离散制造业生产域制造资源数据标准化及治理(lǐ)建设思路

2019/10/15      2043 文(wén)章来源:原作者:常卓君

1、 定义

制造资源:制造资源是企业完成产品设计、制造和服務(wù)的整个产品全生命周期中各种活动的物(wù)理(lǐ)元素的总称。狭义上主要包括:设备、仪器仪表、工具、工装、计量器具等。广义上主要包括:产品的技术数据、标准、培训、服務(wù)等与产品制造相关能(néng)力总称。

2、 引言

最开始,我们团队就是通过做“设备资源管理(lǐ)”切入某军工集团制造业務(wù)领域,从独立、单一的设备系统逐步做通完整的制造资源(仪器仪表、工具、工装、计量器具)全生命周期业務(wù),进而得到客户的认可(kě),逐步做了符合二级工艺路線(xiàn)的生产计划系统、型号和非型号物(wù)资系统、装配MES系统、理(lǐ)化检测系统、型号质量数据包管理(lǐ)系统,企业级的ERP系统、成本管理(lǐ)系统等,基本靠几个典型客户,制造团队在制造业领域生存、发展近10年之久,唠叨一些體(tǐ)外话,回归正题。

3、 制造资源融合发展趋势要求

通过如下四个方面总结了制造资源融為(wèi)何要融合,详细条款内容见下图,具體(tǐ)内容或多(duō)或少在本文(wén)某些章节会提到,不再详细展开论述。

4、 制造资源管理(lǐ)模式与系统实践

4.1当前管理(lǐ)现状

制造资源管理(lǐ)属于企业基础层业務(wù),往往得不到企业高层的关注,都是些默默无闻的工作者根据企业長(cháng)期形成工作经验,在工作尽管个體(tǐ)工作经验丰富,但提炼总结管理(lǐ)经验知识少。制造资源的管理(lǐ)职能(néng)分(fēn)属多(duō)个部门承担,比如承担主體(tǐ)為(wèi)设备动力处,使用(yòng)為(wèi)各車(chē)间或个人,财務(wù)分(fēn)摊计算成本,计量器具需要定期检测和校准、物(wù)资采購(gòu)负责采購(gòu),领导审核签署部分(fēn)关键业務(wù)等,造成制造资源数据的形式各一、管理(lǐ)状态众多(duō),数据统计口径不一,业務(wù)和管理(lǐ)往往脱节,信息传递不畅。另外提供制造资源管理(lǐ)系统的软件厂商(shāng)不多(duō),常见有(yǒu)在工艺系统基础构建工装系统,購(gòu)买设备后,使用(yòng)备厂商(shāng)提供的简易设备管理(lǐ)系统,推广MES应用(yòng),使用(yòng)MES提供制造资源管理(lǐ)功能(néng),这些系统提供了局部的管理(lǐ)职能(néng),企业考虑各种成本因素,采取的权宜之计。

当前企业信息化建设不断发展,各类主體(tǐ)系统基本完成上線(xiàn)应用(yòng),也促进和影响制造资源管理(lǐ)系统的发展,制造资源自身业務(wù)与生产计划、采購(gòu)计划、工艺设计、生产制造等密切不可(kě)分(fēn)割,提高资源的利用(yòng)率和可(kě)用(yòng)性,成為(wèi)企业精细化管理(lǐ)的一环,支撑和保障核心业務(wù)正常应用(yòng)。

4.2 制造资源在数字化工厂所位置

按照國(guó)家ISA-95的标准,可(kě)以将一个企业分(fēn)為(wèi)5层。经营管理(lǐ)层主要是ERPCRMSRMHR等经营管理(lǐ)系统。主要是我们平时所说的人、财、物(wù)、供、销、研发的管理(lǐ)。生产层主要MES层,主要是生产管理(lǐ)与监控。操作层主要是操作指令、数据的传递与采集。控制层主要是工业网络,自动化的控制和驱动装置。现场层指定的是现场的各种设备,工装物(wù)流与仪器。

