?唯有MES才能真正向企業提供以上這些功能。

MES系統的基本功能模塊包括工序詳細調度,資源分配和狀態管理,生產單元分配,過程管理,人力資源管理,維護管理,質量管理,文檔控制,產品跟蹤和清單管理,性能分析和數據采集等,具體如圖3-4所示

圖3-4 MES功能模塊

二、MES的特點

1、適用多樣性生產流程,支持多條生產線,提高管理效率,能將各批次的作業有效的在多條生產線上進行排產,提高了管理效率;

2、建立完善的數據庫,提供強大的查詢功能,信息更完整和更具深度,可隨時隨地搜集生產線上的所有信息,包括生產線上物料與人員產能、維修等;

3、流水線操作防呆預防錯誤功能,預先防止部件裝配錯誤和產品生產流程錯誤,并及時提醒指導操作人員進行改正;

4、線上信息實時正確整合,以利最佳的決策,管理者可隨時獲得生產線上的實時信息,多樣化的報表與圖表整合分析,如柏拉圖、P-Chart柱形圖等,提供管理者在做不同的決策時的有力依據;此外, 報表與Word、Excel等辦公軟件相結合,使圖表的形式更多樣化。

5、模塊客制化的設計,充分符合企業需求,各模塊可專司其功能,又具有整合性,真正達到企業信息流通的目的;模塊內功能的復雜或簡易程度,完全視企業的本身需求而定;

6、實時監控生產線,品質保證的最佳工具。系統可查詢多種維修流程中的情況,實時查詢不良原因的代碼,使決策者或管理者能夠清楚的知道產品缺陷的數量及原因,將這些不良原因作一統計及分析,進一步督促相關作業人員,加強品質管制,如此提高生產效率及品質,為公司創造更高的價值;

7、維修數據的整合分析統計、便于知識管理,系統可以針對不同機種,不同的維修項目做前十項的排行,讓維修人員可以有維修依據,且將個人的經驗值憑借系統顯示。建立一個有系統的維修知識庫,提供維修人員維修產品時之有利依據 與參考,節省重復的思維過程,適當運用經驗法則,做最經濟的資源支出;

8、提供看板可視化管理,看板顯示當前工作站的工作目標、完成情況、不良率、差異等信息,也可以顯示設定信息,如歡迎詞、標語等,管理者能夠及時了解現 場的生產、質量情況 ,實現圖視生產和管理;

9、系統架構采用Client/Sever架構,將企業生產流程設定存儲,當程序需要更改時,只需在服務器端進行修改,而客戶端在使用程序時一般不要進行修改,減少系統維護工作。

第四章 MES應用舉例——離散制造企業的制造執行系統

第一節 離散制造企業

離散制造企業是指制造企業中的一類企業,其生產過程中基本上沒有發生物質改變,只是物料的形狀和組合發生改變,即最終產品是由各種物料裝配而成,并且產品與所需物料之間有確定的數量比例,如一個產品有多少個部件,一個部件有多少個零件,這些物料不能多也不能少。按通常行業劃分屬于離散行業的典型行業有機械制造業、汽車制造業、家電制造業等等。

離散制造企業主要是通過對原材料物理性狀的改變、組裝,成為產品,使其增值。而流程生產行業,主要 是通過對原材料進行混合、分離、粉碎、加熱等物理或化學方法,使原材料增值,通常以批量或連續的方式進行生產。在MES需求、應用環境等諸多方面,兩者都有較大的差異⑦,在此介紹離散行業的特征。

1、 產品結構。離散制造企業的產品結構,如圖4-1所示,可以用“樹”的概念進行描述——其最終產品一定是由固定個數的零件或部件組成,一般使用物料清單(BOM)表示這種關系。

 

圖4-1 產品結構示例

2、 生產計劃管理。離散制造企業主要從事單間、小批量生產,由于難于預測訂單的到達時間和批量,同時由于產品的工藝路線經常變更,因此需要良好的計劃能力。只要應用得當,離散制造在生產計劃系統方面投資所產生的效益可以相當高。

3、 工藝流程。面對訂單的離散制造業,其特點是多品種和小批量。因此,生產設備的布置有可能不是按產品而是按照工藝進行布置的。例如,離散制造業往往要按車、銑、刨、磨、鉗等工藝過程,或者按照典型工藝過程來安排機床位置。因為每個產品具體的工藝過程都可能不一樣,而且可以進行同一種加工工藝的機床有多臺,因此,離散制造業需要對所加工的物料進行調度,并且往往中間品需要進行搬運。離散工業企業的原材料主要是固體,產品也為固體形狀。因此。存儲多為室內倉庫或室外露天倉庫。

4、 自動化水平。離散制造業企業自動化主要在單位級,例如數控機床、柔性制造系統。由于是離散加工,產品的質量和生產率很大程度依賴于工人的技術水平。因此,離散制造企業一般是人員密集型企業,自動化水平相對較低。

5、 批次管理和跟蹤⑧。流程行業的生產工藝過程中,會產生各種協產品、副產品、廢品、回流物,對物資的管理需要有嚴格的批次。例如,制藥業中的藥品生產過程要求有十分嚴格的批號記錄和跟蹤,從原材料、供應商、中間品,以及銷售給用戶的產品,都需要記錄。一旦出現問題,企業可以通過批號反查出是誰的原材料、哪個部門、何時生產的,查出問題所在。而離散制造業一般對這種要求并不十分強調,雖然現在很多離散制造業企業也在逐步完善產品生命周期跟蹤管理的能力。

根據以上概況初步了解了離散制造企業的一些基本情況,并以此為基礎來進行MES的實際應用。

第二節 公司概況

面對日益激烈的國際競爭,現代化的企業需要現代化的管理,現代化的管理離不開信息化的管理手段。企業信息化被認為是現代企業國際化戰略的必由之路,眾多企業會首先選擇ERP來幫助企業實現物流、資金流、信息流的信息化。湖州巨人機電有限公司是一家致力于為中國乃至全球電梯整機業提供精良部件及完美解決方案的專業制造企業,也引進了相應的ERP來經營管理企業,并購買了一批先進的數控機床(如數控液壓轉塔式多功位沖床、HDS1303NT 數控折彎機、FO-3015 飛行光路激光切割機等等)來加工產品。主要為巨人通力提供電、扶梯公司提供各種部件,還提供精密鈑金部件、精美電梯裝潢和精良電氣產品。隨著業務的擴大和發展,相繼與昆山通力、無錫中秀、西子奧的斯、訊達等知名企業合作,為其進行部件定制生產及加工服務。雖然有ERP的周密計劃和先進的機床進行生產,但是遠遠不能滿足客戶提出的各種要求。客戶是我們的上帝,失去上帝的信賴,等于失去我們的生命,企業無法生存。更何況現在制造業現在已經不再是一個暴利行業,而是已經進入微利時代,企業如何在這個時代獲取更高的利潤?這是每個企業所必須面臨的問題。

企業一直以來使用金碟的ERP系統來組織生產,合理的計劃每一份定單所生產的部件,經過ERP的計劃打印出許多流程卡,以流程卡上的物料清單來指導整個車間的工作流程和工作內容,同時作業員在完成一作業時須將日期、人員、生產信息填寫在流程卡上,在成品包裝前,收集起來,以備日后維修查詢之用。這種流程卡的管理方法在一般的電子、家電業中都會實行。這種管理方法雖然有一定的先進性,但離散型企業一般在加工完一道工序會將工件存放在暫存區一待下一工序加工,在這其中回出現流程卡失蹤,尋找工件難等問題,導致加工沿后,交貨期緊張。為了企業更好的發展,在不斷的尋找問題的關鍵,總結、分析客戶所提的要求,結合企業本身運營狀況,發現企業雖然在計劃層和控制層得到長足的發展,但是在執行層仍然存在無法解決的問題,如下:

1、 出現用戶產品投訴的時候,能否根據產品號碼追溯這批產品的所有生產過程信息?

2、 能否立即查明它的:原料供應商、操作機臺、操作人員、經過的工序、生產時間日期和關鍵的工藝參數?

3、 同一條生產線需要混合組裝多種型號產品的時候,能否自動校驗和操作提示以防止工人部件裝配錯誤、產品生產流程錯誤、產品混裝和貨品交接錯誤?

4、 過去12小時之內生產線上出現最多的5種產品缺陷是什么?次品數量各是多少?

5、 目前倉庫以及前工序、中工序、后工序線上的每種產品數量各是多少?要分別供應給哪些銷售商?何時能夠及時交貨?

6、 生產線和加工設備有多少時間在生產,多少時間在停轉和空轉?

7、 影響設備生產潛能的最主要原因是:設備故障?調度失誤?材料供應不及時?工人培訓不夠?還是工藝指標不合理?

8、 能否對產品的質量檢測數據自動進行統計和分析,精確區分產品質量的隨機波動與異常波動,將質量隱患消滅于萌芽之中?

9、 能否廢除人工報表,自動統計每個過程的生產數量、合格率和缺陷代碼?

……

面對以上車間管理的典型問題,ERP就難以給出完善的解決手段,這樣就出現了ERP系統和現場自動化系統之間管理信息方面的“斷層”,對于車間層面的調度和管理要求,它們往往顯得束手無策或功能薄弱。企業內部管理的優化很重要的一點就是生產過程的信息化和產品的可追溯性,企業提供給客戶的產品,我們要非常清楚我們提供客戶的是什么樣的產品、是什么材料、材料是哪家供應商提供的,產品在生產過中的記錄、測試參數等信息。只有知道了這些我們才能有針對性的為客戶提供更好的服務,即時發生客戶投訴我們也能及時準確地為客戶澄清問題,確認影響范圍。同時產品生產過程的數據為生產管理決策提供有效的支持,讓生產過程的問題及時的暴露、及時地處理,從而有效遏制問題的發生,將產品的質量問題以及生產線的異常狀況消滅在萌芽狀態。沒有信息化管理的生產現場又如一個“黑箱&rd quo;,在生產的現場到底發生了什么,沒有一個完整的信息反饋。一條生產線的管理者他所關心的就是他所管轄的范圍內發生的問題,或則一個車間的主管他所關心的是這個車間所有生產線的生產進度、質量問題,這些信息的獲取他只能通過個線干部的表報反饋或者是電話匯報,如果是一個工廠的主管他所關心的整個工廠的生產進度、任務達成度、產品品質,他獲取這些信息的手段又是怎樣呢?時效性如何呢?如果管理者不能及時的獲取這些信息,就不能及時有效的下達管理指令,這就會制約管理措施的有效實施。正是這個管理的“黑箱”遮住了管理層的眼睛,束縛了管理層的手腳。

恐怕不求新求變是很難適應市場競爭,現在很多企業紛紛選擇信息化系統來幫助企業提升競爭力,優化內部管理流程,以實現在微利時代消除企業的內耗來減少制造的成本,為企業贏得更多的利潤。在國內制造企業紛紛引入MES現場執行系統,幫助企業打破“黑箱”,打造可視工廠,使生產的過程完全透明化,例如國內知名的夏新電子在2005年的管理優化選擇明機逐鹿的MES提升企業的核心競爭力。企業之間的競爭已經過度到了管理的競爭,只有靠現代的管理手段才能制造出更好的產品,為客戶提供更滿意的產品與服務。MES監控產品投入到出貨的全部生產過程,記錄生產過程產品所使用的材料、設備,產品檢測的數據和結果以及產品在每個工序上生產的時間、人員等信息。這些信息的收集經過MES系統加以分析,就能通過系統報表實時呈現生產現場的生產進度、目標達成狀況、產品品質狀況,以及產的人、機、料的利用狀況,這樣讓整個生產現場完全透明化。企業的管理人員,無論何時身處何地,只要透過Internet就能將生產現場的狀況看的清清楚楚明明白白。身在總部的老板亦能通過MES獲取信息運籌帷幄,遠在國外的客戶當然可以來關心他們的訂單進度、產品品質。

