離散制造和流程工業(yè)MES系統(tǒng)15個關(guān)鍵詞
發(fā)表于：2017/6/1 13:15:31??閱讀量：?[關(guān)閉]
企業(yè)的生產(chǎn)方式，主要可以分為按定單生產(chǎn)、按庫存生產(chǎn)或上述兩者的組合。從生產(chǎn)類型上考慮，則可以分為批量生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)。從產(chǎn)品類型和生產(chǎn)工藝組織方式上，企業(yè)的行業(yè)類型可分為流程生產(chǎn)行業(yè)和離散制造行業(yè)。
典型的流程生產(chǎn)行業(yè)有醫(yī)藥、石油化工、電力、鋼鐵制造、能源、水泥等領(lǐng)域。這些企業(yè)，主要采用按庫存、批量、連續(xù)的生產(chǎn)方式。典型的離散制造行業(yè)主要包 括 機(jī)械制造、電子電器、航空制造、汽車制造等行業(yè)。這些企業(yè)，則既有按定單生產(chǎn)，也有按庫存生產(chǎn);既有批量生產(chǎn)，也有單件小批生產(chǎn)。
MES系統(tǒng)從功能模型、信息模型以及相關(guān)技術(shù)上覆蓋了流程生產(chǎn)行業(yè)和離散制造行業(yè)。但是，在工藝流程和生產(chǎn)組織方式方面，流程生產(chǎn)行業(yè)和離散制造行業(yè)存在較大的差別。
需求差異方面
流程生產(chǎn)行業(yè)，主要是通過對原材料進(jìn)行混合、分離、粉碎、加熱等物理或化學(xué)方法，使原材料增值。通常，他們以批量或連續(xù)的方式進(jìn)行生產(chǎn)。離散工業(yè)主要是通過對原材料物理形狀的改變、組裝，成為產(chǎn)品，使其增值。在MES需求、應(yīng)用環(huán)境等諸多方面，兩者都有較大的差異。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面
流程生產(chǎn)行業(yè)MES中，一般采用配方的概念來描述這種動態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系。其次，在流程生產(chǎn)行業(yè)每個工藝過程中，伴隨產(chǎn)出的不只是產(chǎn)品或中間產(chǎn)品， 還可能細(xì)分為主產(chǎn)品、副產(chǎn)品、協(xié)產(chǎn)品、回流物和廢物。MES在描述這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配方的時候，還應(yīng)具有批量、有效期等方 面的要求。 離散制造企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，可以用“樹”的概念進(jìn)行描述——其最終產(chǎn)品一定是由固定個數(shù)的零件或部件組成，這些關(guān)系非常明確并且固定。流程企業(yè)的產(chǎn) 品 結(jié) 構(gòu)，則有較大的不同，它們往往不是很固定—上級物料和下級物料之間的數(shù)量關(guān)系，可能隨溫度、壓力、濕度、季節(jié)、人員技術(shù)水平、工藝條件不同而不同。
工藝流程方面
流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)的特點(diǎn)是品種固定，批量大，生產(chǎn)設(shè)備投資高，而且按照產(chǎn)品進(jìn)行布置。通常，流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)設(shè)備是專用的，很難改作其他用途。MES系統(tǒng) 規(guī)劃的時候，要考慮到不同行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備布置的特點(diǎn)，做好配置。離散制造業(yè)，其特點(diǎn)是多品種和小批量。因此，生產(chǎn)設(shè)備的布置不是按產(chǎn)品而是按照工藝進(jìn)行布置 的。
例如，離散制造業(yè)往往要按車、磨、刨、銑等 工藝 過程來安排機(jī)床的位置。因?yàn)槊總€產(chǎn)品的工藝過程都可能不一樣，而且可以進(jìn)行同一種加工工藝的機(jī)床有 多臺。因此，離散制造業(yè)需要對所加工的物料進(jìn)行調(diào) 度。 并且中間品需要進(jìn)行搬運(yùn)。
自動化水平方面
流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)，則大多采用大規(guī)模生產(chǎn)方式，生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟，廣泛采用PCS(過程控制系統(tǒng))，控制生產(chǎn)工藝條件的自動化設(shè)備比較成熟。因此，流 程 生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程多數(shù)是自動化的，生產(chǎn)車間的人員主要是管理、監(jiān)視和設(shè)備檢修。
離散制造業(yè)企業(yè)由于是離散加工，產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率很大程度依賴于工人 的技術(shù)水平。離散制造業(yè)企業(yè)自動化主要在單元級，例如數(shù)控機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)。因此，離散制造業(yè)企業(yè)一般是人員密集型企業(yè)，自動化水平相對較低。
生產(chǎn)計劃管理方面
