浅谈MES在铸造企业的应用

谢银辉

（共享装备股份有限公司，宁夏银川750021）

1 什么是MES

国际制造执行系统协会（Manufacturing Execution System Association，MESA）对MES的定义是“MES能通过信息的传递，对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理，对工厂发生的实时事件，及时做出相应的反应和报告，并用当前准确的数据进行相应的指导和处理。”从定义中可以看出，MES在整个企业信息集成系统中承上启下，是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁（图1）。

作为制造企业，生产上关心三个问题“生产什么？生产多少？如何生产？”SAP回答了前两个问题。

“如何生产”（可以生产什么？在什么时间生产什么？在什么时间已生产了什么？质量如何?效益如何？）由生产现场的过程控制系统“掌握”。

图1 企业信息化分工

对于“计划”如何下达到生产环节，生产过程中变化因素如何快速反映给“计划”，在计划与生产之间需要一个“实时的信息通道”，MES（制造执行系统）就是计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”，提供整个企业的生产活动以及供应链中以任务作为关键因素的信息。其关键词是精确的实时数据，这是以业务为基础的SAP系统未曾加以考虑的，只有MES提供了详尽的生产状况反馈后，SAP才能有效的运作计划。

2 MES数据基础

对于公司成本管理是以SAP为核心，通常订单流程也是从SAP发起、归结。工艺管理是以PLM系统为核心，工艺流程是以PLM为标准。MES作为生产管理方面的软件，通用流程、规则等必须与其他系统保持一致。

2.1 执行单元

在生产流程的操作单元中，有以人为主体的部分，也有以设备为主体的部分。在MES系统中，我们将每一个班组看做一个执行单元，同样每台设备也是一个执行单元。生产计划按执行单元进行制定下发，执行单元接收计划并执行汇报完成情况，同时在MES设定每个执行单元的产能及负荷率，进行产能评估相关的统计。

2.2 铸件号

在传统的铸造过程中，我们往往根据产品实际生产的日期来进行编号规则，这样直观上很能清晰的看到指定产品的生产日期，但在大批量、多品种生产的铸造产品中去识别件号非常混乱，且无法准确统计。在MES系统中，我们需要一个铸件号来代表一件具体的产品。铸件号必须唯一，且与物料号、产品信息等关联，这样我们就能根据铸件号进行追踪、统计。铸件号作为内部控制号，可根据年/月度的件数生产水平进行制定规则。对于年产件数70000+的企业，我们编号规则统一7位：年2位+月1位+流水号4位。根据市场订单逐月循环推进，自动生成铸件号，为数据统计、查询追溯、风险预警等建立基础。

2.3 工艺路线

之前铸件的运行流程，都是依靠纸面的路线单来进行铸件的传递跟踪、质量确认，在MES系统中，我们根据工艺设计的路线单，匹配了每一种产品独特的工步流程。一线操作人员（APP操作）或智能体根据产品的工步流程接收计划，然后根据实际完成情况进行从前到后的完成汇报，同时进行本工步的质量参数评价，记录生产过程中的质量问题，不可跳报。

3 定制功能模块

MES通用的功能包括生产数据管理、计划排产管理、库存管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块。对于铸造企业来说，存在产品结构更新快、批量大、件数小、生产周期短等问题。为此我们设定了一些特有的功能模块进行生产过程的管理。

3.1 铸件调拨

对于铸造行业来说，一般情况下无法做到100%的良品率。这就意味着生产过程中肯定会产生一定过量生产来满足交付。在MES系统中，我们对于现场生产的产品进行了分类，正常订单+预测订单，正常订单即顾客需求的销售订单，预测订单为根据经验数据多生产的一部分产品。在生产过程中如果正常订单有报废的情况，则在预测订单里面找到相同产品进行产品调拨，报废的件归入滞留库管理，调入的件又能满足顾客交付。个别产品良品率好的情况下，产生无需求成品件，归入成品库，后期新下发的销售订单根据物料代码进行匹配。消化库存的同时不再产生新的生产需求。

3.2 检验流程

整个产品的生产过程中存在若干的检验工步，检验的结论分为合格、返工、返修、报废、SDR多种，合格结论的铸件正常走序，返修/返工结论的在MES里面制定返修所需要走的流程。通常这些流程都是超出工艺设计的流程。报废/SDR结论的进入滞留件跟踪表，进滞留管理同时生产新的生产订单。

3.3 当前工步、对应工厂

以往在进行铸件进度跟踪时，我们总是靠人与人之间的沟通或者现场实际查看。信息往往滞后且耗费很大的人力物力。同时企业内部存在多个生产车间，在查询铸件进度的同时也要明确生产车间。在MES里根据执行单元反馈的完成情况，结合工艺路线设定的工步，指定当前工步为铸件上个工步已完成，传递到待处理的工步名称，对应工厂为此铸件铸造或者入库所对应的生产车间。如此可非常快速清楚的实现铸件的进度跟踪。

4 结语

MES的核心是生产过程的集成优化和可视化管理。不仅可以让生产过程中的所有动作都透明化，让企业管理人员能够了解生产的情况，还可以对一些订单、滞留产品进行跟踪。实现了每个部门之间的信息共享，不会拖延整个生产计划的流程。

此外，通过对各类生产数据的实时集成和整合，形成面向生产管理的企业生产运行数据库，为企业生产经营管理优化提供了数据基础。另一方面，随着数据的逐年积累，大量的生产现场数据为我们寻找产品生产过程的内在规律提供了可能，从而进行科学正确的决策，实现生产管理及操作的在线优化。

随着信息技术和企业管理思想的进一步发展，MES技术也将会得到不断提升，MES的应用也将更加广泛、全面。