為解決車間生產上的“黑箱”問題和達到“可視化”工廠,并根據離散型造業的特點來實施MES,以達到公司長遠發展。

第三節 MES實現功能

該MES系統實現了十三個主要的MES功能模塊,包括:工廠門戶、工序詳細調度、WIP資源分配和狀態管理、生產單元分配、過程管理、HR人力資源管理、設備維護管理、質量管理、文檔管理、產品跟蹤、物料清單管理、性能分析和數據采集。

MES不是一個獨立的系統,而是整個企業信息化中的重要組成部分,其跟企業的ERP等系統都有密切的管理,共同組成整個企業的信息化系統。MES系統各模塊的功能簡述如下:

1. 工廠門戶,供應商、客戶、工廠各級管理人員、工人、工程師等均可以在該模塊了解到工廠的實時運行信息;

2. WIP資源分配和狀態管理: 指導勞動者,機器,工具和物料如何協調的進行生產,并跟蹤其現在的工作狀態和剛剛完工情況?;谟媱澓蛯嶋H產品制造活動來指導工廠的工作流程。這一模塊的功能實際上也可由生產單元分配和質量管理來實現。這里是作為一個單獨的系統來實現。

3. 生產單元分配:通過生產指令將物料或加工命令送到某一加工單元開始工序或工步的操作。

4. 工序詳細調度:定義產品的加工工藝與流程,通過基于有限資源能力的作業排序和調度來優化車間性能。

5. HR人力資源管理:提供按分鐘級更新的員工狀態信息數據(工時,出勤等),基于人員資歷,工作模式,業務需求的變化來指導人員的工作。

6. 維護管理(表4-1): 通過活動監控和指導保證機器和其它資產設備的正常運轉以實現工廠的執行目標。

表4-1 設備狀態信息表

 

7. 質量管理: 根據工程目標來實時記錄,跟蹤和分析產品和加工過程的質量,以保證產品的質量控制和確定生產中需要注意的問題。采用QC七大手法、SPC(Statistical Process Control  統計過程控制)對品質進行分析、統計,進而改善品質。

8. 文檔管理: 管理和分發與產品,工藝規程,設計,或工作令有關的信息,同時也收集與工作和環境有關的標準信息。

9. 產品跟蹤(附件1):通過監視工件在任意時刻的位置和狀態來獲取每一個產品的歷史紀錄,該記錄向用戶提品組及每個最終產品使用情況的可追溯性。

10. 工單管理:對ERP排產后的工單進行實時跟蹤與管理,了解其生產進度、品質狀況等信息。

11. 性能分析:將實際制造過程測定的結果與過去的歷史記錄和企業制定的目標以及客戶的要求進行比較。其輸出的報告或在線顯示用以輔能的改進和提高。

12. 產品清單管理:將生產中用到的原材料、半成品的標準用量、供應商、批次等進行管理,再根據實際的用量、供應商、批次等進行比較,為動態庫存、JIT供應提供支持。

13. 數據采集:監視,收集和組織來自人員,機器和底層控制操作數據以及工序,物料信息。這些數據可由車間手工錄入或由各種自動方式獲取。

第四節 MES目標與設計原則

為離散企業定制的制造執行系統,其最主要的目標就是建立和完善生產管理體系,包括根據客戶定單、市場預測和內部資源狀況來制定生產計劃;從整體角度優化、協調生產過程;生產計劃的動態調整等等。與此同時,要建立保證質量管理的信息體系,包括在線物料跟蹤和質量控制的在線反饋與調整,以及對產品質量零缺陷的追求。以上述兩個目標為契機,構建離散企業MES系統可以促進生產方式和管理思路的轉變,這將是一個漸進的過程。

MES的設計將以軟件工程為規范,主要考慮全局性、通用性,既要實現整個生產過程的優化,又要提供標準化、模塊化的應用程序框架;同時要以可擴充性、開放性和兼容性為原則,這樣在生產能力變動時不至于影響系統功能,還要提供標準、開放的通訊接口以及減少由于開發環境和開發工具的變化帶來的影響;在可操作性、可視性和魯棒性上也要注意,友好而操作簡單的界面、監控跟蹤的仿真示意圖和較強的容錯能力都有助于各級用戶的使用;最后是必須具備實時性,只有最短的反應時間才能對生產過程進行控制和調整。

第五節 MES信息庫設計

 在現代離散企業中流動的信息具有強烈的動態特征且大量冗余信息與缺失信息、信息斷裂并存的現象,無論是從現場采集來的生產數據還是從市場獲得的定單信息都可能因不能真實體現而對企業造成不可估量的后果,為保證有價值的信息能對企業決策和運作有著正確的指導意義,在離散企業運作系統中要構建好多種信息庫,并且不同的信息庫具有不同的特點。

物料 信息庫(表4-2):企業庫存狀況和需外部采購或內部調整的物料情況,部分信息與供應商共享;定單信息庫(表4-3):定單對產品的要求(材料、質量、數量等)情況,部分信息與合同商共享;產品信息庫(表4-4):產品目錄和與特定合同商聯系的在制品狀態,部分信息與分銷商/用戶共享;基礎信息庫:企業人員、設備狀況,財會數據等企業運營的基礎信息,在系統內部按照不同密級使用,還包括部分經常更新的政策、市場等外部信息;生產信息庫:生產過程中人員、設備的實時變化情況等動態性要求較高的信息,以及基本不變的工藝路線等生產相關信息,外部不可見。

這些信息庫都是關系型數據庫,建立信息庫將降低車間級計算機的數據負擔,同時減少了因數據保存和操作故障而引發的一系列后果。物料、定單、產品信息庫可供對應的外部人員進行查詢等操作,便于結成與供應商密切的戰略伙伴關系。而較穩定的基礎信息庫為人事、財務、設備方面的日常管理提供極大的方便。生產信息庫則是動態性能要求最高的,每時每刻都有大量的流動數據注入其他信息庫,因此對它的設計要求也最高。這些信息庫常見功能有:報表、保存與備份、恢復與刪除,以及口令與權限。

動態的生產信息庫中,與數據采集模塊相連的部分成為重中之重,實時監控生產過程中的數據采集點、主生產流程的設備運轉情況的狀態數據采集點,以確保采集的數據可靠而不冗余,充分而不斷裂。

第六節 MES實施效果

根據企業現在的生產現狀和需求,對MES進行實施后的效果評介,主要是比較MES實施前后的生產現場管理,來展現實施MES后企業無窮的發展潛力。

1、流程卡管理

導入前:

目前企業在生產中沒有實行這一制度,在一般的電子、家電業中都會實行流程卡的管理。每一在制品附一流程卡片,作業員完成一制程須將日期、人員、生產信息填寫在流程卡上,在成品包裝前,收集起來,以備日后維修查詢之用。

導入后:

不但能把流程卡管理這一制度建立起來,同時因為系統的大部分生產數據的收集均通過自動化設備,大大加快了數據收集的速度,生產線的效率不但沒有降低,反而得到了大大的提高。

2、工單追蹤管理

導入前:

利用每日生產表格由生產單位組長填寫各工單投入產出,人員出勤等資料,再匯總計算出各指令進度。然而組裝生產線流程快速,生產主管永遠無法得知各工單目前的進度。

導入后:

每個加工點需刷流程卡序號,計算機可自動計算出其所屬工單在各生產單位詳細過程及最近狀況,主管辦公室之計算機可得知全廠一分鐘前工單最新狀況。如果主管遠在國外,只要其能進入MES工廠門戶系統,了解整個工廠的工單運行情況變成了彈指之間的事。

3、在制品追蹤管理

導入前:

目前企業沒有對WIP倉庫進行有效的管理,常造成一堆不良品、待修品積壓在現場。

導入后:

利用流程卡完整數據,SFCS(shop floor control system  車間控制系統)可追蹤每一在制品最新位置、狀態,統計整理后,可以依指令,產品或現場區段,追蹤在制品分布狀況。

4、設備管理

導入前:

不同機種設備時間長短不同,雖然設備多用PLC控制, 但是仍須由人在現場操作,掌握信息不足,無法對設備做有效地利用。

導入后:

透過MES與生產設備聯機,可以利用MES直接控制PLC,可以有效掌握設備時間及空間利用。

5、 品質監控管理

導入前:

品質資料由質檢部人員輸入品質表格中,但因是人工填寫,資料有限,而完整的檢修資料是填寫在流程卡中,數量多,少有工廠輸入計算機,因此多是事后整理品質報表作為未來品質改善,但又因數據不完整、不正確, 不容易找到真正原因。

導入后:

檢測修護、維修資料全由計算機立即輸入,或從測試檢測儀器中實時取出數據進行分析,現場可連接品質看板,實時顯示最新品質狀況,并可做完整詳細統計分析,有效找出品質問題。

6、出貨管理

導入前:

須利用人工記錄那些出貨序號,給那一位客戶,以做售后服務,也因缺乏實時核對能力,常在出貨之機種及數量上發生錯誤,造成不小的損失。

導入后:

出貨同時,輸入外箱序號編碼,可立即核對,如不符出貨條件,可立即告之出貨人員。同時把出貨信息上傳ERP系統。

7、自動化設備整合

導入前:

企業用的數控液壓轉塔式多功位沖床、HDS1303NT 數控折彎機、FO-3015 飛行光路激光切割機等設備多獨立運作,效益不高,設備管理也不佳。

導入后:

將MES與數控液壓轉塔式多功位沖床、HDS1303NT 數控折彎機、FO-3015 飛行光路激光切割機等整合,可自動得取生產資訊及設備狀況。

8、現場物料管理

導入前:

企業每天生產不同規格、不同型號的產品,因離散制造業無法訂單到達時間和交貨期不同,早生產晚入庫,晚生產早入庫現象,無法掌握實際生產狀況,在制品的不斷積壓,導致早生產的產品遺漏,常發生補料。

導入后:

MES可以隨時掌握最新各指令,各產品組裝數量,可以實時計算出現場物料狀況,以預做供料準備,有效降低這方面人力及補料現象。

9、售后服務

導入前:

不知其何時出貨,很難提供有效的售后服務。客戶回修之產品,企業可以方便地找出出貨時間、出貨客戶;但如果想了解該產品在生產時的信息,由于出貨沒有與生產數據進行整合,要找出其原來的生產信息,須花費相當大的人力。

導入后:

MES提供追蹤功能,可以掌握每一成品完整流程卡資料、當時生產現場的狀況及出貨時間、出貨客戶,追蹤成品在生產中的各種記錄,可提供客戶完整的售后服務。

10、原料入庫管理

如果要進行原料入庫方面的管控,MES可以有專門的原材料入庫管理模塊。只要對原材料進行批號管理。當原材料進行驗收時,對其進行入庫輸入,系統根據其提供的資料,對其按產品、規格進行匯總,同時,系統會與ERP進行接口,將數據寫入到ERP的原料庫存檔中。

11、效益總結

總體上來說,品質得以實時改善提升,制造成本受控,交期縮短;同時由于該 MES系統提供給大客戶查詢其訂單實時進度、訂單的詳細品質記錄,因此大客戶認為其是一個數字化的可視化的現代化工廠,能讓他們隨時隨地了解工廠的產能狀況、訂單生產進度、足夠詳細的品質記錄分析報告,進而給該工廠更多的訂單。

第七節 實施MES后的效益分析

基于MES用戶的經驗,使用MES所帶來的效益很可觀。相比于其它任何制造軟件,MES應該是最具吸引力的:平均減少制 造周期時間45%;一般減少數據輸入時間為75%以上;平均減少半成品(WlP)24%:平均減少為交班而準備的紙面工作61%;平均減少引導時間27%.;平均減少紙面工作和設計藍圖所帶來的損失56%:平均減少產品缺陷18%。

以上列舉的若干統計數據是由國際MESA協會通過調查研究確定的,具有充分的根據。

根據以上數據為依據,實施的MES公司所得效益:

