隨著經(jīng)濟全球化趨勢的加劇,，制造業(yè)的競爭也愈演愈烈,，因而車間的生產(chǎn)環(huán)境也越來越充滿更多的不確定性,。制造車間在面對任何不能預知的外部變化和內(nèi)部波動時，企業(yè)都希望車間能夠自主地,、高效地,、低成本地、及時準確地做出調(diào)整,，生產(chǎn)出滿足客戶全方位需求的產(chǎn)品以適應柔性敏捷制造的要求,。因此，制造執(zhí)行系統(tǒng)的實時性、敏捷性,、智能性和集成性已經(jīng)成為MES進一步發(fā)展的重要方向,。
在船舶制造行業(yè)，目前國內(nèi)外均未有成熟的MES系統(tǒng),，生產(chǎn)計劃,、生產(chǎn)調(diào)度等還停留在手工、看板作業(yè)水平,，設備控制網(wǎng)絡化程度不高,。DACKS通過攻克關(guān)鍵技術(shù)，即硬件集成技術(shù)和軟件集成技術(shù),，率先實現(xiàn)了側(cè)重于生產(chǎn)過程管理,、設備自動控制、可視化終端等主要功能的MES系統(tǒng)的應用,，有效提升了造船效率,、精益化管理，提高客戶對大連中遠海運川崎船舶制造先進性的認可,。
1,、項目概況
由于船舶制造生產(chǎn)過程既有大量零部件的加工制造，又有繁雜的逐級裝配,，期間都要準確控制船舶車間的制造實時信息,，MES系統(tǒng)在船舶制造過程中能很好地利用時間、空間,，提高企業(yè)效益和競爭力,，使船舶制造過程更大程度地實現(xiàn)流水化、集中化和高效化,。
DACKS通過查閱資料,、了解其他制造行業(yè)的MES系統(tǒng)實施情況，結(jié)合公司生產(chǎn)流程和建造工藝,，確定項目技術(shù)路線,，明確關(guān)鍵技術(shù)要求和技術(shù)難點;通過對大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺、物聯(lián)網(wǎng),、傳感器、無線技術(shù)應用等智能技術(shù)的研究,，解決關(guān)鍵技術(shù)問題,，制定出MES系統(tǒng)總體技術(shù)實施方案；通過對設備供應商,、軟件開發(fā)商進行調(diào)研,、考察，選擇符合技術(shù)要求的合作廠家，建立生產(chǎn)設備數(shù)據(jù)接口,，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集,，完成對系統(tǒng)的布置設計和功能設計；建立大數(shù)據(jù)技術(shù)應用平臺,，實現(xiàn)設備,、質(zhì)量、人員績效,、能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,、分析;建立多渠道的展示平臺，將生產(chǎn)進度信息,、設備,、人員作業(yè)狀態(tài)實時展現(xiàn)。
2,、MES系統(tǒng)功能規(guī)劃
針對車間數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)實時傳遞的實現(xiàn),，開發(fā)一整套生產(chǎn)制造集成平臺——制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES系統(tǒng))，MES系統(tǒng)能優(yōu)化生產(chǎn)計劃;有效地減少人工錯誤率,；增加生產(chǎn)過程可追溯性,；通過與企業(yè)的ERP系統(tǒng)、設備PLC的信息集成,，實現(xiàn)從計劃到生產(chǎn),、倉儲、物流的全流程信息化,；打破信息孤島,，實現(xiàn)對船舶生產(chǎn)全過程的信息監(jiān)控。該MES系統(tǒng)的框架圖如下圖所示：
圖1 MES系統(tǒng)框架圖
3,、MES系統(tǒng)主要功能
本項目實現(xiàn)應用的船舶制造執(zhí)行(MES)系統(tǒng),，其主要創(chuàng)新點包括：生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集、控制,、分析,，對接現(xiàn)有的NC切割系統(tǒng)、船體工程管理系統(tǒng),、企業(yè)ERP系統(tǒng),，建立生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)庫、為質(zhì)量,、技能,、成本大數(shù)據(jù)分析打下基礎。主要實現(xiàn)的工作如下：
(1)建立拉動式的生產(chǎn)計劃管理體系
