1 引 言

    為實現(xiàn)中國航天“鑄造世界一流宇航公司”的發(fā)展目標，航天制造企業(yè)在構(gòu)筑航天產(chǎn)品主線，培育核心競爭能力的同時，積極響應“以信息化帶動工業(yè)化”的戰(zhàn)略決策，大力推進企業(yè)信息化建設，全面提高企業(yè)信息化管理水平。作為制造企業(yè)的基礎(chǔ)單元，如何改變航天產(chǎn)品制造車間的管理現(xiàn)狀，提高信息化管理水平，正成為基層管理者最關(guān)心的現(xiàn)實問題和迫切要求。

    制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)是近年來發(fā)展起來的面向制造車間的生產(chǎn)管理技術(shù)與實時信息系統(tǒng)。它針對位于企業(yè)計劃層和工業(yè)控制層之問的執(zhí)行層，研究如何將制造系統(tǒng)的計劃進度、產(chǎn)品過程控制、物料管理、質(zhì)量監(jiān)控、設備管理和計算機集成制造(CIM)等綜合考慮，以提高車間自動化管理水平。MES強調(diào)制造計劃的執(zhí)行和產(chǎn)品制造過程的控制，能夠優(yōu)化管理程序，強化管理過程，量化管理效能，提高管理的透明化和敏捷性，是面向車間的先進管理技術(shù)。在傳統(tǒng)的航天產(chǎn)品制造車間應該建立什么樣的MES模型是本文研究的重點。

2 航天產(chǎn)品制造車間管理需求

    由于航天制造企業(yè)多是以離散式生產(chǎn)為主，流程生產(chǎn)為輔，裝配生產(chǎn)為重點，同時又具有大而全、小而全、分工細的特點。車間生產(chǎn)管理仍是傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式，車間雖然有管理制度，但實際應用過程中卻存在很多不規(guī)范的地方。車間的管理仍是黑箱操作，無法滿足反應敏捷的市場需求。車間的網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施薄弱、整體性差、應用水平低。主要存在以下問題：

    a．車間管理人員無法準確掌握在制品的數(shù)量及存貯位置；

    b．車間管理處于黑箱操作，生產(chǎn)和管理狀態(tài)不明晰，上級機關(guān)難于監(jiān)管；

    c．生產(chǎn)管理自動化水平較低，作業(yè)量的整體平衡性差，對設計更改和工藝更改反應遲緩，產(chǎn)品過程質(zhì)量缺乏有效監(jiān)控，品質(zhì)不良率高；

    d．車間的信息傳遞與反饋仍以人工為主，傳遞慢，反饋不及時，信息量損失大，而且易出差錯；

    e．車間領(lǐng)導習慣于傳統(tǒng)的人工管理模式，對現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和應用不熟悉、不鉆研，滿足于現(xiàn)狀。

    生產(chǎn)車間技術(shù)性強，精確度標準高，質(zhì)量監(jiān)控嚴，管理難度大，對提高整體產(chǎn)品的質(zhì)量、效率和降低成本，縮短制造周期起舉足輕重的作用。車間生產(chǎn)管理急需改變現(xiàn)狀，以適應未來發(fā)展的需要。

3 航天產(chǎn)品制造車間MES應用模型

    3.1 功能模型

    制造執(zhí)行系統(tǒng)國際聯(lián)合會(MESA Intemational)歸納了十一個主要的MES功能模塊，包括：工序詳細調(diào)度、資源分配和狀態(tài)管理、生產(chǎn)單元分配、過程管理、人力資源管理、維護管理、質(zhì)量管理、文檔控制、產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品清單管理、性能分析、數(shù)據(jù)采集。MES的實際應用是包含其中一個或幾個功能模塊。

    本人對航天產(chǎn)品制造車間的管理現(xiàn)狀進行了廣泛調(diào)研，系統(tǒng)研究了生產(chǎn)車間的管理需求。利用信息資源規(guī)劃工具，歸納、總結(jié)出了車間8個功能模塊和20個程序模塊。

    車間作業(yè)計劃模塊：主要包含編制和更改車間作業(yè)計劃，通過有限資源和作業(yè)能力排序優(yōu)化車間管理性能。

    車間作業(yè)過程模塊：主要包含作業(yè)過程管理、車間作業(yè)異常情況處理。基于計劃和實際指導生產(chǎn)過程，協(xié)調(diào)作業(yè)過程中出現(xiàn)的問題，跟蹤工作狀態(tài)。

    車間工藝管理模塊：主要包含編制和更改工藝文件、作業(yè)技術(shù)問題質(zhì)疑、資料歸檔借閱，編制工藝文件，管理生產(chǎn)中的圖紙、批次等信息，解決生產(chǎn)中遇到的技術(shù)問題。

    車間質(zhì)量管理模塊：主要包含質(zhì)量管理信息等，記錄產(chǎn)品生產(chǎn)過程信息，分析產(chǎn)品質(zhì)量，提供分析報告，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