定性                                定量

Ø降低生產周期                       Ø降低20%~25%

Ø減少/消除數據錄入時間              Ø降低至25%~60%

Ø提高數據完整性                     Ø提高95%以上

Ø降低庫存                           Ø降低10~15%%

Ø減少上述各過程的統計、記錄工作     Ø70%的工作量減少

Ø減少適應時間                       Ø試產磨合期降低至原來的10%

Ø減少過失                           Ø減少過失40~55%

Ø責任到個人                         Ø工人績效提高25%

Ø產品品質在線報告                  Ø產品品質在線報告,實時性提高90%

Ø提供ERP實時和準確的生產數據      Ø變成實時、動態數據刷新

第五章 總結與展望

MES軟件彌合了企業計劃層和生產車間過程控制系統之間的間隔,是制造過程信息集成的紐帶。MES通過強調制造過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產,同時也為敏捷制造企業的實施提供了良好的基礎。深刻理解MES這一先進的管理思想,把握它的發展趨勢,對于如何在我國正確的研究和推廣MES應用具有重要的理論和應用價值。MES對于制造企業的作用已經非常明朗,但人們對MES的認識遠遠不如ERP、SCM等管理系統。由于認識不清,自然就會導致需求不清楚,也就難以形成一定的市場規模。目前美國的MES發展是已25%速度發展,而國內基本是局部MES功能的發展,具體是一些簡單的數據采集,物流管理等,其實這些也屬于MES功能的范疇。但隨著人們對MES認識的逐步加深,MES在企業中的應用必將會逐步深入。

但現在MES在中國企業的實施狀況的確不太盡如人意,致使許多的企業在面對它的時候都有一種“敬而遠之”的矛盾心態。既想通過實施MES實現企業新的飛躍,進一步拓展企業的生存發展空間;卻又怕MES的實施一旦不成功,企業將陷入一個更加危險的泥潭。

不過也只有敢于吃螃蟹的人,才能獲取更大的成功。沒有風險就沒有收益,真正的有遠見卓識的企業家,是一定敢于去面對這種風險的。而選擇一個符合企業實際需求的MES產品,選擇一個出色的實施團隊,也就意味著風險系數的大大降低,成功的可能性也就越大。

從國外的發展趨勢看,已經形成了一批MES軟件產品和解決方案,出現了一批以MES為核心產品的工業企業管理應用軟件公司,而且企業信息技術應用的焦點已經由ERP轉向MES,然而MES的標準化仍有大量工作要做。

從國內的發展趨勢看,CIMS、MES、ERP等概念都進入中國較早,但只以DCS為代表的底層自動化和以ERP為代表的管理系統普及速度較快,因此,中國工業企業的信息孤島和缺損環鏈現象比國外更為突出,也就是對MES層的認識相對落后,但是,確實有一些公司在加快開發中國式的MES產品或應用國外的MES產呂,而且勢頭較好,同時,在認識觀念上由關注ERP到關注MES的轉變也已開始。

  從技術角度看,MES的功能正在向控制層和計劃層滲透,三層結構的分工可能更模糊。MES功能中的計劃排產與執行調度模塊(APS)越發突出的推廣普及。它應是MES的核心。單一功能的MES產品正在向集成的MES和整體解決方案發展。信息技術領域的分布對象技術(CORBA、DCOM等)標準日臻成熟是MES發展和集成的基礎。DCS和ERP的普及和提高進一步推動了MES的發展和推廣。

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致 謝

非常感謝各位老師,尤其是經管系的各位老師,在大學期間給了我們一個全新的視野,讓我們認識到了自己知識的缺陷和接受新學識的能力。

篇2

Abstract: The Manufacturing Execution Systems (MES) is a link of the enterprise information integration,and a basic technical essential of the implementation of agile manufacturing of factories and production lines. Based on container manufacturing industry, the concept of the MES, the functional design and realization method of MES system are described in this paper. The proposed solution will improve the production management efficiency of container manufacturing enterprises.

關鍵詞: 制造執行系統;集裝箱;功能設計;實現方法

Key words: manufacturing execution systems;container;functional design;realization method

中圖分類號:TH247 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)05-0297-02

1 MES基本概念

美國先進制造研究機構AMR(Advanced Manufacturing

Research)將MES定義為“位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”,它為

操作人員/管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源

(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態[1][2]。

AMR繼提出MES概念后于20世紀90年代提出三層企業集成模型[3],如圖1所示。

從上述概念中,制造執行系統是為了解決上層計劃系統與下層控制系統之間的信息通信而出現的,在計劃管理層與底層控制之間架起了一座橋梁,填補了兩者之間的空隙[4]。

2 集裝箱行業生產特點

集裝箱是有標準尺度和強度、專供運輸業務中周轉使用的大型裝貨箱,集裝箱的種類很多,本課題以罐式集裝箱為研究對象。罐式集裝箱作為一種先進的運輸工具,在生產組織上,有以下一些特點:

①罐式集裝箱的生產屬典型的離散生產,原材料經過多道工序后組裝成成品,生產工序多,生產過程復雜。②傳統的管理模式,按照生產訂單進行生產,采用紙質流程卡進行數據收集。③物料品種多,目前ERP系統中的庫存信息存在滯后,導致庫存信息不夠及時、準確。④面臨不斷提升產能的壓力。

目前罐式集裝箱的生產和管理面臨著很多問題,歸根結底應該讓管理人員實時掌握生產和物流信息,及時發現和解決問題,使企業提高業務水平和管理水平,因此實施MES迫在眉睫。

3 集裝箱MES系統功能設計

根據罐式集裝箱的生產現狀,本文提出針對罐式集裝箱生產的MES實施方案包括三大部分:生產管理,物流管理,質量管理,總體功能設計如圖2所示。

具體來說,MES將包含以下一些核心功能:

①物流管理:對物料的收發提供支持和倉庫物流實行透明管理,保證生產的順利進行。此模塊主要實現物料入庫,出庫,庫存查詢,出庫等操作。

②生產管理:主要完成生產計劃的排定,管理跟蹤生產過程,實現對生產過程的實時控制和動態掌握。此模塊主要完成生產建模,車間排產,生產報表等功能,其中生產管理采用DCT/PC等設備。

③質量管理:實現質量數據采集、質量分析及預警等功能,實現產品質量的統計分析。此模塊包括基礎數據維護,PDA常用功能,進行質量檢驗,輸出質量報表等。

3.1 物流管理 倉庫管理方面主要由人工收料,發料,手工記錄物料信息等,導致倉庫庫存信息不及時、不準確等問題,針對這一問題本方案采用了條碼化信息管理手段。以入庫方面為例,提出了入庫流程圖如圖3所示。

當供應商將物料送到倉庫后,倉管員在PDA上選擇相應的采購訂單號,PDA自動列出該采購訂單下的物料信息,選擇對應的物料,掃描倉庫已經打印的物料條碼,在PDA上輸入接收數量,并將信息存入條碼系統數據庫,同時更新到MES系統。

3.2 生產管理 工人在現場操作是生產管理中的一個重要環節,如圖4所示的流程進行操作。

工人在上下班時,需要掃描錄入自身的工號,同時工人利用現場站點的掃描設備,掃描流程卡上的罐箱編碼(RFID),系統會自動調出該罐箱的相關信息,包括:工段需要消耗的物料,工單的完成情況工段任務,工藝信息等。當出現物料使用錯誤等問題時,報警燈閃爍,提示報警。加工完成后,工人再次掃描流程卡上的罐箱編碼,系統標識該罐箱在本工序加工完成,當需要QC檢驗時,呼叫QC進行檢驗。

3.3 質量管理 在線上的檢驗工序,我們將設置質量檢驗站點,用于質量數據的錄入。在不同的質檢站點,將要求錄入不同的檢驗參數,并和罐箱的編碼對應?;诂F場的質量數據,MES系統可以在后臺打印相應的質量檢測報告,在檢測人員簽名確認后,可直接交付箱東使用。

4 系統實現

4.1 硬件環境 在倉庫等物流功能站MES系統采用無線數據采集器PDA/PC等設備,結合條碼打印機,對物流的各個環節進行統一管理。

在車間內各生產單元(工位)MES系統采用工業PC/ DCT等設備,通過對各個生產單元的數據收集和反饋,組成滿足閉環生產管理需要的開放式以太網絡。

在企業內部,各功能站通過局域網對MES系統服務器進行交互操作,同時其他各查詢終端也通過局域網查詢MES系統信息系統處理后提供的數據、報表和圖形。

4.2 軟件架構 當前比較普遍的系統架構方式有兩種,瀏覽器/服務器(Browser/Server,B/S)和客戶端/服務器(Client/Server,C/S)[5]。本系統采用的是B/S與C/S混合模式,系統軟件架構圖如圖5所示。

系統會產生大量的實時數據,因此需要設置專門的數據庫服務器,以運行數據庫軟件。應用服務器主要運行一些后臺程序,直接訪問數據庫服務器。Web服務器主要提供網頁服務,網站主要以和SilverLight開發。管理人員可以在IE客戶端以網頁方式瀏覽物流、生產、質量等報表。無線PDA采用WinCE操作系統程序采用三層架構,主要用于物流和質量管理。DCT和現場工業PC部署在生產現場,主要用于完成物流、生產、質量等數據的采集。辦公PC主要供管理人員使用,主要用于完成生產建模、生產排產等功能。

5 總結

MES能夠極大的提高企業的管理水平,使管理者及時了解生產狀況和發現生產問題。本文依據罐式集裝箱的生產現狀,從管理人員,現場操作人員的實際需求出發,提出的MES設計思想及解決方案,企業的生產管理水平得以提高。

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篇3

關鍵詞:精益制造;生產執行系統;銷售模塊;訂單;需求分析;軟件設計

中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)25-6000-03

Function Design of MES Sale Module Oriented to Lean Manufacturing

SUN Li-qun

(Department of Information Suzhou Institute of Trade & Commerce,Suzhou 215009,China)

Abstract: Manufacturing Execution System oriented to Lean Manufacturing should construct foundation for manufacturing enterprise’s information construction , which help enterprise invest less but gain more profits . compared to sales module of traditional ERP ,sales module of MES can utilize those advantages of the production data gather and response from MES running system on real time . This paper would illustrate relative requirements details and design strategies.

Key words: Lean Manufacturing;MES;sales module;orders;requirements analysis;software design

1 系統設計需求與目標

面向精益制造的生產執行系統本項目是為制造類企業生產過程的智能化精益管理而開展的技術研究和項目研發。利用信息技術發展換代成果,更好實現精益制造在企業落地應用,滿足品質和交付能力持續提高的要求。項目以產品級的MES為載體,與企業合作研發的產品。實現從訂單下達到產品完成的整個生產過程的優化管理,對生產中實時事件及時反應、報告和處理,減少企業內部無附加值活動,使其既能提高及時交貨能力,改善物料流通性能,又能提高生產回報率。

本文主要是對該系統中的銷售接口模塊的功能需求與設計理念進行闡述

1)詢價處理??蛻粽较掠唵吻?,從產品價格、產能、技術裝備、庫存和物料采購能力等條件對客戶訂購需求作可行性評估,各條件均確認后生成正式訂單。

①自動生成訂單供貨方式。詢價評估過程中,系統自動匹配成品庫存并可預測未來庫存,生成詢價單中各產品的缺省供貨類型組合,如直接發貨、自制生產和成品外協采購。

②自動生成缺省物料采購需求。對于自制生產供貨方式,系統可自動匹配物料庫存,生成缺省的物料采購需求(包括品種和數量)清單。

③產品定價輔助決策。詢價中確認產品價格時,系統具有產品價格輔助決策功能,能自動提品的各類參考價格。

④詢價數據除可錄入外,支持excel格式數據批量導入。

2) 創建銷售訂單。詢價單經公司和客戶雙方確認后,生成正式訂單,確認供貨方式,啟動后續供貨任務。

①訂單自動流轉。正式訂單生成后,根據訂單中需求產品的供貨類型,自動生成需求任務并推送至處理節點。成品發貨的生成銷售發貨通知至倉庫,成品外協采購的生成采購申請單至采購,自制生成的生成生產通知單至生產管理部門。

②靈活安全的的訂單變更處理。允許正式訂單創建后,因需變更訂單數據。無論變更時訂單已執行至哪一階段,系統自動生成覆蓋所有任務節點的事件提醒并提供缺省的自動處理流程,用戶也可完全自己決定處理策略。系統都將自動保證訂單生產、采購和庫存數據的邏輯正確和完整。