筆(bǐ)者认為(wèi),制造资源跨生产层、操作层、控制层和现场层。主要包含仪器仪表、工具、夹具、工装、模具、计量器具、刀(dāo)具等。

制造资源在产品工艺阶段、计划、排产、生产制造等阶段都会用(yòng)到。

4.3 制造资源功能(néng)架构

制造资源管理(lǐ)基本都是借鉴设备管理(lǐ)开始构建的,因為(wèi)设备管理(lǐ),在國(guó)标、行标、企标都有(yǒu)相应的管理(lǐ)制度,其它资源管理(lǐ)相对来说比较薄弱,借鉴设备管理(lǐ)成熟的管理(lǐ)方法和经验,形成一套完整的制造资源管理(lǐ)经验,但是每类制造资源有(yǒu)其特独有(yǒu)的管理(lǐ)方式,形成各自的管理(lǐ)特点,这也是我们团队逐步根据企业管理(lǐ)实践分(fēn)属总结而达成的认识,分(fēn)别根据每类资源特点逐一去构建不同的管理(lǐ)系统,而不是采用(yòng)统一、大而全模式去构建一套完整的制造资源系统。


在统一平台上分(fēn)别构建设备、量具、工具、刀(dāo)具、工装独立的制造资源业務(wù)管理(lǐ)系统,形成各类制造资源前期管理(lǐ)、申请購(gòu)买、启用(yòng)、运行、维护保养等全生命周期管理(lǐ)职能(néng)系统,以往我们都是在ERP平台去构建,平台可(kě)扩展性性强,由于军工限制國(guó)外平台的发展,我们团队使命也基本结束了,选取适合平台去构建资源系统,可(kě)是一门學(xué)问。

根据资源类别,分(fēn)别构建不同业務(wù)系统,就要统一分(fēn)析制造资源系统在整个信息系统中所属的位置,充分(fēn)借用(yòng)企业管理(lǐ)信息平台提供的业務(wù)功能(néng),比如组织机构、权限管理(lǐ)、工作流审批、编码管理(lǐ)、报表管理(lǐ)等功能(néng),这些共性功能(néng)不能(néng)重复去构建。对于各类制造资源差异化功能(néng),针对性去构建,制造资源都是采用(yòng)“实物(wù)”进行管理(lǐ),但是实物(wù)管理(lǐ)也不近相同,设备与仪器按固定资产折旧进行账務(wù)处理(lǐ),但是工具、量具、刀(dāo)具、工装使用(yòng)时一次提折旧,但是需要二级库管理(lǐ)。工具批量比较大,账務(wù)处理(lǐ)有(yǒu)难度企业,采用(yòng)批量和单件管理(lǐ)模式并存。量具基本都是单件管理(lǐ),分(fēn)别进行检定;刀(dāo)具属于低值易耗品,但是有(yǒu)有(yǒu)些刀(dāo)具价值高,重点管理(lǐ)。各类制造资源管理(lǐ)业務(wù)大體(tǐ)上比较类同,具體(tǐ)去做系统时候,區(qū)别就大了,关键是各种业務(wù)所归属的属性字段各不相同,基本就是大量定制表单、展示大量属性字段,逻辑处理(lǐ)不是太复杂,估计开发最烦做这类系统。

业務(wù)大體(tǐ)區(qū)别讲一下:编码是系统的源头,千万不能(néng)小(xiǎo)瞧这个功能(néng),当你做刀(dāo)具管理(lǐ)时候,才发现常规编码功能(néng)还的重做,常见采用(yòng)隶属码段构建编码方式,对刀(dāo)具编码就不适用(yòng),除非企业不把这个作為(wèi)重点,刀(dāo)具编码是各类刀(dāo)具参数组合而成的。设备管理(lǐ)需要做点检、二保计划、三保计划和相应保养记录。量具管理(lǐ)做周期检定计划和检定记录,原始检测记录和出检测报告;刀(dāo)具管理(lǐ)做组刀(dāo)、刃磨、配送业務(wù);工具做二级库管理(lǐ)。工装需要按图号和实物(wù)分(fēn)别建立台账,保持二者间关联。

4.4 制造资源管理(lǐ)

1、设备管理(lǐ)