    車間設備管理模塊：主要包含設備維護管理、設備臺帳管理、設備運行管理等。管理和監(jiān)控車間設備，進行必要的維護保養(yǎng)，提供設備管理信息。

    車間工具管理模塊：主要包含通用工具領(lǐng)用配備、工具臺帳管理等，管理車間工具的申請、入庫、發(fā)放等工作。

    車間庫存管理模塊：主要包含原材料領(lǐng)用發(fā)放、原材料管理等，管理車間原材料的庫存與發(fā)放工作。

    車間事務管理模塊：主要包含行政物品領(lǐng)用、考勤登記、職工臺帳等，管理車間人員考勤、行政物品領(lǐng)用等一般事務性工作。

    車間系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 車間系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

    以上8個功能模塊涵蓋了MES的工序詳細調(diào)度、資源分配和狀態(tài)管理、文檔控制、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量管理、維護管理、產(chǎn)品追蹤與清單管理等7個標準功能模塊。

    3.2 數(shù)據(jù)模型

    系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型包括車間用戶視圖一覽表、用戶視圖組成、輸出數(shù)據(jù)流、輸入數(shù)據(jù)流、存儲數(shù)據(jù)流、車間一級數(shù)據(jù)流圖、車間二級數(shù)據(jù)流圖、主題數(shù)據(jù)庫、基本表一覽、基本表組成等信息資源規(guī)劃文檔。初步規(guī)劃為車間作業(yè)計劃、車間作業(yè)過程、車間質(zhì)量控制卡、車問工藝文件、車間工藝裝備臺帳、車間通用工具臺帳、車間職工臺帳等13個主題數(shù)據(jù)庫和工作卡片、質(zhì)量控制卡片、通用工具臺帳等42個基本表。應用時可根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖設置主題數(shù)據(jù)庫和基本表數(shù)量。圖2為一級數(shù)據(jù)流程圖示例。

  3.3 體系結(jié)構(gòu)模型

    制造車間體系結(jié)構(gòu)模型包括車間C-U矩陣、程序模塊與主題數(shù)據(jù)庫基本表的存取關(guān)系列表等信息資源規(guī)劃文檔。系統(tǒng)C-U矩陣能直觀地表明程序模塊與主題數(shù)據(jù)庫基本表之間的存取關(guān)系，對應用系統(tǒng)的開發(fā)具有直接的指導意義。C表示程序模塊創(chuàng)建主題數(shù)據(jù)庫，U表示程序模塊使用主題數(shù)據(jù)庫，A表示程序模塊創(chuàng)建并使用主題數(shù)據(jù)庫。

    生產(chǎn)車間系統(tǒng)C-U矩陣示例如圖3。

圖3 生產(chǎn)車間系統(tǒng)C-U矩陣

    3.4 網(wǎng)絡應用模型

    MES車間網(wǎng)絡應用模型如圖4。

圖4 MES車間網(wǎng)絡應用模型

    a．按照車間MES功能模塊劃分，各業(yè)務組至少配置一臺聯(lián)網(wǎng)電腦，工作人員通過錄入、輸出報表等操作，由計算機自動完成信息的采集、存儲、查詢等管理應用。各業(yè)務組電腦可通過集線器進行擴展；

    b．按照人員崗位的不同設置工作權(quán)限，崗位人員只能對本崗位的數(shù)據(jù)具有輸入、修改等管理功能，其他崗位人員都只有瀏覽權(quán)而沒有修改權(quán)，這樣能夠確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性，即“一次一處輸入”數(shù)據(jù)；

    c．各工段配置聯(lián)網(wǎng)計算機，用于接收工作任務，工長通過錄入、輸出報表等操作，由計算機完成信息收集與存儲，自動顯示工作節(jié)點信息和工作狀態(tài)，還可以通過外接顯示設備，作為現(xiàn)場電子看板使用。自動化程度較高的數(shù)控設備也可以直接進行數(shù)據(jù)采集；

    d．車間聯(lián)網(wǎng)計算機均可通過網(wǎng)絡交換機與公司局域網(wǎng)相連，實現(xiàn)車間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的直接訪問；

    e．車間數(shù)據(jù)庫服務器與網(wǎng)絡服務器用于車間現(xiàn)場信息的采集、存儲、查詢等信息管理應用。

4 結(jié)束語

    在航天產(chǎn)品制造車間MES應用模型的指導下，可以根據(jù)現(xiàn)實需要方便地開發(fā)各模塊管理信息系統(tǒng)，避免了孤立開發(fā)所導致的信息孤島現(xiàn)象。完全建成的車間MES將充分發(fā)揮人與計算機結(jié)合的整體優(yōu)勢，使生產(chǎn)現(xiàn)場的信息收集、傳遞、處理和反饋做到準確、及時、高效，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的有序運作和資源優(yōu)化，并最終實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場管理信息化，大大提高生產(chǎn)車間的現(xiàn)場管理水平。