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不同行業中的 MES 應用

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MES 的應用,要充分考慮到企業的具體情況,以謀求最合適的資訊化解決方案。

企業的生產方式,主要可以分為按定單生產、按庫存生產或上述兩者的組合。從生產類型上考慮,則可以分為批量生產和單件小批生產。從產品類型和生產工藝組織方式上,企業的行業類型可分為流程生產行業和離散製造行業。

典型的流程生產行業有醫藥、石油化工、電力、鋼鐵製造、能源、水泥等領域。這些企業,主要採用按庫存、批量、連續的生產方式。典型的離散製造行業主要包括機械製造、電子電器、航空製造、汽車製造等行業。這些企業,則既有按定單生產,也有按庫存生產;既有批量生產,也有單件小批生產。

MES系統,無論從功能模型還是資訊模型以及相關技術上,都包括了流程生產行業和離散製造行業。但是,無論從工藝流程還是生產組織方式等方面,流程生產行業和離散製造行業都存在較大的差別。所以,在MES具體實施上,要根據行業特徵區別對待。

行業的需求差異

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,他們以批量或連續的方式進行生產。而離散工業主要是通過對原材料物理形狀的改變、組裝,成為產品,使其增值。在MES需求、應用環境等諸多方面,兩者都有較大的差異。

產品結構

離散型製造之企業,其產品結構可以用 "樹狀" 的觀念來說明,其成品都是由固定數量的零件或是零組件所裝配而成,這些關係非常明確且固定。流程企業的產品結構,則有較大的不同,它們往往不是很固定。如上級物料和下級物料之間的數量關係,可能隨溫度、壓力、濕度、季節、人員技術水準、工藝條件不同而有所差異。

工藝流程

面向訂單的離散製造業,其特點是多品種和小批量。因此,生產設備的佈置不是按產品而是按照工藝進行佈置的。 流程生產行業企業的特點是品種固定,批量大,生產設備投資高,而且按照產品進行佈置。通常,流程生產行業企業設備是專用的,很難改作其他用途。

自動化水準

離散製造業企業由於是離散加工,產品的品質和生產率有很大程度需依賴工人的技術水準。離散製造業企業自動化主要在單元級,例如數控機床、柔性製造系統。因此,離散製造業企業一般是人員密集型企業,自動化水準相對較低。流程生產行業企業,則大多採用大規模生產方式,生產工藝技術成熟,廣泛採用PCS(程序控制系統),控制生產工藝條件的自動化設備比較成熟。因此流程生產行業企業生產過程多數是自動化的,生產車間的人員主要是管理、監視和設備檢修。

設備

流程生產行業的產品比較固定,而且一旦生產就有可能是十幾年不變;機械製造等行業的產品,壽命相對要小得多。表現在設備上,流程企業的設備是一條固定的生產線,設備投資比較大、工藝流程固定。其生產能力有一定的限制,生產線上的設備維護特別重要,不能發生故障。離散加工業則不是這樣,可以單台設備停下來檢修,並不會影響整個系統生產。

批號管理和跟蹤

流程生產行業的生產工藝過程中,會產生各種主產品、次產品、廢品、返修品等,對物資的管理需要有嚴格的批號。例如,製藥業中的藥品生產過程要求就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,企業要可以通過批號反查出是誰的原料、哪個部門、何時生產的,直到查出問題所在。而離散製造業一般對這種要求並不十分強調,雖然現在很多離散製造業企業也在逐漸完善批號跟蹤管理。

ciMes不僅提供非常完整的工廠生產管理與控制相關模組,還保留了系統的彈性設定,並提供標準指令等基礎,供客戶組合出自有的生產邏輯,以配合公司獨特的生產作業及規則。ciMes採用最新.Net Web架構,在MES系統是一項創新,未來有任何修改或新功能上線時,客戶皆可以使用VB.Net、C++/C或是C#等多種語言,直接連上Web主機便可進行變更,大幅減輕維護的成本。

MES的應用特點

流程生產行業企業與離散製造業企業之間的上述差異,導致MES在面向離散製造業和流程業的應用有所區別。

對MRPII / ERP的要求不同

兩者對於生產模型的要求不同--流程生產行業中體現了以配方(Route)為核心的生產模型,而離散行業中體現了以產品BOM為核心的生產模型。

資料獲取

MES的資料獲取功能,可以實現對生產現場各種資料的收集、整理工作,是進行物料跟蹤、生產計畫、產品歷史記錄維護以及其它生產管理的基礎。

離散企業的資料獲取,以手工上報為主,並可以結合條碼採集等半自動資訊採集技術進行工時、設備、物料、品質等資訊的採集。這種資料獲取方式,時間間隔較大,容易受到人為因素的影響,要特別注意保障資料的準確性。

流程生產行業的自動化程度較高,設備控制級大量採用DCS、PLC。在檢測驅動方面,各種智慧型儀器表、數位感測器已普遍應用。這些自動化設備,能自動準確記錄各種生產現場資訊。對於MES而言,重點在於系統構建的時候與這些自動化設備做好資料介面。

作業指令的下達

在離散行業中,將作業計畫調度結果下達給操作人員的方式一般採用派工單、施工單等書面方式進行通知,或採用電子看板方式讓操作人員及時掌握相關工序的生產任務。

流程生產行業的中,不僅要下達作業指令以及PDI(Panel Data Interface,面板資料介面)資料,而且要將作業指令轉化為各個機組及設備的操作指令和各種基礎自動化設備的控制參數,並下達給相應的PCS系統(Production Control System,生產控制系統)。

設備管理

離散行業的生產設備的佈置,不是按產品而是按照工藝進行佈置的。可以進行同一種加工工藝的機床一般有多台。單台設備的故障不會對整個產品的工藝過程產生嚴重的影響,一般需要重點管理關鍵、瓶頸設備。

在流程生產行業的流水線生產中,生產線上的設備維護特別重要,每台設備都是關鍵設備,不能發生故障,一台設備的故障會導致整個工藝流程的終止。

品質管制

無論離散行業還是流程生產行業的品質核對總和管理都相當重要,但在MES中對品質核對總和管理的方式有所區別。離散行業中,對單件小批生產,一般需要檢驗每個零件、每道工序的加工品質;對批量生產,一般採用首檢、抽檢、SPC分析相結合。

流程生產行業中,一般採用對生產批號產品進行各工序上的抽樣檢驗。

當然,在每個行業的不同生產方式和生產類型中(例如離散行業的單件小批或大批大量生產,在醫藥、化工、鋼鐵等不同流程生產行業),MES的應用還存在一些差別,仍然需要根據各自特點進行綜合分析。

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彈性的系統結構是ciMes產品的主要特性,ciMes產品在開發一開始就注重多行業的支援,在ciMes系統中提供多達上百種的獨立事務(Transaction)來處理工廠中的不同操作需求,每個Transaction只是負責一個獨立的操作處理過程,根據實施物件的不同,可根據需要選擇不同的Transaction組合出滿足需要的操作規則。

不同行業提供不同的產品模版,ciMes產品依照產業不同,在系統中提供不同的Template,在實施過程中,根據實施物件的不同,選用不同的Template,減少了絕大部分的開發,使ciMes系統可以在短期內實施上線,並且每種Template中都凝聚著資通豐厚的產業經驗,讓客戶在實施的過程中可以依靠Template,優化自身的生產工藝,改進管理方式,進而提升企業的競爭力。

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