流程企業(yè)主要是大批量生產(chǎn)。只有滿負(fù)荷生產(chǎn)，企業(yè)才能將成本降下來，在市場上具有競爭力。因此，在流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)計劃中，年度計劃更具有重要性， 它決定了企業(yè)的物料需求。離散企業(yè)主要從事單件、小批量生產(chǎn)的離散制造業(yè)企業(yè)，由于產(chǎn)品的工藝過程經(jīng)常變更，它們需要具有良好的計劃能力。
對于按訂單組織 生產(chǎn)的企業(yè)，由于很難預(yù)測訂單 在 什么時候到來。因此，對采購和生產(chǎn)車間的計劃就需要很好的生產(chǎn)計劃系統(tǒng)，特別需要計算機(jī)來參與計劃系統(tǒng)的工作。只要應(yīng) 用得當(dāng)，在生產(chǎn)計劃系統(tǒng)方面投資 所 產(chǎn)生的效益在離散制造業(yè)可以相當(dāng)高。
生產(chǎn)計劃方式方面
流程企業(yè)根據(jù)市場的需求進(jìn)行生產(chǎn)的觀念已經(jīng)逐步加深。但一般情況下，特別是對市場需求量大的產(chǎn)品，是“以產(chǎn)促銷”——通過大批量生 產(chǎn)，降低成本，提高競 爭 力。因此，作為流程企業(yè)生產(chǎn)計劃的依據(jù)，主要是市場預(yù)測。
離散企業(yè)一方面可以根據(jù)定單進(jìn)行生產(chǎn)，另一方面也可以根據(jù)市場預(yù)測作為生 產(chǎn)計劃制訂的依 據(jù)。離散企業(yè)的MRPII/ERP系統(tǒng)向MES下達(dá)作業(yè)計劃指令主要以“工作令”(Job Order或Work Order)的方式，而流程企業(yè)的作業(yè)計劃下達(dá)主要以指令計劃形式方式。
成本核算方式方面
流程企業(yè)的成本核算方式一般采用平行結(jié)轉(zhuǎn)法，在其成本組成中，生產(chǎn)成本中占比例很大的是原材料。通常，原材料占產(chǎn)品成本的70%～80%，人工成本所占 比例較小，約占2%～5%，其他為分?jǐn)偝杀尽ｋx散企業(yè)的計算產(chǎn)品成本是按照產(chǎn)品BOM所描述的加工裝配過程，從低層向高層逐層累積得出的。這種按照成本發(fā) 生的實(shí)際過程計算成本 的方法稱為逐層累積法，或稱成本滾加計算法(cost roll-up)，它反映了產(chǎn)品增值的實(shí)際過程。
設(shè)備管理方面
流程生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品比較固定，而且一旦生產(chǎn)就有可能是十幾年不變;機(jī)械制造等行業(yè)的產(chǎn)品，壽命相對要小得多。體現(xiàn)在設(shè)備上，流程企業(yè)的設(shè)備是一條 固 定 的生產(chǎn)線，設(shè)備投資比較大、工藝流程固定。其生產(chǎn)能力有一定的限制，生產(chǎn)線上的設(shè)備維護(hù)特別重要，不能發(fā)生故障。離散加工業(yè)則不是這樣，可以單臺 設(shè)備 停下 來檢修，并不會影響整個系統(tǒng)生產(chǎn)。
離散行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備的布置，不是按產(chǎn)品而是按照工藝進(jìn)行布置的。可以進(jìn)行同一種加工工藝的機(jī)床一般有多臺。 單臺設(shè)備的故障不會對整個產(chǎn)品的工藝過程產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，一般需要重點(diǎn)管理關(guān)鍵、瓶頸設(shè)備。
在流程生產(chǎn)行業(yè)的流水線生產(chǎn)中，生產(chǎn)線上的設(shè)備維護(hù)特別重要，每臺設(shè)備都是關(guān)鍵設(shè)備，不能發(fā)生故障，一臺設(shè)備的故障會導(dǎo)致整個工藝流程的終止。
作業(yè)計劃調(diào)度方面
流程生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)工藝過程中，會產(chǎn)生各種協(xié)產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢品、回流物等，對物資的管理需要有嚴(yán)格的批號。例如，制藥業(yè)中的藥品生產(chǎn)過程要求有十分嚴(yán)格的批號記錄和跟蹤，從原材料、供應(yīng)商、中間品以及銷售給用戶的產(chǎn)品，都需要記錄。一旦出現(xiàn)問題，企業(yè)要可以通過批號反查出是誰的原料、哪個部門、何 時 生 產(chǎn)的，直到查出問題所在。離散制造業(yè)一般對這種要求并不十分強(qiáng)調(diào)，雖然現(xiàn)在很多離散制造業(yè)企業(yè)也在逐漸完善批號跟蹤管理。
作業(yè)計劃調(diào)度方面
流程企業(yè)的產(chǎn)品，是以流水生產(chǎn)線方式組織、連續(xù)的生產(chǎn)方式，只存在連續(xù)的工藝流程，不存在與離散企業(yè)對應(yīng)的嚴(yán)格的工藝路線。因此，在作業(yè)計劃調(diào)度方面，不需要也無法精確到工序級別，而是以整個流水生產(chǎn)線為單元進(jìn)行調(diào)度。從作業(yè)計劃的作用和實(shí)現(xiàn)上，比離散企業(yè)相對簡單。