3) 訂單跟蹤。為及時響應客戶需求,銷售部可實時查看客戶訂單的完成進度狀況。

系統貫徹了精益生產的管理模式,可追溯客戶訂單每項產品的物料準備,生產進度的實時狀況。銷售部可查看到訂單中每項產品的可供庫存數,直接外購數及其采購計劃交期。需自制生產可查看物料組成,每種物料的備庫情況,需采購數及其采購計劃交期。在制品數量及質量數據,成品檢驗數據,完工入庫數量等。以便對訂單完成情況實時評估,達到更好的客戶滿意度。

4)銷售訂單發貨。銷售部按照客戶訂單交期進行產品出庫發貨處理。

①銷售發貨提醒。系統自動對入庫數量滿足發貨條件的訂單和接近發貨日期訂單發送發貨提醒和警告。

②支持一個訂單的分批發貨。對于一個銷售訂單內交期不同的產品,可進行分期發貨

③智能選擇發貨產品來源。系統能自動關聯為本訂單入庫產品,并且根據產品的不同來源(采購、備庫或生產)和批次選擇銷售出庫的產品。

④靈活安全的產品――訂單綁定策略。既支持銷售訂單與為本訂單生產或外購的產品嚴格綁定,也可在緊急情況下使用為其他訂單準備的同類產品,并保證所有訂單可完全執行。

2 銷售接口模塊功能設計

2.1詢價處理

銷售接口模塊的流程設計如圖1??蛻粽较掠唵吻?,對產品價格、產能、技術準備、庫存和物料采購能力等條件作可行性評估,各條件均確認后生成正式訂單。

詢價單主要內容包括。詢價單表頭主要內容包括客戶名稱,客戶聯系方式,詢價日期,交貨方式,銷售人名稱。詢價單表體為各產品求信息(采購項)。采購項記錄主要內容為產品名稱,產品規格,產品圖號,訂購數量,溢短裝數量,實際訂購數量,產品單價,交貨日期,預計開始生產日期。每個采購項要經過技術評估確認和供貨能力評估確認。采購項的技術確認部分可包括若干技術因素確認,生產部全部確認后表明技術準備可行。

采購項的供貨能力部分包括產品庫存期望數,產品外購數,產品生產數三個數值以及確認選項。這三個數值分別代表可直接發貨、成品外購,產品自制三種供貨方式的組合。庫存期望數為未被其他訂單占用的產品實際庫存數與備庫生產中還未入庫的在制品數量之和。

在詢價可行性評估階段,由計劃部區分出庫存成品三種方式的組合。系統能根據庫存實時狀況,自動查找計算出可供的產品庫存期望數量,需自制的產品數量,并根據bom定義自動計算各處物料需求數量,根據各種物料庫存量(未被其他訂單占用的數量)自動計算出需外購的各類物料數量。用戶可直接接受上述自動計算的數量組織供貨。也可根據業務安排手工修改三者數量關系,但庫存期望數只能作減少操作,表示本銷售訂單只使用部分庫存。

三個數據生成后,采購部對生成的成品采購和物料采購需求進行采購能力確認,系統自動計算訂單每個產品物料分解及其需要的采購數量,采購部可評估在預計開始生產日期前采購產品、物料是否能到貨。計劃部確認生產能力是否能滿足生產需求。當技術準備、采購能力和生產能力都經過確認,評估工作完成。

2.2訂單資源的占用分配策略

從詢價操作開始,被某個詢價單確認使用的庫存產品就如同被預訂的車票一樣被占用,不能再被別的詢價單(訂單)所使用,但考慮實現業務的靈活性。系統對此處理策略為。

詢價時無論是成品庫存期望數還是生產所需的物料庫存期望數,都必須來自未被其他詢價單和訂單占用的同類品的合計數。不足部分的數量,只能用外購成品或外購物料進行生產的方式。在此基礎上,保證了產品和物料供應量精確滿足需求量。但銷售訂單由于優先級的不同,如交貨期緊張、vip客戶等因素??赡苄枰⒓翠N售發貨,而為其生產、外購的產品資源還未及準備充分。在這種情況下銷售發貨使用資源的順序是。

可使用的供貨資源按序如下。未被其他訂單占用的庫存成品; 為本銷售訂單采購的成品;為本銷售訂單生產的成品;可使用其他訂單占用的庫存成品或采購成品或生產成品(如依次使用交期目前最遠的訂單)。這種發貨策略又可保證在總體資源進出平衡的基礎上,實現靈活的資源流出使用次序。

2.3生成訂單

詢價單經公司和客戶雙方確認后,生成正式訂單。正式訂單生成后,已有成品庫存處于待銷售發貨狀態。成品外購部分生成“采購申請單”,由采購部執行采購任務自制部分生成“生產通知單”,由計劃部據此生成“生產計劃”,采購部再根據 “生產計劃”生成“物料采購申請”。生成訂單后,根據系統需求跟蹤訂單的實時狀態。

2.4 訂單變更

正式訂單產生后,發生訂單內容更改情況。包括產品數量增加或減少,產品品種增加或減少,還可能發生交付日期發生變更。訂單變更發生的時間節點情況比較復雜,可分為下列處理方式。

1)包括正式訂單還未生成生產通知單,已生成“生產通知”但還未生成“生產計劃”

說明訂單后續采購、生產處理流程還未開始,該情況處理方式同“生成新訂單”,重新生成“生產通知”。

2) 若訂單變量時,“生產計劃”已經生成。表明訂單后續處理流程可能處于任一階段。為此,系統采取一種靈活、安全的處理方式。系統會將訂單變更事件發送到相關工作結點,工作結點“必須”響應訂單更改事件并做出具體處理。

“生產計劃”處理節點響應方式為根據需要對生產計劃修改或不修改(如后續生產任務已下達執行中)?!吧a任務”處理節點響應方式為若生產計劃不更新,則可不作更改。若生產計劃更新,則必須更改以滿足更新后的生產計劃?!拔锪希ǔ善罚┎少彙碧幚砉濣c響應方式為根據需要對采購計劃修改或不修改(如訂單更新某產品需求量減少,但物料已完成采購)。

采用以上處理方式,當訂單變更是產品數量或品種增加的情況,“生產計劃”、“生產任務”和“物料(成品)采購”處理節點是添加操作,不會產生副作用。而當訂單變量是產品數量減少或品種減少的情況時,“生產計劃”、“生產任務”和“物料(成品)采購”處理節點若不便進行對應的減少處理。可能會產生的副作用包括,對于更新后訂單,發生物料(成品)多采購,產品多生產,物料多領料(已按原訂單數量領料但按新數量生產)。這些副作用情況實質是增加物料或產品的庫存,可以自然得納入系統的退料,增加備庫庫存或進一步退貨中處理。

2.5 銷售發貨

銷售部按照客戶訂單交期進行產品發貨處理。訂單產品中成品外購,生產自制兩類都需先邏輯入庫(可能不進行實際入庫)后才能銷售出庫。

倉庫查看瀏覽各領料申請單,選擇某個領料申請執行領料出庫操作。銷售部發送銷售出庫申請至倉庫。銷售出庫申請記錄主要內容包括。銷售訂單號,產品名稱,產品規格,訂購數量,出庫數量,交貨日期,出庫日期。銷售出庫申請記錄數據由銷售訂單數據自動生成。

入庫、出庫匹配策略。銷售出庫產品所對應的庫存成品來源性質分為。未被其他訂單占用的庫存成品; 為本銷售訂單采購的成品;為本銷售訂單生產的成品;因本銷售訂單優先級高(如交期緊張),可使用其他訂單占用的庫存成品或采購成品或生產成品(如依次使用交期目前最遠的訂單);

系統自動按這五類策略的前后順序向導操作人員的出庫操作,直到銷售出庫數量滿足申請要求或可拒絕占用其他訂單的成品。銷售出庫操作自動更新產品庫存和銷售訂單對應產品項的發貨數量。

3 總結與下一步目標

根據精益制造目標,生產制造型行業在銷售環節要盡可能按需啟動后續資源配置和生產過程。我們在這一層面的需求分析上,突出強調這一能力構建。并在功能設計和策略定義上充分考量。達到了預期目標。當然由于企業現實運作環境的約束條件復雜多變。不存在統一的解決方案。

下一階段,我們繼續追求在精益制造目標下,在垂直維度上,如何通過先進的軟件設計理念實現功能在復雜度、細膩度上柔性替換,以適應不同管理水平和成長階段的同功能業務需求。水平維度上,不同功能模塊如何自由組合,適配不同企業間功能量體裁減的需求。

參考文獻:

[1] 王志新,金壽松. 制造執行系統MES及應用[M].北京:中國電力出版社,2008.

[2] 李清, 陳禹六.企業與信息系統建模分析[M].北京:高等教育出版社, 2010.

[3] 朱麗娜,徐春停.面向離散型企業MES技術研究[J].機械設計與制造工程,2013(1).

篇4

關鍵詞:FMS工作原理發展

中圖分類號:TQ153文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973 (2010) 05-035-01

1FMS基本概念

所謂FMS,即指以數控機床、加工中心及輔助設備為基礎,用柔性的自動化運輸、存儲系統有機結合起來,由計算機對系統軟、硬件資源實施集中管理和控制而形成的一個物料流和信息流密切結合,沒有固定加工順序和工作節拍的完整的柔性自動生產線,主要適用與多品種、中小批量的生產任務的高效自動化制造系統。若要實現FMS中的物料流和信息流有機的結合,同時又能均衡系統的自動化程度和高柔性。與傳統的制造系統相比,FMS具有如下的優點:它能自動不同品種、不同結構、不同位置、不同切削方式的零件加工;它能自動傳輸、存儲、裝卸物料,自動更換刀具、夾具與工件并自動檢驗;它能自動進行工況診斷,保證加工質量和安全;它能全面處理信息,進行生產、工程信息的分析,編制生產計劃、調度與管理程序,實現可變加工和均衡生產。這即是FMS中所擁有的四個方面功能:(一)自動加工功能;(二)自動搬運與輸料功能;(三)自動監控與診斷功能;(四)信息處理功能。為了實現上述四大功能,一般來講,FMS就會由相對應功能的四個具體功能系統所組成,即為:自動加工系統,自動物流系統,自動監控系統與綜合軟件系統。FMS的適應范圍較廣,它把高柔性、高自動化、高質量、高效率結合起來,在制造業中的地位十分重要。

2工作過程

首先,根據生產的品種與調度計劃信息指令,由其信息系統對數據信息進行處理、分配,并按照所給的程序對物流系統進行控制,料庫就會提供相應品種的毛坯零件,輸送系統在夾具存儲庫中送出相應毛坯的隨行夾具,此時,自動裝卸機(或工業機器人)自動識別和選擇所裝卸的工件與夾具,并隨之安裝到相應的機床上。其次,把輸送來的工件與加工程序編碼,通過機床之加工程序識別裝置,選擇其相應加工程序、所需刀具與各方面切削參數等,完成對工件的自動加工。

最后,按照信息系統輸給的控制信息轉換工序,對剛加工完畢的零件進行檢驗,對合格的成品工件由裝卸及運輸系統送入成品庫。與此同時,把加工質量與數量等信息傳輸到監控和記錄裝置,隨行夾具也被送回到夾具存儲庫中。若需加工新品種的零件時,只要改變其生產計劃信息、技術信息與加工程序,整個FMS就會按照上述過程按要求、自動地完成新的加工。

3FMS的發展趨勢

迄今, FMS已滲透、擴散到制造業的各個領域,并對生產方式產生深遠的影響,制造柔性是由企業的長期戰略考慮而產生的一種生產與經營決策,故制造柔性便不僅僅是一個技術問題,而且也涉及到企業自身的具體情況和條件。這樣將來的FMS會朝著以下的方向去發展:

