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從產(chǎn)品類型和生產(chǎn)工藝組織方式上,企業(yè)的行業(yè)類型可分為流程生產(chǎn)行業(yè)和離散制造行業(yè)。典型的流程生產(chǎn)行業(yè)有醫(yī)藥、石油化工、電力、鋼鐵制造、能源、水泥等領(lǐng)域。這些企業(yè),主要采用按庫存、批量、連續(xù)的生產(chǎn)方式。典型的離散制造行業(yè)主要包括機(jī)械制造、電子電器、航空制造、汽車制造等行業(yè)。這些企業(yè),則既有按定單生產(chǎn),也有按庫存生產(chǎn);既有批量生產(chǎn),也有單件小批生產(chǎn)。MES系統(tǒng)從功能模型、信息模型以及相關(guān)技術(shù)上覆蓋了流程生產(chǎn)行業(yè)和離散制造行業(yè)。但是,在工藝流程和生產(chǎn)組織方式方面,流程生產(chǎn)行業(yè)和離散制造行業(yè)存在較大的差別。
1.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
流程生產(chǎn)行業(yè)中,一般采用配方的概念來描述這種動態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系。其次,在流程生產(chǎn)行業(yè)每個工藝過程中,伴隨產(chǎn)出的不只是產(chǎn)品或中間產(chǎn)品,還可能細(xì)分為主產(chǎn)品、副產(chǎn)品、協(xié)產(chǎn)品、回流物和廢物。MES在描述這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配方的時候,還應(yīng)具有批量、有效期等方面的要求。流程企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),則有較大的不同,它們往往不是很固定,上級物料和下級物料之間的數(shù)量關(guān)系,可能隨溫度、壓力、濕度、季節(jié)、人員技術(shù)水平、工藝條件不同而不同。離散制造企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),可以用樹”的概念進(jìn)行描述,其最終產(chǎn)品一定是由固定個數(shù)的零件或部件組成,這些關(guān)系非常明確并且固定。
2.工藝流程
流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)的特點(diǎn)是品種固定,批量大,生產(chǎn)設(shè)備投資高,而且按照產(chǎn)品進(jìn)行布置。通常,流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)設(shè)備是專用的,很難改作其他用途。MES系統(tǒng)規(guī)劃的時候,要考慮到不同行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備布置的特點(diǎn),做好配置。離散制造業(yè),其特點(diǎn)是多品種和小批量。因此,生產(chǎn)設(shè)備的布置不是按產(chǎn)品而是按照工藝進(jìn)行布置的。例如,離散制造業(yè)往往要按車、磨、刨、銑等工藝過程來安排機(jī)床的位置。因?yàn)槊總€產(chǎn)品的工藝過程都可能不一樣,而且可以進(jìn)行同一種加工工藝的機(jī)床有多臺。因此,離散制造業(yè)需要對所加工的物料進(jìn)行調(diào)度,并且中間品需要進(jìn)行搬運(yùn)。
3.自動化水平
流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè),則大多采用大規(guī)模生產(chǎn)方式,生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟,廣泛采用PCS,控制生產(chǎn)工藝條件的自動化設(shè)備比較成熟。因此,流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程多數(shù)是自動化的,生產(chǎn)車間的人員主要是管理、監(jiān)視和設(shè)備檢修。離散制造業(yè)企業(yè)由于是離散加工,產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率很大程度依賴于工人的技術(shù)水平。離散制造業(yè)企業(yè)自動化主要在單元級,例如數(shù)控機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)。因此,離散制造業(yè)企業(yè)一般是人員密集型企業(yè),自動化水平相對較低。
4.生產(chǎn)計劃管理
流程企業(yè)主要是大批量生產(chǎn)。只有滿負(fù)荷生產(chǎn),企業(yè)才能將成本降下來,在市場上具有競爭力。因此,在流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)計劃中,年度計劃更具有重要性,它決定了企業(yè)的物料需求。離散企業(yè)主要從事單件、小批量生產(chǎn)的離散制造業(yè)企業(yè),由于產(chǎn)品的工藝過程經(jīng)常變更,它們需要具有良好的計劃能力。對于按訂單組織生產(chǎn)的企業(yè),由于很難預(yù)測訂單在什么時候到來。因此,對采購和生產(chǎn)車間的計劃就需要很好的生產(chǎn)計劃系統(tǒng),特別需要計算機(jī)來參與計劃系統(tǒng)的工作。
5.生產(chǎn)計劃方式
流程企業(yè)根據(jù)市場的需求進(jìn)行生產(chǎn)的觀念已經(jīng)逐步加深。但一般情況下,特別是對市場需求量大的產(chǎn)品,是以產(chǎn)促銷”通過大批量生產(chǎn),降低成本,提高競爭力。因此,作為流程企業(yè)生產(chǎn)計劃的依據(jù),主要是市場預(yù)測。離散企業(yè)一方面可以根據(jù)定單進(jìn)行生產(chǎn),另一方面也可以根據(jù)市場預(yù)測作為生產(chǎn)計劃制訂的依據(jù)。離散企業(yè)的MRPII/ERP系統(tǒng)向MES下達(dá)作業(yè)計劃指令主要以工作令”的方式,而流程企業(yè)的作業(yè)計劃下達(dá)主要以指令計劃形式方式。
