航空钣金制造MES应用关键技术

◎ 生占绮

对于航空钣金件制造企业来说，节约生产成本、提升生产能力、强化对生产过程的管理与控制效果是重要的管理内容，基于此，相关企业可加强信息化建设，实现管理方式的创新与优化，逐步引入现场管理系统，实现对生产全过程的动态化监管与控制，进而为企业自身的可持续发展奠定基础。

一、MES系统分析

MES是由美国AMR公司于20世纪90年代提出的，MESA（MES国际联合会）对MES的定义是：“MES能通过信息的传递，对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理，对工厂发生的实时事件及时做出相应的反应和报告，并用当前准确的数据进行相应的指导和处理”。MES是面向车间层的生产管理技术和实时信息系统，它是实施企业敏捷制造战略，实现车间生产敏捷化的基本技术手段。

二、钣金车间MES系统的总体架构分析

MES系统应用的目的是实现智能化与现代化的钣金车间生产管理。该系统的总体框架主要分为三个主要部分，一是排产计划的制定，二是看板设计，三是信息推送机制的建立。以这三部分内容为核心，实现生产、技术以及管理三位一体的协同管理机制。该系统以ERP系统产生的生产订单及CAPP系统的工艺流程数据为驱动，经过计划排产模拟、排产计划下达、生产派工、进度质量信息收集，实现生产过程的管理。结合办公系统的使用，建立一套跨系统的基于流程集成的现场问题提醒、处理机制。

三、航空钣金制造MES系统应用中的关键技术分析

1.APS计划排产技术。

（1）装配缺件需求联动机制的建立。

MES系统是通过ERP系统获取以装配工序需求时间为依据的零件订单生产计划，此订单在下达时，对零件库存以及已下达生产订单进行了综合考量，明确了零件需求的先后时间，建立了与EPR系统有效协同的生产需求联动机制。生产车间的零件不足时，装配MES系统可将缺少的零件信息发送给车间的MES系统，采用颜色标注的方式对零件订单进行标注，进而使零件计划人员及时掌握装配车间的零件需求情况，为其生产计划的安排提供依据，实现装配车间与零件车间信息的有效联动。

（2）以订单的优先级作为排产依据。

在生产资源不充足时，可按照生产订单的优单级而进行生产计划的安排。

（3）制定与推行预排产工作机制。

APS计划排产技术可以实现大规模数据的高速计算，然而却无法进行决策，作业计划的编制难以一次完成。首先，计划人员应先进行预排产，按照订单优化级进行排产，然后，将零件预计到达时间及设备性能作为工序流程明确与合并的依据。之后，对合并后的数据再次进行预排产，之后重复进行合并处理与预排产过程，直至所有计划处理完成。

（4）制定可合并工序计划决策机制。

MES系统会按工艺特征码进行一级排序，按到达可合并工序的时间进行二级排序，同时，按设备能力大小进行设备能力占用累加计算，当需求能力超过设备能力时，重新进行能力需求累加。计划员可以按系统提供的数据进行决策。

（5）作业计划调整机制的建立。

由于意外因素的影响，零件的到达时间可能与预期不符，这会对生产计划的按时进行产生影响，出现生产停滞的现象。因此，应建立工序调整机制，结合现场管理需求，合理进行相关数据的处理与调整，及时将未按规划时间到达的零件订单进行提取，也可将尚未纳入合并工序但已到达合并工位的零件进行有效调整。

2.看板设计技术。

（1）生产任务积压看板的设计。

设计目的。管理人员可随时掌握各班组生产任务进展的宏观情况、任务分配合理性、产能利用情况、生产线能力是否均衡，以便生产管控人员及时调度，平衡资源，也为生产线平衡提供决策依据。

显示内容。已经到达班组，但尚未开工的订单数量。

（2）紧急缺件看板的设计。

设计目的。相关人员可随时掌握装配车间的紧急需求，以便及时计划、调度、生产、运输、接收、发放，尽快满足装配车间需求，提高客户满意度。

关注对象。看板关注的对象为管理人员、计划、调度、班组长、物流主管、库管员。

显示内容。看板显示的内容为装配车间MES系统发出的缺件清单，经过ERP、零件车间MES系统处理，关联需求工厂、项目、物料号、图号、数量、供应工厂、状态等信息。除在大屏幕显示上述相关信息外，装配车间的MES发出的缺件信息会自动在零件车间MES系统中对相关零件订单做特殊颜色标识，相关人员可以很快从系统中得到缺件信息，计划员及时提高订单的优先级，班组长优先对订单派工，物流人员单独对缺件的图号包装运输，库管员及时在ERP系统中优先入账并发料到装配车间。缺件看板采用固定行数滚动显示，没有缺件时，不显示，缺件处理完后，缺件信息不再显示。

3.系统集成技术。

（1）MES系统与ERP系统、OA系统的集成。

SAPERP系统对外开放的接口方式很多，包括直接方式和间接方式，但限于MES系统的接口方式，采用中间数据库接口方式实现两系统集成。在ERP、OA中通过JAVA语言编制WEBSERVICE接口程序，通过不同端口号来监听不同的数据请求，包括订单下载、报工、入库、移库、审批流转等不同业务。

（2）MES系统与CAPP系统的集成。

CAPP系统没有开放接口程序，在与MES系统集成时，采用直接集成方式，即在MES系统中直接访问CAPP系统底层数据库，实现数据交换。

结语：本文通过分析航空钣金零件的生产特点，结合MES系统的实施经验，总结了钣金车间MES系统实施过程中遇到的几个关键技术及其处理方式和方法。本文未涉及的关键技术还有很多，比如如何实现制造记录的无纸化并通过质量体系的认证，如何在车间现场管控系统中体现MBD的需求等，这些技术还有待进一步研究。