公司建造實行的是拉動式計劃管理體系,。根據(jù)現(xiàn)有訂單,、勞動力,、場地、設備,、資金等資源,，結(jié)合接單計劃、人員招聘計劃,、設備改造計劃等,，以保障準時交船、均衡生產(chǎn)為原則,，制定年度線表計劃,。
針對多船建造中預合攏搭載和大組預定制作太過繁瑣的現(xiàn)狀，公司根據(jù)現(xiàn)有廠區(qū)布局,、設備狀況和生產(chǎn)管理特點,，融合ERP系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)，導入了工程計劃管理系統(tǒng),，為合理,、高效地安排工程計劃提供依據(jù)。該系統(tǒng)能夠通過直觀的畫面,，達到同時輸出單船,、多船預合攏搭載、大組預定表的功能,，還能夠結(jié)合每周,、每月的生產(chǎn)安排，達到合理安排各船分段加工順序的目的,，大幅度地節(jié)省了手工制作預定表的工時,。
(2)建立多功能的生產(chǎn)過程采集與分析系統(tǒng)
公司在多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)建立了數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，能充分采集制造進度,、現(xiàn)場操作,、質(zhì)量檢驗、安全狀況等生產(chǎn)現(xiàn)場信息,。各塢,、各船項目、各分段,、各工種等的制造進度,、主要工程節(jié)點、生產(chǎn)質(zhì)量,、物料配送情況等生產(chǎn)現(xiàn)場信息都有專門的信息化工具采集,、整理、分析,。
圖2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)
在生產(chǎn)過程中如果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,，現(xiàn)場作業(yè)人員可通過自主開發(fā)的不合格品系統(tǒng)和設計聯(lián)絡單系統(tǒng)發(fā)起質(zhì)量問題處理流程，這兩個系統(tǒng)分別對應外購品質(zhì)量問題和自主設計質(zhì)量問題對應,。通過系統(tǒng)可以匯總各生產(chǎn)環(huán)節(jié)相關(guān)質(zhì)量問題信息,，便于過程管理，明顯縮短各類質(zhì)量問題處理周期,，為產(chǎn)品質(zhì)量提供保障,。
(3)建立高度友好型集中式管理體系
為了應對在船舶建造過程中，由于船東要求或者現(xiàn)場的問題反饋,，設計人員需要變更施工圖紙的需求,，我司自主開發(fā)了改正圖管理系統(tǒng)。設計人員通過該系統(tǒng)可實時將改正圖紙下發(fā)到現(xiàn)場作業(yè)班組,，作業(yè)者可現(xiàn)場打印圖紙,，快速實施改正，同時生產(chǎn)管理者可跟蹤每一條設計改正的落實情況,，及時跟蹤反饋,。該系統(tǒng)大大縮短了改正圖紙下發(fā)的時間，實現(xiàn)了集中式管理,。
4,、項目意義
本項目在船舶制造領(lǐng)域?qū)儆谛袠I(yè)領(lǐng)先，成功提升了品牌知名度及社會影響力,，提高企業(yè)競爭力,。公司先后已經(jīng)成功開發(fā)并實施NC條材、型鋼切割系統(tǒng),、船體工程管理系統(tǒng),、內(nèi)業(yè)計劃管理系統(tǒng)。條形碼,、二維碼,、射頻碼等技術(shù)也在管加工、車輛管理等方面廣泛運用,。
本項目的成功應用使得生產(chǎn)現(xiàn)場通過電子屏或平板電腦可實時查看產(chǎn)品加工進度情況,，一期在船體車間和裝焊車間覆蓋率達到80%以上;可聯(lián)網(wǎng)機加工設備數(shù)據(jù)采集率達到80%以上;人員作業(yè)工時自動采集率達到80%以上;產(chǎn)品質(zhì)量可追溯率達到100%。
實現(xiàn)了造船工時的自動統(tǒng)計,，有效降低管理成本,，提高工時統(tǒng)計的準確度；實現(xiàn)了實時動態(tài)掌握生產(chǎn)加工進度,，及時發(fā)現(xiàn)和糾正瓶頸環(huán)節(jié)或者問題工序,；自動統(tǒng)計工人工時，為量化考核提供依據(jù),。實線數(shù)據(jù)的自動化采集后,，大大降低了非生產(chǎn)性工時支出,，更實時準確的掌握生產(chǎn)進度，為實現(xiàn)企業(yè)智能制造及生產(chǎn)經(jīng)營決策提供重要保障,，為未來智能工廠的數(shù)字孿生計劃準備數(shù)據(jù)支持,。