3.1向小規模的柔性制造單元(FMC)發展

由于FMC的規模小,投資少,技術綜合性和復雜性低,規劃、設計、論證和運行相對簡單,易于實現,風險小,而且易于擴展。因此,采用由FMC到FMS的規劃,既可以減少一次投入的資金,使企業易于承受,又可以減小風險,一旦運用成功就可以獲得一定的經濟效益,為下一步擴展提供資金、積累經驗,便于掌握FMS的復雜技術,使FMS的實施更加穩妥。 另外,現在的FMC已經具有FMS所具有的加工、制造、運儲、控制、協調功能,還具有監控、通訊、仿真、生產調度管理以至于人工智能等功能,在某一具體類型的加工中可獲得更大的柔性,提高生產率,增加產量,改進產品質量。目前國內外眾多廠家將FMC列為發展的重點之一。

3.2朝多功能方向發展

真正完善的新一代FMS將是智能化機械與人之間相互融合、柔性地全面協調從接受訂單至生產、銷售這一企業生產經營的全部活動。由單純加工型FMS進一步開發以焊接、裝配、檢驗及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能FMS。FMS是實現未來工廠的新穎概念模式和新的發展趨勢,是決定制造企業未來發展前途的具有戰略意義的舉措。FMS是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上,將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程,在計算機及其軟件的支撐下,構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統,以實現全局動態最優化,總體高效益、高柔性,并進而贏得競爭全勝的智能制造系統。

3.3從計算機集成制造系統(CIMS)的高度考慮FMS規劃設計

無論從理論上還是實踐中都可以清楚意識到FMS是CIMS的重要組成部分,FMS必須集成到CIMS大家庭,只有從整個工廠優化的角度來考慮FMS才能獲得預期的效果。

3.4FMS實施會越來越重視組織管理和人的因素

除了現代化的硬、軟件外,人在自動化中的作用已經變得很重要,因為人的創造性、主觀能動性是任何機器所無法代替的,所以要想成功實施FMS必須通過管理把技術、組織、人和策略集成在一起。

4結束語

FMS已成為當今世界制造自動化技術發展的前沿科技,采用FMS所帶來的主要技術經濟效果有:能按裝配作業配套需要,及時安排所需零件的加工,實現及時生產,從而減少毛坯和在制品的庫存量,及相應的流動資金占用量,縮短生產周期;提高設備的利用率,減少設備數量和廠房面積;減少直接勞動力,在少人看管條件下可實現晝夜24小時的連續“無人化生產”,提高產品質量的一致性。這必將使FMS會成為未來機械制造的主要生產模式。

參考文獻:

[1] 黃鶴汀. 機械制造裝備[M]. 北京:機械工業出版社,2001.5.

[2] 馮敬之. 機械制造工程原理[M]. 北京:清華大學出版社,1999.2.

[3] 張根保 .自動化制造系統[M].北京:.機械工業出版社, 2008.3.

篇5

[關鍵詞]中西結合;兒童;性早熟;治療效果

[中圖分類號]R585 [文獻標志碼]A

兒童性早熟是以兒童階段青春期特征提前出現為主要臨床表現的疾病,可導致患兒骨骼提前愈合、第二性征提前發育,從而對患兒的生長發育造成嚴重的影響。本病臨床可分為中樞性性早熟、周圍性性早熟及部分性性早熟三類,且以中樞性性早熟對患兒的影響最為嚴重。目前西藥治療為臨床治療中樞性性早熟最為主要的方法,在本病的臨床治療過程中具有著一定的臨床治療效果。而近年來臨床研究顯示,中醫藥治療在中樞性性早熟的臨床治療過程中,同樣有著較為理想的臨床治療效果。而為可有效的提高本病的臨床治療效果,我院近年來將中西醫結合治療方案應用于本病的臨床治療過程中,結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

以2012年1月至2015年1月間就診于我院的58例女性兒童性早熟患兒作為觀察者,觀察者需符合本研究的入選及排除標準。以隨機數字表法將患者隨機分為對照組及觀察組,每組29例。對照組接受單純西藥治療,觀察組接受中西醫結合治療。對照組,年齡5~11歲,平均(8.15±2.51)歲;病程6~26個月,平均(16.16±6.67)個月;發育分期(Tanner分期):Ⅱ期14例,Ⅲ期者12例,Ⅳ期者3例。觀察組,年齡5~12歲,平均(8.02±2.21)歲;病程6~25個月,平均(16.02±6.33)個月:發育分期(Tanner分期):Ⅱ期13例,Ⅲ期者14例,Ⅳ期者2例。經統計學分析,兩組間性別、年齡及病程資料未見統計學差異,具可比性(P>0.05)。

入選標準:(1)所有入選者均需符合真性性早熟的臨床診斷標準:(2)年齡≤12歲者;(3)由監護人簽署知情同意書。

排除標準:(1)除外存在中樞性器質性疾病者;(2)除外存在甲狀腺疾病者;(3)除外卵巢容積小于1mL者;(4)除外已接受藥物治療者;(5)除外為周圍性性早熟者。

1.2 治療方法

兩組患兒均于門診接受口服藥物治療。對照組僅單純接受西藥治療,治療藥物應用醋酸甲地孕酮片(國藥準字:H2004001,西安德天藥業股份有限公司)每次2mg,3次/d;醋酸亮丙瑞林微球(BH20030109,日本武田藥品工業株式會社)每月1次,每次90μg/kg。觀察組在對照組治療方案治療的同時,給予中藥湯劑口服,1劑/d,每次20mL,3次/d。中藥湯劑組成:知母15g、黃柏10g、熟地15g、丹皮10g、澤瀉15g、白芍10g、益智仁10g、牡蠣20g、枸杞15g。

1.3 觀察方法

分別對患兒的血清激素水平及生長情況進行觀察。血清激素水平觀察指標包括LH、E2及FSH,分別于患兒入組時及接受治療6個月后抽取空腹肘靜脈血,進行LH、E,及FSH檢查,對比治療前后兩組LH、E2及FSH含量變化情況。生長情況觀察指標包括身高及體重,對比兩組治療前后身高及體重變化情況。

1.4 統計學分析

應用SPSS19.0進行統計分析,分別應用均數±標準差(x±s)及百分率對計量資料及計數資料進行描述,并分別應用t檢驗及x2檢驗進行統計分析。所得結果均以P

2 結果

2.1 治療前后激素水平比較

入組時兩組LH、E,及FSH比較未見統計學差異(P>0.05),而在接受治療6個月后,觀察組均明顯低于對照組(P

2.2 治療前后生長指標比較

入組時兩組升高及體重比較未見統計學差異(P>0.05),而接受治療后觀察組均明顯高于對照組(P

3 討論

現代醫學認為,中樞性性早熟的發生為下丘腦-垂體-性腺軸功能異常有著密切的關系,下丘腦-垂體-性腺軸功能亢進,可導致體內包括LH、E2、FSH在內的多種激素分泌顯著升高。而包括環境、經濟條件及營養狀況等多種因素均為誘發本病發生的重要因素,但環境、經濟條件及營養狀況等多種因素發生變化,可導致兒童的飲食結構失調而發生營養過剩,可刺激下丘腦一垂體一性腺軸功能的亢進,而導致中樞性性早熟的發生。目前西醫治療本病主要依賴于可抑制下丘腦一垂體一性腺軸功能的藥物,通過抑制其功能,使得體內激素分泌減少而達到治療效果。而中醫學認為,人體的生長發育及生殖與“腎”密切相關,腎氣充而天癸至,而飲食及環境等發生變化后,可導致患兒陰陽失衡,腎陰不足,相火旺盛,故可導致生殖功能亢進,誘發兒童性早熟的發生。因此臨床治療當以“滋腎陰,瀉相火”為治療原則。而近年來臨床觀察顯示,在此類疾病的臨床治療過程中,以此為治療原則用藥,均可達到較為有效的治療效果。因此,為可有效的提高性早熟患兒的臨床治療效果,我院近年來在臨床西藥治療的同時,將中醫藥治療應用于其中。

本研究結果顯示,在接受治療前兩組激素水平及生長情況比較均未見統計學差異,而在接受治療6個月后,接受中西醫結合治療的觀察組LH、E2、FSH水平及生長情況改善均明顯優于接受單純西藥治療的對照組。本研究中,觀察組所應用的治療方案中所應用的中藥組方中知母、黃柏、熟地、白芍可滋陰清熱,丹皮、澤瀉可瀉相火,益智仁、枸杞子可滋補肝腎,牡蠣可清虛熱,全方合用可達“滋補腎陰”之效,正合中醫學對兒童性早熟“腎陰虛”病因病機的認識。因此在聯合應用后可達到較為理想的應用效果。

篇6

關鍵詞:TRT 發電量 高爐煤氣

1前言

TRT發電是將高爐煤氣具有的壓力能和熱能轉化為電能的環保節能裝置,與減壓閥組并聯。TRT投入頂壓運行時,高爐煤氣全部從TRT通過,帶動發電機輸出電能。TRT退出頂壓運行時,高爐煤氣一小部分用矸⒌紓一大部分從減壓閥組通過,這樣會產生很大的噪音,影響周圍人員的工作環境,并且造成能源的巨大浪費。

2009年年初受鋼鐵市場持續低迷影響,萊鋼將發電作為效益提升的重要組成部分,熱電廠深度挖掘發電潛力,提升發電量。TRT系統在退出頂壓運行時發電機負荷平均2000kWh,投入頂壓時平均負荷在8000kWh以上。高爐出現塌料崩料時,瞬間煤氣發生量達到50萬左右,靜葉開度波動大,短時間內達到100%。此時旁通閥瞬間打開泄壓,3min后旁通閥自動關閉,此時高爐頂壓仍然異常。 TRT靜葉調控頂壓時,靜葉在開始開的過程中存在13%的盲區,透平機兩側的伺服馬達動作不同步,靜葉調控頂壓的效果比減壓閥組調控差。高爐因TRT頂壓控制效果不好,要求TRT退出頂壓運行。因此必須對TRT頂壓控制系統進行改造消缺,以確保高爐順行,減少TRT退頂壓的時間。

2改造的目的及要求

2#TRT投入頂壓運行時,旁通閥調節不及時、靜葉調控頂壓存在盲區、透平機兩側的伺服馬達動作不同步嚴重影響了TRT的發電量、浪費了大量能源。為了提升發電量,需要對2#TRT的靜葉調控系統及旁通閥控制程序進行改造。通過頂壓控制系統改造,TRT投入頂壓運行的時間延長了。

3 TRT頂壓控制系統的改造

TRT調控頂壓是通過調節靜葉的開度來控制高爐的頂壓,靜葉動作不及時就會影響高爐的正常運行。旁通閥在高爐頂壓突然異常時也參與頂壓調節,旁通閥調節不及時也會影響高爐的正常運行。

3.1改造方案

3.1.1旁通閥程序修改,將原來高爐頂壓異常時,旁通閥調節3分鐘自動關閉改為長期調節,直到高爐頂壓恢復正常才手動關閉旁通閥。

3.1.2更換透平機兩側的伺服馬達,伺服馬達型號與原設備型號相同,但與透平機調節缸不匹配,通過對伺服馬達進行技術改造,伺服馬達才能滿足工藝要求。

3.1.3更換高強度調節缸連接螺栓彈簧墊片,調節缸連接螺栓緊固并焊接

3.1.4 更換新型油主油泵梅花墊子

3.2方案實施

2012年7月更換透平機兩側伺服馬達,2013年8月旁通閥程序修改。

4效益分析

2013年7~11月比2012年7~11月多投頂壓1024.47小時,扣除活動改造費用15.735萬元,創造效益=1024.47*(8000-2000)*0.5-17.015=290.326萬元。其中改造費用:更換伺服馬達2套:15萬元,更換耐油梅花墊子3個:3*50=0.015萬

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【關鍵詞】油渣成型機;糾偏系統;位置檢測;定位器;改造

Transform correction system for diesel?molding?machine for coal direct liquefaction

ZHANG Hai-long

(China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Company Ordos Coal Liquefaction Corporation)

Abstract:In order to solving?the?production load?to?reduce which is due to deviation,strip?damage?is?serious,molding machine is not running smoothly,increasing?position detection?device of fisher in?the?original?corrected system;At the same time?to replace?the?original?foxboro?locator?Yamatake smart?electrical?valve positioner,and the introduction of?a?PID and?clamp control;After the implementation of?more than a year,molding machine?running smoothly,meeting?the?needs?of?process control basically,reaching?the?target?to?meet?the?production process,solving the above problem.

