簡述精益MES的功能架構(gòu)
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精益MES以I-MES為基礎(chǔ)，其功能涵蓋了傳統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度管理、人力資源管理、工序級生產(chǎn)計劃、資源分配和狀態(tài)管理、產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)過程管理、生產(chǎn)質(zhì)量管理、生產(chǎn)設(shè)備管理、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、文檔管理、生產(chǎn)性能分析等方面。同時，精益MES強調(diào)精益的思想，彌補了現(xiàn)有MES系統(tǒng)的不足。
(一)精益MES功能模塊?；谝陨蠈ES系統(tǒng)缺陷的描述，精益MES需要在生產(chǎn)調(diào)度管理、人力資源管理、工序級生產(chǎn)計劃、資源分配和狀態(tài)管理、生產(chǎn)過程管理等5個方面對現(xiàn)有MES系統(tǒng)進行擴充和改進，改進后的精益MES系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能模塊：
(1)推拉結(jié)合的調(diào)度模塊。在生產(chǎn)調(diào)度方面，該采用“推式計劃，拉式生產(chǎn)”的方式，即制定調(diào)度計劃時按照“推式”，分配好各種資源，規(guī)定各工序產(chǎn)品投入和出產(chǎn)的時間；而在實際生產(chǎn)時，采用“拉式”，某道工序完成任務(wù)時，向系統(tǒng)發(fā)送一條完工信息，系統(tǒng)接到信息后通過電子kanban向其上道工序發(fā)出需求指令，這樣通過工序間的拉動，實現(xiàn)流動生產(chǎn)。在這里，調(diào)度計劃僅僅是一種參考而非指令，真正的指令是“電子kanban”。每經(jīng)過一定的時間，系統(tǒng)必須對調(diào)度計劃進行一次更新，以適應(yīng)當(dāng)時的實際生產(chǎn)情況。
(2)以人為本的人力資源管理模塊。在人力資源管理方面，除了提供工人的基本信息和實時的工作狀態(tài)信息外，還應(yīng)該采用實時通訊技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場與車問控制間的信息溝通；增加崗位評比功能，利用實時記錄的IAI作信息進行統(tǒng)計分析，通過車間的電子看板展示出來，從而在一定程度上提高員工的積極性，并為年終評優(yōu)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。另外，為了提高生產(chǎn)效率，降低車間運營成本，企業(yè)必須培養(yǎng)能勝任多種工作的多能工。因此，MES系統(tǒng)應(yīng)該為每個員工建立適合他們的培養(yǎng)計劃，定期考核，并將工人掌握的工種記錄下來，作為生產(chǎn)調(diào)度時人力資源分配的依據(jù)。
(3)工步級生產(chǎn)計劃模塊。引入
精益生產(chǎn)的工作標(biāo)準(zhǔn)化方法，首先通過動作分析技術(shù)實現(xiàn)操作的標(biāo)準(zhǔn)化，詳細規(guī)定各種加工的操作條件、操作內(nèi)容和操作步驟等，并細化到具體的動作。然后利用秒表法或者預(yù)定時間標(biāo)準(zhǔn)法(PTS)確定標(biāo)準(zhǔn)化時間，并將以上信息錄入MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。最后在MES系統(tǒng)進行工序級生產(chǎn)計劃分解時，自動從數(shù)據(jù)庫中取出這些信息，加入到工藝卡片中，從而更好地指導(dǎo)工人進行高效率的生產(chǎn)操作。