设备管理(lǐ)实现功能(néng)主要有(yǒu):设备上账、设备分(fēn)账、设备调拨、设备停启用(yòng)、闲置报废、事故报告、数据统计、设备一级保养、二三级保养、故障检修、采購(gòu)、精度检测等功能(néng)。



2、刀(dāo)具管理(lǐ)

刀(dāo)具管理(lǐ)实现功能(néng)主要有(yǒu):刀(dāo)具上账、刀(dāo)具定义、寿命管理(lǐ)、换件管理(lǐ)、刀(dāo)具参数管理(lǐ)、拆卸、组刀(dāo)、刃磨、借用(yòng)管理(lǐ)等。


刀(dāo)具参数定义,造成刀(dāo)具编码规则复杂性。


3、量具管理(lǐ)

量具管理(lǐ)实现功能(néng)主要有(yǒu):量具上账、周期检定计划、抽检计划、检定记录、合格证,同时需要检定的工具、仪器仪表、工装也要纳入考虑范围内,做好二者台账管理(lǐ)关系。


4、工装管理(lǐ)

工装管理(lǐ)实现功能(néng)主要有(yǒu):工装上账、图号台账、工装BOM、工装制造、工装启用(yòng)、工装封存、工装故障维护等。



5、工具管理(lǐ)

工具管理(lǐ)实现功能(néng)主要有(yǒu):工具上账、工具借用(yòng)、领用(yòng)、归还、工具油封、工具出入管理(lǐ)、車(chē)间二级库工具台账等。


4.5 数据采集和集成

硬件集成实践:主要通过DNC/MDC实现与设备连接通讯,这项技术在数控设备上使用(yòng)具多(duō),通过与数控系统、PLC系统、以及与机床電(diàn)控部分(fēn)的集成,集成主要包括三部分(fēn),集成DNC系统,向设备传输NC程序。集成DNC/MDC,采集设备状态信息,设备开/关机,设备待机,设备运行,设备报警等状态信息;通过加装硬件传感器采集设备参数信息。通过集成应用(yòng),保证数据的真实和准确性。


条码应用(yòng),主要提升一線(xiàn)操作人员对系统易用(yòng)性方便操作,这个不再多(duō)述,比如在刀(dāo)具上打印二维码标识,刀(dāo)具领用(yòng)、出入库时,直接扫描二维码,方便数据录入。


通过工业总線(xiàn)、工业以太网、工业无線(xiàn)网、射频技术等工业控制网络技术,将制造资源系统、移动终端、AGV、工业机器人及各种工业控制传感器进行智能(néng)集成。

4.6 智能(néng)化、大数据方向实践

基于大数据分(fēn)析和智能(néng)优化对制造资源系统集成到设备信进行处理(lǐ)、分(fēn)析,对设备存在的故障问题进行识别,按照故障类型、故障部位等不同维度,进行设备预防性维护和检测,供相关人员对设备性能(néng)、精度等级状况精确掌握,提高设备可(kě)靠性。

优化工艺生产流程,这个可(kě)以结合设备参数、刀(dāo)具参数和产品性能(néng)指标一起实现,产品性能(néng)指标、工艺参数与实时采集到设备参数、刀(dāo)具参数进行动态、完整的匹配记录实时产品真实加工状况,供相关产品改进时有(yǒu)大量原始数据分(fēn)析、判断、决策。

结合大数据技术,彻底解决大量制造资源基础数据及制造过程相关的制造资源数据与业務(wù)数据人為(wèi)取舍断层关系,只有(yǒu)完整、实时、无差别的数据才能(néng)进一步的為(wèi)数据挖掘、机器學(xué)习、智能(néng)决策等一系列智能(néng)化应用(yòng)提供保障。未来趋势及发展展望

智能(néng)制造的关键特征:状态感知,实时分(fēn)析,自主决策,精准执行。


构建企业级的制造资源数据中心:

1)统一协调、归口管理(lǐ)各类制造资源,一个源头管理(lǐ)部门。

2)统一规划、制定各类制造资源应用(yòng)技术标准及规范,作业指导。

3)跟踪分(fēn)析,优化各类制造资源能(néng)力建设。

4)统一运营、保障各类制造资源服務(wù)水平,降低整个制造资源在企业中成本比重。