Key words:diesel?molding?machine;correction system;position detection;locator;transform

1.引言

煤直接液化項目是世界首套煤直接液化百萬噸級示范工程,被列為國家重點戰略工程,有助于我國擺脫對進口原油和石油產品的過度依賴,完成能源消費結構的轉變,確保我國中長期能源戰略安全。油渣成型機在煤液化工程中起著舉足輕重的作用,位于整個煤直接液化過程工藝的末端,如果該環節不穩定,上游工藝便會被迫降量操作甚至發生非計劃停工事故,經濟損失慘重。成型機采用鋼帶式輸送機構,由于鋼帶傳輸距離長(帶長115米,跨距近60米),傳輸物料溫度高達320℃,鋼帶的下方噴淋冷卻,當生產不穩、物料與冷卻水分布不勻時很容易發生鋼帶變形,引起鋼帶發生跑偏,當鋼帶跑偏量過大而無法有效糾偏時,整個渣成型機便會發生聯鎖停機,甚至損壞鋼帶,嚴重時會導致成型機上游煤直接液化核心裝置工藝降量生產,大大增加了生產和設備檢維修成本,降低了企業的經濟效益和市場競爭力。因此,如何有效解決困擾安全生產的鋼帶跑偏問題、開展煤液化油渣成型機糾偏系統改造,具有重大的科學研究意義及工程實用價值。

2.油渣成型機概述

2.1 結構組成

驅動輪轂(主動輪轂)、從動輪轂(被動輪轂)、鋼帶、電機、糾偏氣缸、破碎機。

油渣成型機側視圖如圖1。

2.2 工作原理

電機上電,電機轉動,帶動主動輪轉動,主動輪帶動鋼帶轉動,鋼帶帶動從動輪轉動,油渣通過輸送管線送到皮帶上,鋼帶輸送油渣過程中,把油渣冷卻為燃燒煤塊,且輸送到破碎機口,把燃燒煤塊破碎成小煤塊以后,自由落到下料口,從而把小煤塊送出去。

3.改造前油渣成型機糾偏系統概述

改造前成型機糾偏系統僅僅采用了FOXBORO公司SRP981單作用氣動定位器作為核心部件,氣動定位器有氣源、輸出、控制信號三個接口和反饋桿。控制信號強制于氣動信號中間值60Kpa(20-100Kpa),通過反饋桿跟蹤鋼帶位移的變化而使定位器輸出氣壓信號改變,去推動氣缸進行糾偏;糾偏系統控制示意圖如圖2。

4.存在問題

煤直接液化油渣成型機是山特維克為煤直接液化裝置專門生產的,是世界上最長的成型機;該成型機運行條件惡劣,物料溫度高、粘度大,自2008年底試車開始即發現嚴重影響煤直接液化正常運行;已經不能滿足生產需要,常常因成型機糾偏系統不能及時、有效地對鋼帶進行糾偏,同時糾偏系統本身的穩定性不是很好,對鋼帶沒有很好的鉗位控制,導致鋼帶頻繁跑偏,經常性的撕裂鋼帶,從而使得煤直接液化核心裝置不得不降低負荷或者外甩油渣,給公司造成了很大的損失,成型機糾偏系統改造勢在必行。

5.原因分析

造成跑偏的原因主要有以下幾點:

5.1 下料不均造成鋼帶受熱伸長不均勻,造成跑偏。

5.2 山特維特設計時對鋼帶長度導致鋼帶跑偏的嚴重程度估計不足。

5.3 跑偏控制只有一個氣動定位器,反應速度慢,滯后大,造成成型機鋼帶跑偏嚴重。

5.4 糾偏控制系統中,因定位器無PID參數調整,定位器總是工作于開關狀態,輸出氣壓信號變化忽大忽小,氣缸動作幅度大,使鋼帶擺動大,糾偏出現超調,容易出現跑偏故障。

6.改造后油渣成型機糾偏系統

6.1 概述

改造后的成型機糾偏系統設有機頭/機尾鋼帶位置檢測部件(反饋輪、位置傳感器)、DCS控制器集中PID調節、定位器控制氣缸氣壓執行糾偏動作;成型機四角設有4個跑偏報警開關,在糾偏系統不能及時消除鋼帶跑偏時進行聯鎖保護,防止鋼帶損壞;在成型機兩側及機頭控制箱內設置有3個緊急停車開關,機尾設置有破碎機鎖停開關一個。在成型機西側機頭3號位處主動輪輪轂固定;設置有一個跑偏開關;在成型機西側機頭1號位從動輪輪轂由手動可控氣缸(氣壓0.4-0.6Mpa)驅動;設置有一個跑偏開關;在成型機東側機頭2號從動輪輪轂和機尾4號主動輪輪轂實行浮動,都設有自動可控氣缸,糾編定位器對氣缸進行動作定位,通過氣缸伸縮驅動輪轂移動,使鋼帶張緊或放松,從而達到糾編目的;2號位及4號位各設置一個跑偏開關。

6.2 工作原理

當鋼帶穩定運行的過程中,由于某種因素導致鋼帶向2號位發生位移后,鋼帶位置傳感器將L,轉化為線性電阻的阻值變化R,通過檢測阻值變化轉化為電流變化(減小),DCS控制系統將位置信號與給定值比較后得到一個偏差值e,經過PID運算及輸出鉗位控制后,輸出調節電流到閥門定位器,閥門定位器輸出氣壓上升,通過調節氣缸驅動輪轂發生位移,鋼帶在電機拖動且單邊受力的情況下,向1號位漂移,直到到達一個新的平衡位置(見圖3)。

6.3 糾偏系統改造后的方案以及使用情況報告

6.3.1 原foxboro定位器換為山武的智能電氣閥門定位器(見圖4)

(1)原foxboro定位器是彈簧式的,糾偏響應滯后,調零和量程都是手動調試,非常不方便,同時,定位器內部有一個小噴嘴與擋板,定位器通過噴嘴與擋板的壓緊與恢復來控制氣源的通斷,從而達到控制成型機氣缸,由于噴嘴小,沒有過濾設施,而氣體也有雜質,從而導致噴嘴堵塞,失去了控制成型機氣缸的效果,因而也失去了定位器本身的作用,即定位器故障率高;并且因為是氣動控制,不能直接把信號反饋到DCS操作室中,不方便去操作。

(2)山武的智能電氣閥門定位器功能明顯優于foxboro定位器,功能如下:

1)采用大口徑的繼動器,結構簡單從而消除了氣源通道堵塞故障,大大提高了調節成型機氣缸的動作速度。

2)靈敏度高,定位及時準確,大大降低了成型機跑偏頻率。

3)結構簡單,堅固,自動調零、調量程,操作方便。

4)定位器有PID參數調整的功能,可以很方便的把信號引入DCS,通過對DCS中PID參數調整,非常方便地對成型機跑偏進行集中控制和調整。

5)定位器的部件采用了防腐蝕性材料,從而增強了耐環境性,適用于工作條件比較惡劣的場合。

總之,山武的智能電氣閥門定位器大大提高了調節成型機跑偏的及時和準確性。

6.3.2 新增了一個Fisher的位置檢測裝置

如圖5,原foxboro定位器是通過自己本身帶的反饋桿來跟蹤鋼帶位移的變化而使定位器輸出氣壓信號改變,去推動氣缸進行糾偏,由于沒有專門的位置檢測裝置,且是機械彈簧式的,又是氣動控制,反饋桿即使檢測到鋼帶有位移變化,foxboro定位器也需要十幾秒的時間去驅動氣缸執行糾偏動作,同時反饋桿本身檢測到的位移變量不太精確,因此使得定位器總是工作于開關狀態,從而大大降低了定位器的穩定性;然而,新增的上圖中的Fisher的位置檢測裝置,它是與定位器分開,是將轉角或直線位移轉換成標準的電流信號,從而可以把信號引入到DCS中,可以很方便的對定位器進行控制,同時變送器有一個外露的頂桿,受壓時產生位移,變送器內有一個位移放大裝置,使極板的移動放大若干倍,可對10mm以內的小行程進行高精度測量,同時又是電流信號傳遞,響應速度快,檢測到位置有變化以后,會馬上準確、及時的驅動定位器去控制氣缸執行糾偏動作,這樣也提高了糾偏系統的及時性和穩定性;總而言之,新增了位置檢測裝置后,它大大的提高了糾偏系統的精確度和穩定性。運行一段時間后,糾偏效果及時、穩定,比起改造前通過反饋桿檢測位置變化有很大的改善。

6.3.3 引入了PID控制及鉗位控制

改造前與改造后的控制回路示意圖如圖6、圖7。

改造前的簡單控制回路相當于一個比例控制回路,它適用于控制系統滯后較小,負荷變化不大,允許被控量在一定范圍內變化的系統;而改造后的串級控制回路的特點是:

1)克服被控過程較大的容量滯后

2)克服被控過程的純滯后

3)抑制變化劇烈幅度較大的擾動

4)克服被控過程的非線性

由于改造前的油渣成型機糾偏系統滯后大,負荷變化大,鋼帶跑偏嚴重,即被控量變化大;因此,簡單控制回路對于滯后較大,時間常數較長,干擾多而變化劇烈的對象控制質量差,穩定性差;而由于PID控制器適用于負荷變化大,容量滯后較大,控制質量要求又很高的控制系統;所以,由兩者的特點和油渣成型機本身的特點可以看出串級控制回路明顯優于簡單回路控制,故改造后糾偏系統效果非常好。

同時,PID及鉗位控制器的輸出和輸入的關系如圖8。

糾偏控制系統中,引入了PID控制與鉗位控制后,定位器不會經常工作于開關狀態,故輸出氣壓信號變化很小,因此氣缸動作幅度明顯變小,使鋼帶擺動變小,糾偏很難再出現超調現象,從而也很難出現跑偏故障,也就達到了糾偏的實際效果。

7.改造后的經濟效益

煤制油分公司共有油渣成型機生產線14條,按鋼帶損壞一條為182萬元計算,已經更換10條鋼帶,加上降量生產或停工檢維修釀成的直接經濟損失和間接經濟損失之和達3000余萬元。對糾偏系統進行改造之后顯著提高成型機糾偏系統的實時性和糾偏能力,提高鋼帶運行平穩性,使用壽命延長2倍以上,帶來了巨大的經濟效益。

8.結束語

糾偏系統改造創新成果的應用,不僅可顯著提高成型機的安全穩定運行周期,整體上提升煤直接液化關鍵流程的長周期運行管理經驗,具有顯著的工程實用價值。改造創新成果在煤直接液化油渣成型機鋼帶傳輸系統示范應用的基礎上,也可以推廣應用于煤間接液化等相關裝置,應用前景廣闊,社會效益顯著。

參考文獻

[1]胡壽松.自動控制原理[M].科學出版社,2005.

[2]張毅,張寶芬,曹麗,彭黎輝.自動檢測技術及儀表控制系統(第二版)[M].化學工業出版社,2004.

[3]北京起重運輸機械研究所.帶式輸送機設計手冊[M].冶金工業出版社,2003.

