MES在株洲时代新材生产管理中的应用

导 读

本文介绍了MES在株洲时代新材料科技股份有限公司的生产管理中的应用及效果。

随着信息化技术的发展和大数据的应用，各行各业都受到它的影响和辐射。在制造型企业的生产管理过程中，信息化手段得到广泛的应用。作为一个国际化企业，时代新材生产基地遍布全球，在五大洲、七个国家建有数十个生产基地。要实现时代新材产业高度协同的战略目标，有效地管控并发挥全球数十个生产基地之间的协同效应，传统的生产模式已经无法满足需求。目前，时代新材仍处于国际化发展的初级阶段，开始并加大在智能工厂方面的实践和探索显得尤为重要与迫切，同时，也是时代新材实现全球化管控的必由之路。利用MES（制造执行系统）实时监控生产状态，可及时发现生产过程中存在的问题，提升生产效率，保证生产质量。下面根据株洲时代新材料科技股份有限公司的实际案例介绍MES在生产管理中的应用及效果。

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MES的功能

时代新材发展战略的定位是：成为业务遍布全球，产业高度协同，规模雄踞前列，技术领先同行的国际化、信息化、高科技企业。实现跨国公司有效管控，全球资源有效整合，并获取国际市场竞争优势，在高科技、信息化的基础上，完成国际化的一次飞跃。国际化的管理离不开强有力信息系统的支持，通过推广“云”技术和“全流程”的业务流程平台，并采用更先进的信息安全技术，降低经营成本，提高企业的效率与效益。时代新材“十三五”发展规划要求，在未来五年，时代新材将遵循“总体规划、分步实施、重点突破、效益驱动”的指导方针，按照高起点、实用性、集成化、柔性化的原则推进信息化建设。

作为传统离散型制造工厂，新材料智能工厂的体系架构：以计划排产智能、生产协同智能、决策支持持智能、质量控制智能、资源管理智能、设备监控智能六项智能功能的智能工厂。利用自动数据采集和信息过程监控技术加强管理，提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程，构建高效、节能、流畅的人性化工厂。

根据公司的业务需求及工厂的管理目标，确定了智能管理平台需要有了九项重大功能，分别是系统平台可配置化、生产运营智能化、信息系统集成一体化、作业计划协同化、生产制造精益化、物流配送准时化、质量管理信息化、资源管理全面化、劳动力管理精细化。同时开发计划调度、生产执行、物料管理、质量管理、人员管理、设备管理、综合管理七大业务模块。本文针对生产管理模块进行详细介绍。

系统的主要功能需求

七大业务模块

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MES在生产管理中的应用及效果

在MES使用前，公司生产管理主要依靠员工深入现场发现问题，逐级汇报；现场过程依靠纸质流程卡手工进行记录；设备使用情况无法及时有效反馈给维修人员，靠电话联系申报维修，生产现场问题都无法自动自发反馈。在MES应用过程中，根据生产需求，开发包含生产异常管理、生产过程记录、设备状态管理等基础模块，同时结合生产管理模块搭建智能决策指挥系统。

2.1 基础模块应用及效果

1）生产异常管理

以往生产现场的问题主要靠巡检和口耳相传的低效率沟通进行解决，响应速度慢，解决问题周期长，遇到比较繁杂的问题甚至出现无人负责的情况；开发生产异常管理模块后，利用MES系统，对突发的异常（设备、质量、生产、配送）由生产人员直接在异常平台发起异常，以短信形式直接通知相关责任人在异常平台上响应，在限定的时间内到现场处理。针对不同响应及处理时间，建立异常逐级汇报反馈机制。组织汇报优化流程，由多层次逐级汇报，转为现场直达管理。

异常反馈流程图

随着MES的全面应用和人员对于系统的熟练使用，生产现场异常发生时，员工通过系统快速反馈，相关责任部门迅速处理，全过程MES系统监控，异常处理及时率6个月连续提升，从初上系统的80%提高至94%。

2）生产过程管理

依靠设备改造，使生产数据能自动采集，利用条码扫描等手段，取消手写，实现生产流程卡电子化，保证了过程记录的及时、真实，并解决了工人因手工填写流程卡而浪费时间的问题。工人通过扫描工单上的条码进行扫码采集，显示产品唯一标识码，采集的工序名称、工序号、采集时间、上传状态都自动在系统后台记录。后续还可根据各个部门所需的数据形成报表。同步SAP中工艺通知单，将工艺参数要求与实际参数进行对比，对有差异的数据在系统中触发报警功能。

电子流程卡

随着生产过程管理模块的全面应用，现场操作全部与MES相结合，减少工人劳动强度，用条码扫描代替手工录入，生产数据自动采集率达到90%，数据准确率高达100%。

3）设备状态管理

通过改造生产设备，OPC与数控设备集成，在屏幕上显示设备的实时状态，监控OPC设备状态，对有异常的设备，自动提示并报警，并通过短信、邮件、大屏显示等方式推送到相关人员处。对于设备的详细状态可通过数据报表查询。根据系统采集的数据自动进行OEE统计分析。记录设备开、停机等时间，支持对设备运行时间的记录和分类。管理人员通过屏幕显示能清楚了解现场各个设备的状态。

生产设备监控图

随着设备状态管理系统的使用，生产计划、现场调度、设备维护人员三方联动，实时监控设备状态和生产计划执行，通过该系统与计划智能排程系统配合，生产车间的设备TEEP从2019年的32%提升至48%，硫化工序工时利用率从2019年的54%提升至64%。

2.2利用MES搭建智能决策指挥系统

1）生产计划智能决策指挥

以往计划下达，计划员只能在SAP中针对自己管理的物料下达生产计划，常常出现不同计划员之间对生产资源的争夺，很难系统去评估每个计划员决策的科学性。利用APS高级排程系统，只有一个主计划员负责排产，所有计划员能够通过图形化界面、直观地把每个部件的每道工序自动排到具体生产设备上，并且可以把计划精确到在某段时间内某个设备具体加工某道工序，达到了精益化组织生产的目的。在面对紧急订单时，计划员可以通过图形化界面进行插单，并且能够及时看出插单后对整个计划的影响。建立生产过程监控室，为提高生产车间的异常处理能力，借助信息化手段，对生产异常、生产情况和资源的动态等进行跟踪，集中实现生产调度、实时生产状况跟踪监控、智能化决策指挥。

MES下搭建的智能决策指挥系统

2）生产过程大数据分析

利用MES可实时统计生产各个工序的人员、计划、质量、设备等数据，作为生产管理大数据分析的基础，生产管理的各个板块根据自身需要抓取相应的数据形成具备指导意义的日报、周报及月报，大大缩短统计时间，避免人为统计的局限性和人为统计错误，及时、准确、客观的反应出生产状态，提升生产管理的科学性和各项工作计划制定的有效性。

生产状态监控驾驶舱

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结语

利用MES强大的过程监控及数据采集能力，将MES全面应用至生产管理的方方面面，可以显著提升生产管理的透明度，提高企业人员的业务能力和工作效率，同时MES是搭建生产智能决策指挥系统的重要支柱。

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