余勇

摘 要：分組加工模式的應(yīng)用是特色工藝研究和精細(xì)化加工的結(jié)合，目前被應(yīng)用在了很多企業(yè)中。為了解決計(jì)劃制訂到生產(chǎn)調(diào)度指揮這一過程中的問題，企業(yè)采用了MES技術(shù)來優(yōu)化這一模式下的工藝過程。分析了MES技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：MES技術(shù)；分組加工；工藝路徑；加工參數(shù)

中圖分類號(hào)：TS452.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.151

當(dāng)前，分組加工在很多企業(yè)中得到了應(yīng)用，并成為研究重點(diǎn)。下面我們對(duì)MES技術(shù)對(duì)分組加工模式下工藝過程的優(yōu)化進(jìn)行分析。

1 概述

MES技術(shù)是面向車間層的一種生產(chǎn)管理技術(shù)和實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)，這些年來發(fā)展比較迅速。從當(dāng)前情況看，MES技術(shù)已經(jīng)在家電、汽車、半導(dǎo)體和通訊等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，并獲得了良好的應(yīng)用效果。它具有高度精細(xì)化與智能化的特點(diǎn)，能夠控制生產(chǎn)的全部過程，其營造出來的生產(chǎn)環(huán)境不僅能夠快速反應(yīng)，同時(shí)它還有很強(qiáng)的彈性，呈現(xiàn)出精細(xì)化的特點(diǎn)。尤其對(duì)于無法小批量生產(chǎn)的各種企業(yè)來說，MES技術(shù)能夠?qū)ζ髽I(yè)信息加以管理。利用這項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)企業(yè)生產(chǎn)線進(jìn)行改善，提高運(yùn)行效率，同時(shí)在組織生產(chǎn)的過程中具有靈活性，使企業(yè)在生產(chǎn)過程中具有柔性化特點(diǎn)，企業(yè)管理也呈現(xiàn)出精細(xì)化特點(diǎn)。通過運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，企業(yè)能夠及時(shí)、靈活地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，并提高管理水平。

2 企業(yè)新特點(diǎn)

在分組加工這一模式下，企業(yè)表現(xiàn)出來的新特點(diǎn)主要有：①對(duì)工藝路徑的調(diào)度比較復(fù)雜。在分組加工模式下，對(duì)于不同的物料，要利用不同方式進(jìn)行加工，一些生產(chǎn)線以前采用的是單一的工藝線路，逐漸發(fā)展成為多組合的工藝線路，呈現(xiàn)出復(fù)雜化的特點(diǎn)。②柔性調(diào)度生產(chǎn)。以前，企業(yè)主要采用的是直線型模式進(jìn)行生產(chǎn)，從投料環(huán)節(jié)一直到產(chǎn)品產(chǎn)出環(huán)節(jié)，操作的時(shí)候采用的都是固定重量，具有剛性特點(diǎn)。在這樣的生產(chǎn)模式下，只要確定了質(zhì)量，并開始投料，便無法修改，即使在生產(chǎn)數(shù)量發(fā)生變化的情況下也無法及時(shí)進(jìn)行修改。而采用分組加工模式后，各種比例的中間物料在經(jīng)過組合以后才能生成產(chǎn)品，因此，如果生產(chǎn)的需求發(fā)生了變化，就可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)其加以調(diào)整，變更生產(chǎn)。③生產(chǎn)過程的精細(xì)控制。分組加工模式對(duì)生產(chǎn)過程控制有一定要求，如果物料不同，那么加工參數(shù)也不一樣，即便是一樣的物料，不同的加工強(qiáng)度需要的參數(shù)也是不同的。以前，企業(yè)在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工的時(shí)候采用的基本上都是固定的參數(shù)，現(xiàn)在正在逐漸轉(zhuǎn)變成物料與參數(shù)之間相匹配的模式。與此同時(shí)，對(duì)于同種物料，采用不一樣的手段優(yōu)化其參數(shù)，也是當(dāng)前的一個(gè)研究重點(diǎn)。④加工設(shè)備具有智能化的特點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)正在從以前的集中控制逐漸轉(zhuǎn)變成為分布式控制。智能控制體系的核心是主機(jī)設(shè)備，它的功能有自動(dòng)控制和通訊、系統(tǒng)自診斷和數(shù)據(jù)處理保存，為了線路柔性組合的實(shí)現(xiàn)提供了硬件支持。⑤生產(chǎn)管理實(shí)現(xiàn)了信息化。對(duì)于以前的生產(chǎn)過程來說，信息流的形式一般都是紙質(zhì)或者是口頭，這樣就導(dǎo)致各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間無法實(shí)現(xiàn)信息共享和交互。在分組加工模式下，各種計(jì)劃、設(shè)備、物料和質(zhì)量數(shù)據(jù)等各種信息逐漸復(fù)雜化，從而使生產(chǎn)管理實(shí)現(xiàn)了信息化。

3 MES技術(shù)的具體應(yīng)用

在企業(yè)中，利用MES技術(shù)處理計(jì)劃，主要就是對(duì)工藝段任務(wù)進(jìn)行分解和調(diào)度。因此，要結(jié)合分組加工模式下企業(yè)在生產(chǎn)過程中的具體特點(diǎn)，利用MES技術(shù)提出有效的應(yīng)用架構(gòu)模型，從而與分組加工模式相適應(yīng)。在架構(gòu)模型中，系統(tǒng)核心包括兩方面，分別是對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化和對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。MES技術(shù)應(yīng)用模型如圖1所示。