離散企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)計劃 調(diào)度，需要根據(jù)優(yōu)先級、工作中心能力、設(shè)備能力、均衡生產(chǎn)等方面對工序級、設(shè)備級的作業(yè)計劃進(jìn)行調(diào)度。這種調(diào)度，是基于有限能力的 調(diào)度并通過考慮生產(chǎn) 中的交錯、重疊和并行操作來準(zhǔn)確地計算工序的開工時間、完工時間、準(zhǔn)備時間、排隊(duì)時間以及移動時間。通過良好的作業(yè)順序，可以明顯地提高生產(chǎn)效率。
數(shù)據(jù)采集方面
MES的數(shù)據(jù)采集功能，可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)的收集、整理工作，是進(jìn)行物料跟蹤、生產(chǎn)計劃、產(chǎn)品歷史記錄維護(hù)以及其它生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)。流程生產(chǎn)行業(yè)的自動 化程度較高，設(shè)備控制級大量采用DCS、PLC。在檢測驅(qū)動方面，各種智能儀表、數(shù)字傳感器已普遍應(yīng)用;過程控制則廣泛采用以、小型機(jī)為主的自動控制系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的“計、電、儀”分工界限已不再明顯，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已深入各個領(lǐng)域。這些自動化設(shè)備，能自動準(zhǔn)確記錄各種生產(chǎn)現(xiàn)場信息。對于MES而言，重點(diǎn)在于系統(tǒng)構(gòu)建的時候與這些自動化設(shè)備做好數(shù)據(jù)接口。離散企業(yè)的數(shù)據(jù)采集，以手工上報為主，并可以結(jié)合條形碼采集等半自動信息采集技術(shù)進(jìn)行工時、設(shè)備、物料、質(zhì)量等信息的采集。這種數(shù)據(jù)采集方式，時間間隔較大，容易受到人為因素的影響，要特別注意保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
作業(yè)指令的下達(dá)方面
流程生產(chǎn)行業(yè)的MES中，不僅要下達(dá)作業(yè)指令以及PDI(Panel Data Interface，面板數(shù)據(jù)接口)數(shù)據(jù)，而且要將作業(yè)指令轉(zhuǎn)化為各個機(jī)組及設(shè)備的操作指令和各種基礎(chǔ)自動化設(shè)備的控制參數(shù)(例如PID控制參數(shù)——Proportional Integral Derivative， 比 例積分微分控制)，并下達(dá)給相應(yīng)的PCS系統(tǒng)(Production Control System，生產(chǎn)控制系統(tǒng))。
在離散行業(yè)的ME中，將作業(yè)計劃調(diào)度結(jié)果下達(dá)給操作人員的方式一般采用派工單、施工單等書面方式進(jìn)行通知，或采用電子看板方式讓操作人員及時掌握相關(guān)工序的生產(chǎn)任務(wù)。作業(yè)計劃的內(nèi)容，包括該工序的開工、完工時間、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等方面。
沖處理方面
流程生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)完工上報，廣泛采用反沖處理。一般在工藝流程的最后設(shè)置完工上報點(diǎn)，而對前面工序流程實(shí)行反沖處理，如人工工時反沖、設(shè)備工時反沖、物 料反沖，從而對在制品和成本進(jìn)行跟蹤。
離散制造中的完工上報，一般對每道工序都要進(jìn)行上報，或在關(guān)鍵工序設(shè)置反沖點(diǎn)，對前面工序進(jìn)行反沖處理。MES系統(tǒng) 在配置相應(yīng)模塊的時候，要注意這些差異，以符合企業(yè)的需求。
庫房物料管理方面
流程生產(chǎn)行業(yè)中，對連續(xù)生產(chǎn)方式，一般不設(shè)中間半成品庫房，配方原料的庫位一般設(shè)置在工序旁邊。配方領(lǐng)料不是根據(jù)工序分別領(lǐng)料，而是根據(jù)生產(chǎn)計劃一次領(lǐng)料放在工序庫位中。離散行業(yè)中，一般對半成品庫也設(shè)有相應(yīng)的庫房，各工序根據(jù)生產(chǎn)作業(yè) 計劃以及配套清單分別進(jìn)行領(lǐng)料。
質(zhì)量管理方面
無論離散行業(yè)還是流程生產(chǎn)行業(yè)的質(zhì)量檢驗(yàn)和管理都相當(dāng)重要，但在MES中對質(zhì)量檢驗(yàn)和管理的方式有所區(qū)別。流程生產(chǎn)行業(yè)中，一般采用對生產(chǎn)批號產(chǎn)品進(jìn)行各 工序上的抽樣檢驗(yàn)。離散行業(yè)中，對單件小批生產(chǎn)，一般需要檢驗(yàn)每個零件、每道工序的加工質(zhì)量;對批量生產(chǎn)，一般采用首檢、抽檢、SPC分析相結(jié)合。
總之，每個行業(yè)的不同生產(chǎn)方式和生產(chǎn)類型中(例如離散行業(yè)的單件小批或大批大量生產(chǎn)，在醫(yī)藥、化工、鋼鐵等不同流程生產(chǎn)行業(yè))，MES的應(yīng)用還存在一些差別，仍然需要根據(jù)各自特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，在MES系統(tǒng)具體實(shí)施上，要根據(jù)行業(yè)特征區(qū)別對待。
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