基于MES的非平稳制造人工成本控制管理

1 概述

       “中国制造2025”掀起了新一轮科技革命和产业变革，工业化和信息化将深度融合，技术模块化、制造智能化、数据系统化成为主流趋势，建设智能工厂，由传统的制造模式向智能化转型是必然趋势。随着轨道交通装备产品越加多元化，导致制造生产线不平稳，包括产量不确定、混线生产、多品种小批量、能力不均衡等情况，对能适应这种现状的制造人工成本控制需求越来越迫切。为面对持续增长的市场形势，在管理能力与快速发展需求不完全匹配、信息化运用效果未完全显现的情况下，公司推进智能制造、打造制造人工成本控制平台成为核心内容。

2 设计思路

       制造人工成本控制管理基于“制造执行系统”（MES）的应用，融入准时化生产、精益生产、ISO22163质量体系等理论体系。通过开展以公司管理管理为框架的制造执行系统蓝图搭建，以工位为核心的制造全过程详细设计，以管理职能和管理制度辨识为基础的用户上线应用，建设完成制造成本执行系统，解决公司对非平稳制造的管控需求，实现生产经营管理决策实时、管理高效。

3 实施方案

       3.1 制造平台搭建原则及目标

       以生产制造成本控制为搭建原则：平台建设要融合公司在生产管理、技术管理、经营管理成果，汲取公司精益生产运行经验，形成适合公司管理的信息化平台。按照公司成熟管理体系要求，实现人、机、料、法、环等关键制造管理要素全部受控，实现管理要素系统管理甚至判断卡控。

       制造全过程实现约束和控制：实现生产状态全过程实时管控，异常信息实时显示及全流程全寿命管理，质量事件处理融合到生产过程中并可由系统进行完成约束等。

       3.2 以工位为核心的全制造过程管理控制

       在平台功能层面，设计包括制造部门的生产计划管理、制造执行、质量检验、异常处理等业务操作。细分到产品类型层面，紧扣制造部门工位管理的核心要素，从生产计划下达，到人员派工，再到实动采集、完工采集、异常采集等，建设核心功能模块。

       生产计划管理：模块涵盖了计划编制、计划维护、计划下达、计划变更等业务。生产计划管理分为月度计划管理和周计划管理两种。月度推移计划是针对产品主工序的刚性计划；周计划是以月度计划为依据，通过对项目关键工序结构搭建，生产节拍、顺序的设定，不同排产策略的选择，由MES系统实现周计划自动编排及动态调整。

       制造执行管理：MES系统重点管理制造执行过程，一是每日完工或生产实绩管理，即派工、报工管理；二是操作人员的实动工时收集与定额工时分配。派报工管理是指MES系统将已下达的周计划，按日安排到特定工位和操作人员，形成计划下达和生产实绩日反馈功能，实现人工工时信息化分析、汇总、存档等功能。

       质量检验管理：依据MES系统中三检和交验的制造过程检验流程管理，理顺匹配质检点与报工点的设置，实现完工后的质量确认、作业录入。按照责任单位、产品项目等要求完成统计分析，实现质量检验作业的可追溯性，提升成本控制精度。

       报表管理：MES运行强调过程管控，随着制造过程各类数据信息的采集累计，可进行各模块各类型的报表导出，数据实时动态，统计透明客观。目前主要报表有计划报表、人员工时报表等。

4 实施效果

       公司制造车间在MES系统上线运行后，实现了以产品制造为核心，将生产管理要素逐层逐级分解为每人每天的工作任务，实现生产过程实时监督控制和异常定位等。形成基于MES系统的人工成本控制管理体系。这种管理体系取得以下效果。

       4.1 建立基于有限产能的计划管理平台

       突破传统依靠人员进行生产能力平衡的方式，经过制造执行系统的智能运算，形成符合度高的生产计划，消除人为因素对生产排产计划的干扰，消除生产能力不足与公司产能需求的矛盾，可适应公司小批量多项目的生产组织方式。

       排产计划准确：基于对合同供货期的判断，系统可自动对生产现场资源占用情况进行辨别，形成准确的排产计划。

       多排产策略及切换：在系统计划编排后，生产管理人员可对形成的计划进行多排查策略以及生产班组、班组作业时间进行选择，根据时间及管理需要完成对生产计划模式切换。

       工位瓶颈识别平衡：计划排产过程可直接识别产能瓶颈，识别后可进行工位平衡设计，提高生产均衡率。

       4.2 建立快速并可升级预警的生产异常平台

       生产中异常问题造成工序不能按节拍生产或停产时，异常信息出发后由网络直接传递，相比人工等传递方式更快速。异常信息发布后，在各个管理层级可对异常信息具体内容进行实时状态查看，管理更有效。

       异常关闭由人工操作转变为在MES系统中进行，处理自动记录有据可查，便于数据挖掘分析，为管理提升实现数据支撑和经验积累，降低制造成本。

       4.3 建立严谨的产品质量信息采集与管控平台

       MES系统质量管理同样遵循质量管理体系的管理内容和要求，管控手段向系统中转化，设计实现由系统管理控制代替人员校检控制。另外在系统中实现过程质量信息的自动归集与管控，减少作业人员，大大提高质量记录管理及追溯管理水平。

       部件装配信息记录由手工记录方式转变为系统采集方式，实现了装配过程信息电子化。通过标签扫描的方式提高了数据采集效率和数据的正确性。在制作执行过程结束后，生产操作员工录入的质量记录信息将进行自动整理归集，自动形成履历装配树，减少人工整理核对工作量。

       4.4 建立高效能的生产经营管理平台

       MES系统管理实现生产计划直接下达至工位，由班组进行派工，在此过程中，派工任务是否完成、是否检验等状态清晰，可实时进行管控。通过对作业时间的系统记录，统计记录员工开工、完工时间，实现操作员工劳动作业时间管理更高效、透明。