3.1 對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化

對(duì)于這一模型來說，在優(yōu)化排產(chǎn)過程中，系統(tǒng)要依據(jù)以前的數(shù)據(jù)分解排產(chǎn)生產(chǎn)任務(wù)，從而形成預(yù)排產(chǎn)計(jì)劃。在模擬過程中，要對(duì)預(yù)排產(chǎn)計(jì)劃加以模擬，并進(jìn)行仿真計(jì)算。這是由于在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，市場(chǎng)需求是在不斷變化的，企業(yè)要受到市場(chǎng)的影響，如果沒有外界的影響，那么預(yù)排產(chǎn)計(jì)劃是最優(yōu)的，但是因?yàn)槭袌?chǎng)影響變化比較大，具有不可預(yù)測(cè)性，在發(fā)生了變化的時(shí)候，如果還是按照預(yù)排產(chǎn)計(jì)劃操作，那么就會(huì)產(chǎn)生各種問題，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致計(jì)劃得不到執(zhí)行。所以，要對(duì)其進(jìn)行模擬。利用數(shù)據(jù)采集這一模塊可以得到生產(chǎn)過程中的各種實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并依據(jù)生產(chǎn)線模型、配方數(shù)據(jù)和預(yù)排產(chǎn)計(jì)劃對(duì)生產(chǎn)過程加以模擬和計(jì)算，對(duì)計(jì)劃是否具有可行性進(jìn)行檢查，同時(shí)還能計(jì)算出執(zhí)行指標(biāo)，為生產(chǎn)提供一定的參考。在保證生產(chǎn)計(jì)劃具有可行性之后，調(diào)度模塊就會(huì)結(jié)合生產(chǎn)計(jì)劃和企業(yè)實(shí)際狀況，將具體的生產(chǎn)任務(wù)下達(dá)下去，依據(jù)相關(guān)配方數(shù)據(jù)，確保工單形成，然后將工單送到各個(gè)工藝段之中開始具體的生產(chǎn)過程。任務(wù)監(jiān)控和加工過程分析這兩個(gè)模塊要結(jié)合生產(chǎn)計(jì)劃的具體執(zhí)行結(jié)果開展工作，前者主要是對(duì)生產(chǎn)任務(wù)的具體執(zhí)行過程進(jìn)行監(jiān)控，而后者則確保經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的形成，這樣就能為以后的生產(chǎn)提供良好的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在這一模型的應(yīng)用過程中，由于受到外界的影響，如果生產(chǎn)任務(wù)發(fā)生了變化，那么相關(guān)人員就要在過程模擬階段對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃改變后的結(jié)果加以分析，并依據(jù)這一點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，保證生產(chǎn)計(jì)劃具有可執(zhí)行性，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

當(dāng)前，分組加工已經(jīng)成為企業(yè)的重要模式，這就使得企業(yè)中的生產(chǎn)工藝路線不斷變得復(fù)雜，要求柔性化生產(chǎn)。在這一模式下，生產(chǎn)需求是不斷變化的，往往需要考慮多種因素，以前采用的是依據(jù)調(diào)度人員經(jīng)驗(yàn)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)度，這種方式不能適應(yīng)當(dāng)前的情況。分組加工能夠采集大量信息，利用MDB內(nèi)推式調(diào)度法加以計(jì)算，可以提高生產(chǎn)任務(wù)排產(chǎn)的可行性，降低外界對(duì)模型造成的影響，提升其敏捷性。在這一過程中，針對(duì)產(chǎn)品加工過程積累相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，優(yōu)化生產(chǎn)過程，提升這一模式的優(yōu)化能力。

3.2 對(duì)參數(shù)加以優(yōu)化

對(duì)于分組加工來說，對(duì)不同物料相關(guān)加工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化也是其中的一個(gè)重點(diǎn)。在這一模式之下，需要結(jié)合加工物料模塊調(diào)整配方參數(shù)、控制參數(shù)和設(shè)備參數(shù)，從而使面向生產(chǎn)的具體操作智能化。

對(duì)于參數(shù)優(yōu)化來說，其主要作用是依據(jù)實(shí)際需求對(duì)配方進(jìn)行管理，同時(shí)對(duì)各類參數(shù)加以優(yōu)化。這一過程是循環(huán)的，要將工藝部門事前設(shè)置好的各種參數(shù)錄入到配方管理這一模塊之中，生產(chǎn)線在接收到任務(wù)之后，就會(huì)自動(dòng)分配到對(duì)應(yīng)模塊之中，生產(chǎn)線接收相關(guān)參數(shù)，并開始生產(chǎn)。在企業(yè)生產(chǎn)中，這一系統(tǒng)之中的數(shù)據(jù)采集模塊可以對(duì)生產(chǎn)中的各類數(shù)據(jù)加以保存，而且質(zhì)量控制模塊可以針對(duì)指標(biāo)具體完成狀況加以分析，并在其中輸入具體的結(jié)果。它能夠把相關(guān)指標(biāo)的具體完成狀況送到參數(shù)優(yōu)化這一模塊之中，還能夠?qū)?shù)據(jù)采集模塊當(dāng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，然后將修改建議提供給操作人員，由工作人員針對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改，這樣就能在下一批生產(chǎn)過程中應(yīng)用這些新的參數(shù)。

4 結(jié)束語

綜上所述，分組加工模式在企業(yè)中的應(yīng)用給企業(yè)帶來了新的變革，利用MES技術(shù)對(duì)其工藝過程進(jìn)行優(yōu)化，有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)良好的管理。

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〔編輯：王霞〕