篇8

關鍵詞:項目制造;項目制造企業;制造管理;面向訂單設計;企業資源計劃

本文以項目制造型企業為切入點,首先分析了項目制造型企業的特點,在闡述EPR理論的基礎之上,從不同的角度分析探討了目前所存在的問題。從項目管理和系統集成的兩個角度,對項目制造型企業的ERP系統做了進一步的理論研究,探討項目制造企業ERP特有的功能,提出如何進行快速的產品開發、銷售報價和成本監控以及敏捷供應鏈管理的體系結構和實施方法等,重點是從內部和外部集成的角度去研究項目制造型企業ERP系統所的功能特點。 就論文所需要解決的問題,在查閱了大量關于國內外項目制造型企業ERP系統的資料和研究成果的基礎上,通過對比分析法對研究制造型企業各種ERP系統進行對比,通過系統分析法對項目制造型企業ERP功能進行內外部集成。根據以上提出的研究方法,本論文從以下三個方面展開: 一是通過總結各類制造企業的特點,從不同的角度對制造企業進行分類,。二是從項目的概念和特點、項目的生命周期以及項目制造和傳統項目管理的對比、項目制造和項目制造型企業的生產經營特點的分析,提出項目制造型企業ERP本身獨特的特點。三是通過對ERP的概念以及在我國的應用情況,并在Garter Group對ERP原始定義和功能核對表的基礎上,結合第二部分項目制造企業生產經營的難點,強勁的產品研發力量支持產品的敏捷開發,支持銷售快速報價的項目分包、外協以及原材料采購的控制,交貨期、項目進度和成本的控制等,從內外部集成對項目制造型企業的ERP功能進行擴展。

一、 項目制造企業的定義及特點

按照訂單設計或者按照項目設計的生產類型叫做項目制造。項目制造有別于一般的產品制造,它是以滿足客戶的個性化需要作為目標,完全按照客戶的訂單去組織生產,客而戶訂單帶動著整個企業的運轉,是面向訂單設計的生產方式,支持客戶化的設計是這一生產流程的重要功能和組成部分。為特定客戶定制的產品一般生產批量很小,但是設計工作和最終產品的生產比較復雜,有些產品有可能只生產一次,今后講不再生產。項目制造具有以下五個特點:

1.目標的獨特性:項目制造是一個特定的目標,和以往的項目或任務不完全相同,即使在項目的部分上有相似的地方,但在整體上是獨特和唯一的。

2.可重復性低:項目制造產品的可重復性低,幾乎沒有或很少有經驗可以借鑒。在技術、人員以及設備方面與以往具有很大的差異。產品的非標準件多,而且結構很復雜,因此導致產品的交貨提前期長,工作量大。

3.涉及領域廣:項目制造涉及不同的知識領域,要完成項目制造,需要很多個職能部門的人員共同協作配合,跨越多個組織,而且需要多方面合作。

4.項目制造受到時間、成本等條件的限制,在產品質量確定的前提下,使項目的進度和成本達到預算的要求。

5.過程的復雜性:項目制造包括項目投標、工藝裝備設計與制造、產品開發設計、安裝調試、產品生產以及產品生命期內的服務與支持等整個生命周期過程。

二、EPR的定義及特點

EPR不僅僅是一個軟件系統,而且還是一個集組織模型、企業規范、業務流程、實施方法以及信息技術為一體的綜合管理應用體系。哈佛商學院的教授認為,EPR是企業計算機應用的一種模式,企業使用這種模式可以用一種集成系統的方式,代替企業中眾多的、單一的且相互不兼容的信息系統,對企業的財務系統、供應鏈系統、人力資源系統、市場營銷系統以及制造系統等方面進行無縫連接。EPR有以下四個特點:集成性、重構性、配置性以及擴展性。隨著信息技術的不斷發展,EPR系統的功能將得到不斷地增強和擴展,以滿足企業的各種不同需要。EPR的發展趨勢主要體現在以下六個方面: 1)系統可以運行在不同的平臺和設備上,設備和服務器之間可以進通信和功能共享。 2)EPR更加靈活和易于客戶化。 3)具有更大的開放性。 4)系統開發和實施周期縮短,實施成功率提高。 5)人工智能的應用增強,支持實時決策。 6)中小企業應用面的擴大。

三、項目制造型企業ERP系統

EPR軟件系統具有與項目制造企業的生產需求和特點相對應的功能模塊和流程來滿足在企業實際中的應用。在ORACLE軟件公司的電子商務套件中,繼承了應用機制造和輪船制造等項目制作環境的Oracle Project Manufacturing中,按項目去進行計劃、采購、制造等一系列活動。同時根據與客戶的合同或訂單來核算成本。EPR系統作為先進管理思想的載體,給我國傳統企業的生產經營機制帶來了新的管理思想和管理手段,通過實施應用EPR系統,將實現我國企業經營機制的轉變,促進企業的可持續性發展。

四、總結:

市場需求的加快導致了傳統的標準化、定制生產模式以及大批量生產模式向客戶化的轉變,企業面臨縮短產品交貨其、降低成本、提高產品的質量以及減少服務的壓力,只有款蘇的跟上客戶的個性化需求的腳步,才能在激烈的競爭市場中取得優勢。EPR系統作為先進管理思想的載體,給我國傳統企業的生產經營機制帶來了新的管理思想和管理手段,通過實施應用EPR系統,將實現我國企業經營機制的轉變,促進企業的可持續性發展。(作者單位:上海航天精密機械研究所)

參考文獻:

[1]陳波,基于ERP管理思想的學術期刊發展思考[J],中國管理信息化,2010年15期

篇9

【關鍵詞】 業務支撐系統 無紙化 自動信息收集 “一鍵”業務受理 自動稽核

2010年6月份無紙化系統的推廣上線,山西移動業務支撐系統進入了全新的“綠色”業務受理時代,不但大幅度節省了業務受理的成本,也給營業員和客戶提供了極大的便利。隨著2013年移動互聯網業務的快速發展,業務支撐系統業務受理的便捷性、客戶感知、客戶體驗成為了各運營商的競爭熱點,這對原有的支撐業務處理流程和無紙化技術提出了新的挑戰。

一、業務支撐系統兩大矛盾來襲

2010年-2013年,山西移動業務支撐系統經歷了兩個大版本的升級, 2013年業務量比2010年增長了64%,同時隨著3G/4G業務的不斷開放,通信產品也翻了將近一番。這種爆炸式的增長,給支撐系統的后臺開發運維和前端使用帶來了兩大矛盾。

1、不斷增加的業務復雜度和前臺迫切需要的業務便捷性之前的矛盾。首先由于通信產品的不斷豐富,辦理入網需要在多個前臺模塊進行操作,業務受理流程復雜,造成業務辦理時間長,嚴重影響客戶感知。 其次,由于之前系統客戶資料為手工錄入,同時加之一線營業人員特別是代辦點營業人員水平不一,在客戶資料錄入時存在資料錄入不準確、不完整、錄入效率差的情況,大大影響了業務操作的便捷性。 再次, BASS系統存有大量的客戶行為軌跡記錄,但沒有進行成體系的分析,經營分析結果沒有很好的與CRM系統進行結合,部分業務展示和數據展示需要手工執行,無法與現有的業務快速結合。

2、不斷增加的業務量與海量無紙化工單稽核之間的矛盾。無紙化系統上線后,相比紙質工單受理在受理效率上有了極大的提升了,但是電子工單也需要稽核人員進行稽核,稽核工作量仍然很大,而且重復性勞動多。尤其隨著代辦點的增加,業務量與工單稽核工作量之間的矛盾日益突出,稽核的人力成本高居不下。

這兩大矛盾已經影響了業務支撐系統的內部客戶感知,為踐行中國移動提出的六項服務承諾,不斷改善服務質量,切實維護和保障客戶權益,有效提升客戶感知,我們從矛盾產生源頭入手,以技術為推動力,努力提升支撐系統的便捷服務能力。

二、矛盾形成的原因分析及支撐系統優化方案研究與應用

一方面支撐系統的設計者需要充分考慮系統安全、數據一致性、數據準確性等因素[1],應用操作步驟及流程設計的過于復雜,操作的便捷性只能退居第二位,而另一方面,支撐系統的使用者(一線業務人員、移動客戶)為了快速實現業務目標,要求每次的操作便捷、流程簡單,這種視角不同帶來了矛盾的產生,隨著業務量的不斷增加,業務模式的不斷復雜,這種矛盾也就逐步加劇。

所以消除這兩個矛盾,我們還是需要從客戶使用感知和一線業務人員感知入手,從使用者的角度來審視目前矛盾形成的原因,不斷對系統操作流程和功能進行優化,必將能夠找到二者之間的平衡點,形成雙贏的結果。

2.1為客戶感知而優化的“一鍵”業務受理功能

針對不斷增加的業務復雜度和前臺迫切需要的業務便捷性之前的矛盾,我省支撐系統維護人員深入一線進行調研,通過對長流程業務(如開戶、營銷)等的梳理,形成了“客戶信息自動采集、TOP20業務組合打包”的“一鍵”入網功能優化方案。

關鍵技術點一:客戶信息自動采集為“一鍵”受理提供了必要的條件

隨著基于信息機密技術的二代身份證全面的投入使用,為我們進行客戶信息自動讀取和錄入提供了良好的條件,經過對二代證件的不斷測試和研究,在不更換營業設備的前提下通過二代證的芯片信息讀取技術與CRM系統集成三步即可實現了客戶信息資料的自動錄入功能,信息自動識別率達到了100%,有效的解決了客戶信息錄入流程長、資料錄入不準確等問題,為“一鍵”“入網功能的實現提供了第一要素。

關鍵技術點二:TOP20業務組合打包為“一鍵”業務受理提供了充分條件

目前支撐系統的主產品數量達到了3700多項、增值產品49000項,再加之業務規則復雜的各種營銷活動,針對每個客戶將會有超過十幾萬的業務選擇,如此眾多的業務選擇給客戶帶了困惑,也給一線操作人員帶來了不便。如果想實現“一鍵”業務受理,就必須在不影響業務組合多樣性的前提下對業務程序或者業務組合流程進行瘦身。

經分和CRM互動為我們解決這個問題帶來了契機,將經分系統客戶行為軌跡分析功能納入CRM的業務流程,然后將主產品訂購、增值業務訂購、營銷業務訂購的分析結果形成TOP20的組合包,實現了全新的的“一鍵”業務受理功能,經過優化后的“一鍵”業務受理功能流程如圖1所示。

經過信息自動收集、經分互動業務組合打包兩種方式的綜合優化,順利實現了“一鍵”業務受理功能,有效的解決了業務受理量與業務便捷操作之間的矛盾。

2.2為一線感知而優化的業務稽核系統

為了解決隨著業務量不斷增加而導致的稽核工作量增加的矛盾,山西移動開發了業務受理自動稽核平臺,實現了業務受理單的自動稽核功能。該系統基本流程如圖2所示。

自動稽核平臺關鍵技術一:自動信息收集

通過引入二代身份證讀取設備[2],實現對客戶身份證信息自動讀取。包括姓名、性別,照片信息、證件號碼、證件地址,證件有效期,實現對客戶資料的100%無差錯收集,為后續的自動稽核提供準確的基礎數據,使得業務受理的自動化稽核成為可能。

自動稽核平臺關鍵技術二:對應關系的建立

建立業務單據圖片與后臺業務數據庫記錄字段的對應關系,根據不同的業務種類的要素不同,建立業務單據要素的對應關系矩陣,供后續稽核規則使用。

自動稽核平臺關鍵技術三:業務稽核規則庫的建立

建立業務流程中各業務要素的依賴關系,如憑證件辦理的過戶業務其電子單據上必須有身份證信息、協議信息、客戶簽名必須與機主一致等,為后續自動稽核工作提供了模板和規范。

自動稽核平臺的上線不但實現了對業務要素完整性和一致性的自動預稽核工作,同時對異常工號權限使用、客戶信息訂購關系、營銷方案數據、敏感業務信息實現自動稽核。

三、應用效果展示

通過以“提升客戶感知和一線感知”為目標系統優化,山西移動業務支撐系統實現了大的跨躍,順利化解了支撐系統使用和開發中出現的兩大矛盾。不但提升客戶滿意度,還提升了公司的企業形象

3.1客戶感知的提升 造就社會效益

“一鍵”業務辦理功能實現了身份憑證信息采集自動化和紙質受理單電子化,簡化了業務辦理操作,提升了營業員的業務辦理效率,縮短客戶的業務辦理時長。

由于引入“一鍵”入網,營業員處理速度由之前的20分鐘縮短至3分鐘,客戶信息的錄入準確率從97%提升到了100%。

無紙化自動稽核平臺的推廣使用,自動稽核的準確率逐漸提升,目前自動稽核通過的憑密業務100%和憑證業務的90%不進行人工稽核,使得業務工單稽核量降幅均超過了70%,獲得了良好的使用效果

