離散制造和流程工業(yè)MES系統(tǒng)15個關鍵詞
發(fā)表于：2017/6/1 13:15:31??閱讀量：?[關閉]
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、信息模型以及相關技術上覆蓋了流程生產(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(xù)的方式進行生產(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、應用環(huán)境等諸多方面，兩者都有較大的差異。
產(chǎn)品結構方面
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)品結構關系。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)品結構的配方的時候，還應具有批量、有效期等方 面的要求。 離散制造企業(yè)的產(chǎn)品結構，可以用“樹”的概念進行描述——其最終產(chǎn)品一定是由固定個數(shù)的零件或部件組成，這些關系非常明確并且固定。流程企業(yè)的產(chǎn) 品 結 構，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)量關系，可能隨溫度、壓力、濕度、季節(jié)、人員技術水平、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)的特點是品種固定，批量大，生產(chǎn)設備投資高，而且按照產(chǎn)品進行布置。通常，流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)設備是專用的，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)設備布置的特點，做好配置。離散制造業(yè)，其特點是多品種和小批量。因此，生產(chǎn)設備的布置不是按產(chǎn)品而是按照工藝進行布置 的。
例如，離散制造業(yè)往往要按車、磨、刨、銑等 工藝 過程來安排機床的位置。因為每個產(chǎn)品的工藝過程都可能不一樣，而且可以進行同一種加工工藝的機床有 多臺。因此，離散制造業(yè)需要對所加工的物料進行調 度。 并且中間品需要進行搬運。
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)視和設備檢修。
離散制造業(yè)企業(yè)由于是離散加工，產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)率很大程度依賴于工人 的技術水平。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)，特別需要計算機來參與計劃系統(tǒng)的工作。只要應 用得當，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)可以相當高。
生產(chǎn)計劃方式方面
流程企業(yè)根據(jù)市場的需求進行生產(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)，主要是市場預測。
離散企業(yè)一方面可以根據(jù)定單進行生產(chǎn)，另一方面也可以根據(jù)市場預測作為生 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轉法，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%，其他為分攤成本。離散企業(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)品增值的實際過程。
設備管理方面
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;機械制造等行業(yè)的產(chǎn)品，壽命相對要小得多。體現(xiàn)在設備上，流程企業(yè)的設備是一條 固 定 的生產(chǎn)線，設備投資比較大、工藝流程固定。其生產(chǎn)能力有一定的限制，生產(chǎn)線上的設備維護特別重要，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)設備的布置，不是按產(chǎn)品而是按照工藝進行布置的。可以進行同一種加工工藝的機床一般有多臺。 單臺設備的故障不會對整個產(chǎn)品的工藝過程產(chǎn)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(chǎn)行業(yè)的流水線生產(chǎn)中，生產(chǎn)線上的設備維護特別重要，每臺設備都是關鍵設備，不能發(fā)生故障，一臺設備的故障會導致整個工藝流程的終止。
作業(yè)計劃調度方面
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(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調，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)對應的嚴格的工藝路線。因此，在作業(yè)計劃調度方面，不需要也無法精確到工序級別，而是以整個流水生產(chǎn)線為單元進行調度。從作業(yè)計劃的作用和實現(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 調度，需要根據(jù)優(yōu)先級、工作中心能力、設備能力、均衡生產(chǎn)等方面對工序級、設備級的作業(yè)計劃進行調度。這種調度，是基于有限能力的 調度并通過考慮生產(chǎn) 中的交錯、重疊和并行操作來準確地計算工序的開工時間、完工時間、準備時間、排隊時間以及移動時間。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，可以實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)的收集、整理工作，是進行物料跟蹤、生產(chǎn)計劃、產(chǎn)品歷史記錄維護以及其它生產(chǎn)管理的基礎。流程生產(chǎn)行業(yè)的自動 化程度較高，設備控制級大量采用DCS、PLC。在檢測驅動方面，各種智能儀表、數(shù)字傳感器已普遍應用;過程控制則廣泛采用以、小型機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，計算機技術的應用已深入各個領域。這些自動化設備，能自動準確記錄各種生產(chǎn)現(xiàn)場信息。對于MES而言，重點在于系統(tǒng)構建的時候與這些自動化設備做好數(shù)據(jù)接口。離散企業(yè)的數(shù)據(jù)采集，以手工上報為主，并可以結合條形碼采集等半自動信息采集技術進行工時、設備、物料、質量等信息的采集。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)的準確性。
作業(yè)指令的下達方面
流程生產(chǎn)行業(yè)的MES中，不僅要下達作業(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(shù)(例如PID控制參數(shù)——Proportional Integral Derivative， 比 例積分微分控制)，并下達給相應的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)計劃調度結果下達給操作人員的方式一般采用派工單、施工單等書面方式進行通知，或采用電子看板方式讓操作人員及時掌握相關工序的生產(chǎn)任務。作業(yè)計劃的內容，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置完工上報點，而對前面工序流程實行反沖處理，如人工工時反沖、設備工時反沖、物 料反沖，從而對在制品和成本進行跟蹤。
離散制造中的完工上報，一般對每道工序都要進行上報，或在關鍵工序設置反沖點，對前面工序進行反沖處理。MES系統(tǒng) 在配置相應模塊的時候，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，一般不設中間半成品庫房，配方原料的庫位一般設置在工序旁邊。配方領料不是根據(jù)工序分別領料，而是根據(jù)生產(chǎn)計劃一次領料放在工序庫位中。離散行業(yè)中，一般對半成品庫也設有相應的庫房，各工序根據(jù)生產(chǎn)作業(yè) 計劃以及配套清單分別進行領料。
質量管理方面
無論離散行業(yè)還是流程生產(chǎn)行業(yè)的質量檢驗和管理都相當重要，但在MES中對質量檢驗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)品進行各 工序上的抽樣檢驗。離散行業(yè)中，對單件小批生產(chǎn)，一般需要檢驗每個零件、每道工序的加工質量;對批量生產(chǎn)，一般采用首檢、抽檢、SPC分析相結合。
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的應用還存在一些差別，仍然需要根據(jù)各自特點進行綜合分析，在MES系統(tǒng)具體實施上，要根據(jù)行業(yè)特征區(qū)別對待。
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