(4)定置化的資源分配和狀態(tài)管理模塊。采用精益生產(chǎn)的定置管理方法，在MES系統(tǒng)進行資源分配前，先要根據(jù)動作經(jīng)濟原則和工藝要求確定各類物品(如設(shè)備、原材料、刀具、卡具等)的擺放位置及狀態(tài)，以保證作業(yè)者能迅速、準(zhǔn)確且省力地拿到所需的物品。然后將這些物品信息以及它們對應(yīng)的位置信息存入MES系統(tǒng)中。在系統(tǒng)進行資源分配時，根據(jù)上面記錄的信息，綜合考慮成本、時間等因素。完成對設(shè)備、人員、材料、輔具等的配置。一旦系統(tǒng)完成資源分配，就要嚴(yán)格按照事先確定的定置方法對現(xiàn)場進行定置管理。這樣才能保證MES系統(tǒng)資源管理的合理性以及準(zhǔn)確地在作業(yè)現(xiàn)場得到體現(xiàn)。
(5)目視化生產(chǎn)過程管理模塊。在這方面，一個有經(jīng)驗的管理人員相比儀表設(shè)備具有更大的優(yōu)勢。因為使用人來管理，不但可以發(fā)現(xiàn)和解決生產(chǎn)過程中已經(jīng)發(fā)生的錯誤，而且對正在或?qū)⒁l(fā)生的錯誤也有更敏銳的預(yù)見能力。所以，首先需要在MES系統(tǒng)中引入精益生產(chǎn)的“目視管理”方法，將現(xiàn)場的問題直觀化，然后在生產(chǎn)現(xiàn)場配置一定數(shù)量的
現(xiàn)場管理人員來配合MES系統(tǒng)完成生產(chǎn)過程管理。為了達成這一目標(biāo)，精益MES系統(tǒng)在功能上需要實現(xiàn)一個無線網(wǎng)絡(luò)接口，以便現(xiàn)場管理人員通過終端(如掌上電腦等)與系統(tǒng)進行實時的交互。
(6)其它模塊。精益MES系統(tǒng)中。設(shè)備管理、文檔管理、生產(chǎn)性能管理、質(zhì)量管理、產(chǎn)品跟蹤／產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊與現(xiàn)行MES系統(tǒng)基本相同，不再贅述。
(二)精益MES系統(tǒng)的信息模型。基于上述功能模型，構(gòu)建精益MES信息模型。精益MES系統(tǒng)的輸入有2項，輸出有9項，各模塊具體的信息傳遞描述如下：
“現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集”模塊與底層控制系統(tǒng)相連，它通過人工或者自動的方式從底層控制系統(tǒng)采集現(xiàn)場的各種生產(chǎn)信息，并傳遞給相應(yīng)的模塊進行處理。
“定置化資源分配和狀態(tài)管理”、“設(shè)備管理”、“文檔管理”4個模塊把從現(xiàn)場收集到的有關(guān)人力資源、生產(chǎn)資源、設(shè)備、生產(chǎn)記錄等信息進行統(tǒng)計分析，然后將人力資源信息(包括工人的自然條件、掌握的技能情況、工作狀態(tài)、疲勞程度、意見和建議等)、生產(chǎn)資源信息(包括各種設(shè)備和輔具的基本信息、存放位置、可用狀態(tài)等)、設(shè)備的信息(包括設(shè)備型號、位置、加工精度、
可靠性等)、文檔信息(包括生產(chǎn)工藝、工藝卡片、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等)傳遞給“工步級生產(chǎn)計劃”模塊，為計劃的分解提供數(shù)據(jù)依據(jù)。同時將這些信息以圖表的形式輸出給系統(tǒng)使用者。
“目視化生產(chǎn)過程管理”、“產(chǎn)品跟蹤／產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理”、“精益質(zhì)量管理”、“生產(chǎn)性能分析”4個模塊將從現(xiàn)場收集的生產(chǎn)過程信息、產(chǎn)品信息、質(zhì)量信息、生產(chǎn)統(tǒng)計等信息進行記錄分析，并將分析結(jié)果實時地傳遞給推拉結(jié)合調(diào)度模塊。其中包括生產(chǎn)過程中的延遲停頓、錯誤操作；產(chǎn)品的種類、數(shù)量、任務(wù)完成情況；產(chǎn)品關(guān)鍵尺寸信息、缺陷率；生產(chǎn)產(chǎn)量、生產(chǎn)費用等信息。同時將這些信息以圖表、報表、標(biāo)準(zhǔn)等形式輸出給系統(tǒng)使用者。
“推拉結(jié)合調(diào)度”模塊一方面與上層ERP系統(tǒng)連接，接收ERP下達的產(chǎn)品需求計劃(通常為
