MES物料管理功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

作者：MPDV中國(guó)曹海勇博士原創(chuàng)。曹海勇，同濟(jì)大學(xué)工學(xué)博士，中國(guó)首批中德合作培養(yǎng)研究生。畢業(yè)后加入西門子德國(guó)，參與西門子德國(guó)安倍格工廠MES項(xiàng)目，2011年協(xié)助MPDV總部進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。深耕MES領(lǐng)域20余年，有著豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，拜訪全球超過900家不同行業(yè)的制造企業(yè)，非常熟悉不同企業(yè)的最佳生產(chǎn)管理實(shí)踐。 ? ?

04 追溯數(shù)據(jù)的形成

追溯最初的起因是一旦產(chǎn)品發(fā)生缺陷后，能夠快速召回所有問題產(chǎn)品。單純地追溯數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)管理原則上并無實(shí)際意義。追溯數(shù)據(jù)好比汽車交強(qiáng)險(xiǎn)，汽車上路必須購(gòu)買。在汽車安全零部件、食品和藥品等領(lǐng)域，追溯是基本需求。產(chǎn)品沒有追溯信息是不能上市。獲得追溯數(shù)據(jù)并不是一個(gè)增值生產(chǎn)，因此增加了企業(yè)的額外負(fù)擔(dān)。追溯的廣度和粒度以及采集和處理追溯所使用的工具決定了追溯成本的高低。

圖5：追溯數(shù)據(jù)的形成過程

企業(yè)首先要確定哪些原材料和成品需要做追溯管理？如果是經(jīng)過多個(gè)生產(chǎn)工序，還要確定半成品或在制品的生產(chǎn)批次？影響操作成本很大的因素是如何定義輸出批次的大小，應(yīng)該結(jié)合企業(yè)實(shí)際需要按日期、班次或者一定數(shù)量，甚至按裝載容器大小作為一個(gè)輸出批次。批次的載體是條碼、二維碼還是RFID，這直接確定了批次號(hào)的使用和采集成本。

當(dāng)批次號(hào)作為數(shù)據(jù)歸結(jié)的根節(jié)點(diǎn)，需要在生產(chǎn)過程中加載哪些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)？比如是否需要記錄工人的工號(hào)、機(jī)臺(tái)號(hào)、工序加工開始結(jié)束時(shí)間、加工時(shí)的實(shí)際工藝參數(shù)（速度、壓力等）、測(cè)量值等？這些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)又是如何采集才能保證精確度？

圖5描述了物料追溯數(shù)據(jù)在生產(chǎn)中的形成過程。在3個(gè)工序5臺(tái)設(shè)備上做3個(gè)工單。其中工單1經(jīng)過3個(gè)工序，工單2和3都只經(jīng)過1個(gè)工序。工單1的第1個(gè)工序使用批次號(hào)20020的物料AAA在沖壓機(jī)1產(chǎn)出多個(gè)批次的物料AAB。之后批次號(hào)998物料AAB被移動(dòng)到的加工中心1上執(zhí)行工單1的工序2并產(chǎn)出批次號(hào)501的物料AAC；批次號(hào)989的物料AAB被移動(dòng)加工中心2上執(zhí)行工單2的工序1并產(chǎn)出批次號(hào)607、608、609的物料AAD，并存放到倉庫中；剩余的批次號(hào)990、991、992的物料AAB并移動(dòng)到半成品庫中。最后，在熱處理設(shè)備2上使用批次號(hào)501的物料AAC執(zhí)行工單1的第3工序并產(chǎn)出批次號(hào)4523的物料AAF，在熱處理設(shè)備1上使用批次號(hào)991的物料AAB執(zhí)行工單3的第1工序并產(chǎn)出批次號(hào)51101的物料AAE。當(dāng)工單結(jié)束后，應(yīng)該由MES產(chǎn)生完整的追溯數(shù)據(jù)包，如圖6所示。

圖6：追溯數(shù)據(jù)包示例

05 物料需求計(jì)劃

車間使用物料的起點(diǎn)是生產(chǎn)需要，即生產(chǎn)工單的排產(chǎn)結(jié)果決定了何時(shí)、在哪、需要什么物料及其數(shù)量。在前文“工單管理”和“計(jì)劃與調(diào)度”中已經(jīng)談及物料相關(guān)的內(nèi)容。如圖7所示生產(chǎn)工單10000003，在3月6日設(shè)備50505需要5種物料，其中鉚釘需要2000件，在設(shè)備50507上需要3種物料。

圖7：物料需求計(jì)劃

06 物料拆批與合批

倉管根據(jù)物料需求計(jì)劃進(jìn)行備料，經(jīng)常碰到的實(shí)際情況是物料的批次數(shù)量遠(yuǎn)大于生產(chǎn)需要數(shù)量。從精益的角度來看減少不必要的物料移動(dòng)，倉管往往按最小包裝或生產(chǎn)批量進(jìn)行備料，這就需要對(duì)原始批次進(jìn)行拆分。反過來，當(dāng)生產(chǎn)完成后，批次尾料返回倉庫，倉管可能需要將尾料合并。MES物料管理模塊提供了批次的拆分與合并功能，如圖8所示。批次號(hào)PR4S92H115的物料SAL-SG現(xiàn)有數(shù)量115件，現(xiàn)在被拆出一個(gè)批次為50件。無論被拆分為多少個(gè)子批次，所有子批次都會(huì)繼承母批次的所有信息。

圖8：物料批次拆分

07 物料運(yùn)輸

倉管員完成工單備料后，物料員需要將物料移送到車間緩存區(qū)或機(jī)臺(tái)。MES物料管理提供了運(yùn)輸工單，用于管理物料運(yùn)輸作業(yè)。圖9顯示了當(dāng)前有9個(gè)運(yùn)輸工單，其中運(yùn)輸工單TR0000030010正在執(zhí)行，運(yùn)輸數(shù)量100的物料TR22082014，其批次號(hào)為WE4RH7P11111111111114，從存儲(chǔ)區(qū)WE-BUFFER運(yùn)送到存儲(chǔ)區(qū)OUT-BUFFER。另外，批次號(hào)WE4RH7P11111111111115的運(yùn)輸工單已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，可以被執(zhí)行。剩下4個(gè)運(yùn)輸工單還未完成備料。如果企業(yè)使用AGV，則運(yùn)輸工單信息可以傳遞給AGV的指揮系統(tǒng)。

圖9：物料運(yùn)輸

此外，在生產(chǎn)過程中可以通過設(shè)置緩存區(qū)庫存水位以及物料消耗預(yù)測(cè)來觸發(fā)補(bǔ)料作業(yè)。圖10上部存儲(chǔ)區(qū)MP_N_50512中的物料80001-4達(dá)到最低存貨報(bào)警，而緩存區(qū)MP_V1168是貨物過多報(bào)警?？梢葬槍?duì)物料的消耗速度設(shè)置不同的水位。圖10下部以剩余可用時(shí)間來提示補(bǔ)料作業(yè)。根據(jù)當(dāng)前的生產(chǎn)工單和加工速度，在AASEMBLY-2產(chǎn)線上的鉚釘只夠用1小時(shí)，需要補(bǔ)料。

圖10：物料使用監(jiān)控

? 審核編輯：黃飛

?