3.2人工成本的下降 造就經濟效益

目前一天的無紙化業務受理量為12萬筆,在月底月初業務高峰期一天能達到20萬左右,地市成立了兩級稽核體系,每個自辦廳都有一個一級稽核人員,每個營業部有一個二級稽核人員。全省參與稽核工作的人員共有2687人,而且稽核工作每天進行,自動稽核上線后稽核效率至上提升40%,以陽泉公司為例,可減少174個稽核人員,按每個稽核人員3萬/年的成本算,一年共節省522萬。

四、結語

山西移動通過對支撐系統當前存在的矛盾分析,通過技術創新、系統優化等手段實現了“一鍵”業務受理,業務自動稽核平臺等功能,不但大幅度提升了一線的辦公效率和客戶滿意度,客戶中贏得更高更好的美譽度,還有效的降低了成本開銷,將支撐系統工作提升了一個新的層次,實現了4G時代支撐系統的轉型跨躍。

2.2為一線感知而優化的業務稽核系統

為了解決隨著業務量不斷增加而導致的稽核工作量增加的矛盾,山西移動開發了業務受理自動稽核平臺,實現了業務受理單的自動稽核功能。該系統基本流程如圖2所示。

自動稽核平臺關鍵技術一:自動信息收集

通過引入二代身份證讀取設備[2],實現對客戶身份證信息自動讀取。包括姓名、性別,照片信息、證件號碼、證件地址,證件有效期,實現對客戶資料的100%無差錯收集,為后續的自動稽核提供準確的基礎數據,使得業務受理的自動化稽核成為可能。

自動稽核平臺關鍵技術二:對應關系的建立

建立業務單據圖片與后臺業務數據庫記錄字段的對應關系,根據不同的業務種類的要素不同,建立業務單據要素的對應關系矩陣,供后續稽核規則使用。

自動稽核平臺關鍵技術三:業務稽核規則庫的建立

建立業務流程中各業務要素的依賴關系,如憑證件辦理的過戶業務其電子單據上必須有身份證信息、協議信息、客戶簽名必須與機主一致等,為后續自動稽核工作提供了模板和規范。

自動稽核平臺的上線不但實現了對業務要素完整性和一致性的自動預稽核工作,同時對異常工號權限使用、客戶信息訂購關系、營銷方案數據、敏感業務信息實現自動稽核。

三、應用效果展示

通過以“提升客戶感知和一線感知”為目標系統優化,山西移動業務支撐系統實現了大的跨躍,順利化解了支撐系統使用和開發中出現的兩大矛盾。不但提升客戶滿意度,還提升了公司的企業形象

3.1客戶感知的提升 造就社會效益

“一鍵”業務辦理功能實現了身份憑證信息采集自動化和紙質受理單電子化,簡化了業務辦理操作,提升了營業員的業務辦理效率,縮短客戶的業務辦理時長。

由于引入“一鍵”入網,營業員處理速度由之前的20分鐘縮短至3分鐘,客戶信息的錄入準確率從97%提升到了100%。

無紙化自動稽核平臺的推廣使用,自動稽核的準確率逐漸提升,目前自動稽核通過的憑密業務100%和憑證業務的90%不進行人工稽核,使得業務工單稽核量降幅均超過了70%,獲得了良好的使用效果

3.2人工成本的下降 造就經濟效益

目前一天的無紙化業務受理量為12萬筆,在月底月初業務高峰期一天能達到20萬左右,地市成立了兩級稽核體系,每個自辦廳都有一個一級稽核人員,每個營業部有一個二級稽核人員。全省參與稽核工作的人員共有2687人,而且稽核工作每天進行,自動稽核上線后稽核效率至上提升40%,以陽泉公司為例,可減少174個稽核人員,按每個稽核人員3萬/年的成本算,一年共節省522萬。

四、結語

山西移動通過對支撐系統當前存在的矛盾分析,通過技術創新、系統優化等手段實現了“一鍵”業務受理,業務自動稽核平臺等功能,不但大幅度提升了一線的辦公效率和客戶滿意度,客戶中贏得更高更好的美譽度,還有效的降低了成本開銷,將支撐系統工作提升了一個新的層次,實現了4G時代支撐系統的轉型跨躍。

參 考 文 獻

篇10

關鍵詞:狀態監控;server-push;ZK;MES

中圖分類號:F272 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2013) 02-0000-03

制造執行系統(ManufacturingExecutionSystem,簡稱MES)是現代集成制造系統中制造管理自動化的一項重要技術。它定位于企業上層管理和底層設備之間,面向車間層的管理控制,收集生產過程中的大量的實時數據,反饋處理結果和生產指令,對生產過程中發生的事件及時進行處理,保持計劃層與生產控制層的信息通暢??梢哉f,MES是制造企業生產管理控制信息集成的樞紐,而其中生產過程狀態信息又是MES得以正常運行的重要信息來源。

1 車間制造執行系統構建

為應對當代車輛關鍵零部件研制提出的周期短、交貨期緊、批量品種變化的挑戰,提高車輛關鍵零部件快速研制能力和自主創新能力。針對某車輛關鍵零部件車間的實際需求,設計并開發車輛關鍵零部件車間制造執行系統,該系統面向車輛關鍵零部件制造車間,有效地儲存和傳遞生產信息,監控生產狀態及計劃信息執行情況、產品質量情況、資源配置情況等,優化車間的生產過程。實現車間級制造信息的管理與集成,利用計算機輔助進行信息管理、生產工藝計劃制定和生產過程控制,完成車間內的信息集成,驅動生產的有序、高效運行。該系統的軟件架構如下圖所示:

本系統采用基于WEB的多層技術架構。為了滿足系統的實際功能及性能需求并適應車間管理的業務模式,本系統特別采用了ZK框架來實現其表現層。ZK是一個事件驅動(event-driven)的,基于組件(component-based)的,用以豐富網絡程序中用戶界面的框架。利用ZK框架,不需撰寫JavaScript,即可開發出具有Ajax豐富互動效果的網頁型應用程序。即軟件系統的結構是B/S的,而軟件的操作風格是C/S的,把兩種軟件結構的特點有機的結合了起來,且不增加系統的開發難度。

2 制造執行系統狀態監控技術整體架構

車間制造執行系統需要對底層設備生產狀態進行采集和監控,生產狀態是車間制造執行系統得以正常運行的主要信息和數據來源。本車間是數控機加車間,生產設備主要是離散的數控機床,數控機床生產狀態信息采集技術難題的解決是制造執行系統實現的關鍵。數控機床的參數,生產狀態,刀具信息,主軸信息,NC程序信息等都是需要重點進行監控的。機床狀態監控功能主要是在制造執行系統的機床狀態監控模塊中實現的。

本系統是基于Web的制造執行系統,要實現對底層數控機床的狀態監控需要解決兩個層面的技術難題。一個是軟件架構的,一個是狀態采集技術的。第一個問題就是如何在本系統的軟件架構下實現基于Web的狀態監控軟件設計與開發,另一個問題是如何實現對車間內各種類型的數控機床進行采集,并最終把采集到設備狀態信息集成到軟件系統中,從而達到對車間數控機床的狀態監控。

為解決實時顯示生產狀態信息的問題,在軟件實現方面采用ZK框架的服務器推(Server-push)技術,負責對狀態信息的處理。狀態信息由負責狀態采集的軟硬件采集到,存儲在生產狀態數據庫中。制造執行系統實時監控數據庫中狀態信息的變化,并實時根據數據的變化把狀態數據推到每個ZK頁面中去。這樣車間工作人員就能及時掌握到各機床狀態信息的變化。

根據數控機床種類的不同,主要是FANUC數控機床和西門子數控機床,采用不同的狀態采集技術。對于FANUC數控機床使用串口宏技術采集機床狀態,對于西門子數控機床采用PLC接口技術進行采集。圖2為機床狀態監控的整體軟硬件技術架構。

3 ZK框架服務器推(Server-push)技術

ZK框架是一個支持推模式的框架,即服務器推(Server-push)技術。服務器推技術是說一種基于網絡的交流,其請求是由中央服務端發起。與之相對應的是拉模式,拉模式是一種請求由接受方或者說客戶端發起的。這種技術也可以叫作反向Ajax(reverse-Ajax)。所謂推模式,就是服務器把數據推到每個ZK頁面上,而不是客戶端請求后的響應,并且可以實時地反映數據的變化。它的這種特性使得以它為表現層框架的軟件系統具備了特殊的功能。利用ZK框架的這一特點,再輔以相應的機床數據采集技術,以數據庫集成接口,即狀態采集軟硬件將機床狀態存入生產狀態數據庫,ZK框架通過把數據庫中的機床狀態數據推到任意的訪問機床狀態監控模塊的頁面上,就可以實現機床狀態實時監控。

通過使用服務器推技術,需要啟動一個工作線程對相應的數據進行不間斷地查詢,當預先定義的條件滿足時,則可以在工作線程內將內容發至客戶端或更新客戶端的內容。服務器推技術最適合應用于需要實時動態更新數據的應用場景。機床狀態實時監控使用該項技術是再恰當不過的了。在ZK框架下使用服務器推技術很簡單,僅需要如下的三步,

(1)使用Desktop.enableServerPush(booleanbool)為桌面調用啟用服務器推動。

(2)將需要更新的組件、數據傳遞至工作線程。

(3)在桌面內調用工作線程。

遵照這3個步驟,就可以實現狀態監控頁面的開發。

服務器推機制是使用客戶端輪詢(client-polling)技術實現的,即客戶端將會反復詢問服務器以調用工作線程完成其工作,詢問的頻率可以調用Executions.setDelay(intmin,intmax,intfactor)手動調整。

4 FANUC機床串口宏狀態采集技術

針對不同的要采集的機床狀態信息,通過數據輸出指令,就可以把機床狀態信息傳送到上位機,進而由狀態監控模塊到網絡上。

5 西門子機床PLC接口狀態采集技術

本車間大部分的數控機床都是西門子840D或810D數控系統,對于西門子數控系統,由于其采用的PLC是通用的PLC系統,因此可以通過采集數控系統PLC的狀態寄存器的值來實現狀態信息采集的目的。

由于西門子840D或810D數控系統采用的PLC是西門子的S7-300PLC,故采用Prodave接口開發采集監控軟件對其進行狀態監控。采集用的硬件是大連德嘉公司ETH_MPI轉換器。將西門子S7-300PLC的MPI接口通過ETH_MPI轉換器轉換成Profinet協議(TCP/IP),然后用以太網與上位機相連。ETH_MPI轉換器與西門子以太網通訊處理器CP343功能相同,可替代西門子CP5611,CP5613通訊卡。

通過查閱數控機床的資料,找到需要監控的狀態所在的寄存器地址,通過Prodave接口的編程實現對這些寄存器地址位的讀取,同時將這些狀態數據寫入生產狀態數據庫,再通過車間制造執行系統的機床狀態監控模塊給局域網上的所有用戶。

6 總結

在進行類似上述離散型制造執行系統的開發過程中,數控機床的狀態監控是實現狀態監控模塊開發的主要組成部分。為了降低技術風險、工程造價,縮短工作周期,我們往往采用數控機床原有的狀態采集接口,如串行口、MPI接口等。只有在不得以的情況下才會通過硬件連接的方式采集機床的狀態信息。但不論何種狀態信息采集模式,ZK框架的服務器推(Server-push)技術都可以把狀態信息到整個系統網絡上。這種結合網絡數據庫、信息采集、服務器推等相關技術的模式,可以很好地指導未來基于Web的制造執行系統狀態監控模塊的構建,而ZK框架結合Spring框架、Hibernate框架也為制造執行系統軟件的實現提供了有力的支撐。

參考文獻:

[1]PeterSmid.FANUC數控系統用戶宏程序與編程技巧[M].北京:化學工業出版社,2009.