EXCEL表格或BOM文件)，另一方面接收現(xiàn)場采集的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，不斷修正自己的計劃和調(diào)度，最后將生成的車間級生產(chǎn)計劃傳遞給“工步級生產(chǎn)計劃”進一步分解。
“工步級生產(chǎn)計劃”模塊將車間級生產(chǎn)計劃進一步細分。分解計劃前要綜合考慮目前現(xiàn)有的人力、物料和設(shè)備等資源是否可以滿足生產(chǎn)要求。如果條件滿足。則通過控制器向底層控制系統(tǒng)發(fā)送制造指令；如果不滿足，則向上級模塊報警，請求修改生產(chǎn)計劃。
(三)實現(xiàn)精益MES的關(guān)鍵技術(shù)。由于精益MES系統(tǒng)與現(xiàn)有MES系統(tǒng)功能上有所不同，因而在實現(xiàn)技術(shù)上也必然存在一些差別。為了實現(xiàn)精益MES，在現(xiàn)有MES系統(tǒng)的基礎(chǔ)上。本文引入以下兩項關(guān)鍵技術(shù)：
(1)工作標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。所謂工作標(biāo)準(zhǔn)化，就是對各個崗位的工作制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在工作過程中嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。它是一種面向生產(chǎn)最底層的控制技術(shù)，它的引入可以使MES系統(tǒng)得到的結(jié)果更準(zhǔn)確，同時也可以降低生產(chǎn)的不平衡性，是精益MES系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)。它包括動作分析和作業(yè)測定兩個主要內(nèi)容。
動作分析就是以一個完整的工作或一組操作為研究對象，將操作者全過程的作業(yè)動作拆分成最基本的動作單元，消除浪費、無用的動作，制定一個輕松、快捷、高效的動作序列組合，使其滿足動作經(jīng)濟原則。將優(yōu)化后的動作序列存入MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。生成各項作業(yè)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。輸出為各工序的工作卡片，以規(guī)范現(xiàn)場操作。
作業(yè)測定是指為達成某一作業(yè)的目的，以具體的時間值為尺度，對作業(yè)效率進行評價的分析手法，通常在動作分析后使用。運用作業(yè)測定技術(shù)可以為MES系統(tǒng)提供各項操作的準(zhǔn)確時間，為MES系統(tǒng)的生產(chǎn)計劃分解、調(diào)度、人員績效考核等功能提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。
(2)MES kanban技術(shù)。kanban技術(shù)是精益思想下實現(xiàn)拉式生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，通過kanban控制生產(chǎn)節(jié)奏可以有效地平衡各工序的生產(chǎn)，減少在制品積壓和停工等待的發(fā)生。
MES kanban技術(shù)是精益MES實現(xiàn)推拉結(jié)合調(diào)度功能的基礎(chǔ)，它通過生產(chǎn)kanban傳遞MES系統(tǒng)下達的生產(chǎn)任務(wù)號、生產(chǎn)時間、需要生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量等信息；通過生產(chǎn)情況kanban，完成MES系統(tǒng)對生產(chǎn)節(jié)奏的控制，并統(tǒng)計出各生產(chǎn)單位的投入產(chǎn)出和不良率；通過質(zhì)量kanban向MES系統(tǒng)反饋實時的質(zhì)量信息，使用60r、質(zhì)量圖等工具對生產(chǎn)現(xiàn)場的質(zhì)量進行控制；通過物料kanban傳送物料需求信息，避免待料停工和物料堆積的現(xiàn)象。因此，引入kanban技術(shù)，可以有效地實現(xiàn)精益MES系統(tǒng)對生產(chǎn)現(xiàn)場的狀況進行控制。