6.設(shè)備管理
流程生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品比較固定,而且一旦生產(chǎn)就有可能是十幾年不變;機(jī)械制造等行業(yè)的產(chǎn)品,壽命相對要小得多。體現(xiàn)在設(shè)備上,流程企業(yè)的設(shè)備是一條固定的生產(chǎn)線,設(shè)備投資比較大、工藝流程固定。其生產(chǎn)能力有一定的限制,生產(chǎn)線上的設(shè)備維護(hù)特別重要,不能發(fā)生故障,每臺設(shè)備都是關(guān)鍵設(shè)備,一臺設(shè)備的故障會導(dǎo)致整個工藝流程的終止。離散加工業(yè)則不是這樣,可以單臺設(shè)備停下來檢修,并不會影響整個系統(tǒng)生產(chǎn)。離散行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備的布置,不是按產(chǎn)品而是按照工藝進(jìn)行布置的??梢赃M(jìn)行同一種加工工藝的機(jī)床一般有多臺。單臺設(shè)備的故障不會對整個產(chǎn)品的工藝過程產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,一般需要重點(diǎn)管理關(guān)鍵、瓶頸設(shè)備。
7.作業(yè)計劃調(diào)度
流程企業(yè)的產(chǎn)品,是以流水生產(chǎn)線方式組織、連續(xù)的生產(chǎn)方式,只存在連續(xù)的工藝流程,不存在與離散企業(yè)對應(yīng)的嚴(yán)格的工藝路線。因此,在作業(yè)計劃調(diào)度方面,不需要也無法精確到工序級別,而是以整個流水生產(chǎn)線為單元進(jìn)行調(diào)度。從作業(yè)計劃的作用和實(shí)現(xiàn)上,比離散企業(yè)相對簡單。離散企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)計劃調(diào)度,需要根據(jù)優(yōu)先級、工作中心能力、設(shè)備能力、均衡生產(chǎn)等方面對工序級、設(shè)備級的作業(yè)計劃進(jìn)行調(diào)度。這種調(diào)度,是基于有限能力的調(diào)度并通過考慮生產(chǎn)中的交錯、重疊和并行操作來準(zhǔn)確地計算工序的開工時間、完工時間、準(zhǔn)備時間、排隊(duì)時間以及移動時間。通過良好的作業(yè)順序,可以明顯地提高生產(chǎn)效率。
8.數(shù)據(jù)采集
MES的數(shù)據(jù)采集功能,可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)的收集、整理工作,是進(jìn)行物料跟蹤、生產(chǎn)計劃、產(chǎn)品歷史記錄維護(hù)以及其它生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)。流程生產(chǎn)行業(yè)的自動化程度較高,設(shè)備控制級大量采用DCS、PLC。在檢測驅(qū)動方面,各種智能儀表、數(shù)字傳感器已普遍應(yīng)用。傳統(tǒng)的計、電、儀”分工界限已不再明顯,計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已深入各個領(lǐng)域。這些自動化設(shè)備,能自動準(zhǔn)確記錄各種生產(chǎn)現(xiàn)場信息。對于MES而言,重點(diǎn)在于系統(tǒng)構(gòu)建的時候與這些自動化設(shè)備做好數(shù)據(jù)接口。離散企業(yè)的數(shù)據(jù)采集,以手工上報為主,并可以結(jié)合條形碼采集等半自動信息采集技術(shù)進(jìn)行工時、設(shè)備、物料、質(zhì)量等信息的采集。這種數(shù)據(jù)采集方式,時間間隔較大,容易受到人為因素的影響,要特別注意保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
9.作業(yè)指令的下達(dá)
流程生產(chǎn)行業(yè)的MES中,不僅要下達(dá)作業(yè)指令以及PDI(Panel Data Interface,面板數(shù)據(jù)接口)數(shù)據(jù),而且要將作業(yè)指令轉(zhuǎn)化為各個機(jī)組及設(shè)備的操作指令和各種基礎(chǔ)自動化設(shè)備的控制參數(shù)(例如PID控制參數(shù)Proportional Integral Derivative,比例積分微分控制),并下達(dá)給相應(yīng)的PCS系統(tǒng)(Production Control System,生產(chǎn)控制系統(tǒng))。在離散行業(yè)的MES中,將作業(yè)計劃調(diào)度結(jié)果下達(dá)給操作人員的方式一般采用派工單、施工單等書面方式進(jìn)行通知,或采用電子看板方式讓操作人員及時掌握相關(guān)工序的生產(chǎn)任務(wù)。作業(yè)計劃的內(nèi)容,包括該工序的開工、完工時間、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等方面。
10.質(zhì)量管理
無論離散行業(yè)還是流程生產(chǎn)行業(yè)的質(zhì)量檢驗(yàn)和管理都相當(dāng)重要,但在MES中對質(zhì)量檢驗(yàn)和管理的方式有所區(qū)別。流程生產(chǎn)行業(yè)中,一般采用對生產(chǎn)批號產(chǎn)品進(jìn)行各工序上的抽樣檢驗(yàn)。離散行業(yè)中,對單件小批生產(chǎn),一般需要檢驗(yàn)每個零件、每道工序的加工質(zhì)量;對批量生產(chǎn),一般采用首檢、抽檢、SPC分析相結(jié)合。
結(jié)論:
每個行業(yè)的不同生產(chǎn)方式和生產(chǎn)類型中(例如離散行業(yè)的單件小批或大批大量生產(chǎn),在醫(yī)藥、化工、鋼鐵等不同流程生產(chǎn)行業(yè)),MES的應(yīng)用還存在一些差別,仍然需要根據(jù)各自特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析,在MES系統(tǒng)具體實(shí)施上,要根據(jù)行業(yè)特征區(qū)別對待。