制造业MES与SPC的关系
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¡ 什么是MES

制造执行系统(Manufacture Execution System, 简称MES)作为企业商业系统,如ERPPLMCRM,和车间控制系统或设备之间的一个信息中间层,起到了对运作执行业务信息和企业的财务或后勤系统之间信息解析的作用。但是MES不仅仅是提供信息解析的功能,主要的目的是控制和改善生产流程,并获得更高的灵活性,更低的生产成本和更大的利益。其中主要的功能包括生产数据收集,生产汇报,谱系和详细的计划/排程。

基本上来说,企业的生产和后勤流程没有完全自动化,并且常常改变。人常常作为流程中的决策部分决定下面要做什么,怎么做,这些决定效果取决于企业的整体性能。

MES系统只是信息的提供者,数据本身没有任何的价值,数据只有在结构化或每个项目的相互关系清晰以后才能体现出他们所代表的信息和含义。含有8个主要功能:

1. 资源分配和状态

2. 生产单元调度

3. 数据收集和请求

4. 员工/用户管理

5. 质量管理

6. 流程管理

7. 产品追溯和谱系

8. 性能分析

 

美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)MES定义为位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统MES为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等方面)的当前状态信息。

制造执行系统协会(Manufacturing Execution System AssociationMESA)也给MES做出定义:“MES能通过信息传递,对从订单下达到产品完成整个的生产过程进行优化管理。当工厂里面有实时事件发生时,MES能对此及时做出反应、报告,并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少企业内部没有附加值的活动,有效地指导工厂的生产运作过程,从而使其既能提高工厂及时交货能力、改善物料的流通性能,又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。

后者对于MES的定义强调了以下三点:1. MES是对整个车间制造过程的优化,而不是单一解决某个生产瓶颈。2. MES必须提供实时收集生产过程数据的功能,并做出相应的分析和处理。3. MES需要与计划层和控制层进行信息交互,通过企业的连续信息流来实现企业信息集成。

 

制造业MES的功能框架

 

 

¡  制造行业MES功能简介:

l 计划管理: 设置工作计划(工作日历);根据产销衔接计划,自动生成作业计划(//);作业计划(/批次)的编制和调整;能力平衡测算(主要辅料)和计划进度跟踪。

l 基础数据和文档管理: 质量标准维护和查询;工艺控制参数维护和查;设备基本信息维护和查询和维保项目信息维护和查询。

l 质量在线管理: 根据质量标准,对数采数据进行自动判断,超标情况进行报警,实现质量在线控制和统计分析。

l 设备维护管理: 设备运行和维修记录管理;以周期性项目为基础的维护、保养、点检和计划管理和生成维修备件领料单和清单。

l 物料跟踪模块: 系统提供原辅料消耗及批次跟踪。

l 车间考核和管理: 在数采数据基础上对机台进行考核(质量、消耗、产量、设备)和车间人员管理。

l 统计分析: 以数采为基础的生产、消耗、质量、设备等信息统计分析和提供可视化的7种图示方式。

l 过程监控: 集成各工序的实时数据,报警显示;提供图形显示平台和提供各种调度指令。

l 数据采集: 各工序的实时数据采集和质量检验检测数据采集。

 

 

 

 

¡ MES 在工艺质量控制中存在的不足

由于MES的主要职能是优化生产订单的调度、跟踪订单的执行状态,在工艺质量控制方面仅仅是监控原辅料、在制品和成品的质量状态,并对质量超差事件进行报警,因此存在着很多不足之处,无法全面满足精准化的工艺质量控制要求:

1 MES中无法评估生产运行中的关键指标和参数是否处于统计稳定状态,而只能统计出一些指标和参数的统计量如均值、CPK及标准偏差等。然而,只有稳定的生产过程和足够的过程保障能力才能保证高品质的产品产出,两者缺一不可。

2 MES中尚未应用控制图、直方图等技术以便实现对指标和参数的异常情况进行预防、监控,而仅仅对指标和参数进行规格超差控制,这控制方法过于简单,未能实现控制前移,起不到预防作用。

3 MES中尚未应用回归分析、实验设计、假设检验等高级分析技术以研究指标与参数、参数与参数之间的关联关系和影响程度,因此,不能帮助工艺技术人员制定更准确和适宜的工艺参数控制方案,难以实现精细化过程控制,不利于对标、维标和升标工作的开展。

4 MES中尚未建立在线质量异常/问题处理平台,大部分质量异常/问题只能离线处理、手工跟踪,难以实现在线闭环管理。另一方面,对疑难质量异常/问题的研究成果(知识、经验)没有系统地管理,无法有效地实现知识转移和经验共享。

5 MES尚未建立有效的质量考核、评价平台,无法识别虚假、错误数据(如在头料、尾料及断流时采集的数据),导致质量考核的客观性和准确性不足,影响了员工参与提升工艺质量水平的积极性。

 

¡ 什么是SPC

SPC是英文“Statistics Process Control”的缩写,意思是统计过程控制。SPC技术基于数理统计方法理论,通过对过程中关键的质量特性(指标和参数)进行数据采集、统计和分析,揭示出质量特性的波动统计规律性,及时发现异常征兆,帮助工艺控制人员找到异常原因(特殊因素)及其消除办法,最终使过程保持稳定且具备充足的能力,保证高品质的产品产出。 SPC技术是由一系列质量统计分析工具即QC新、旧七工具所组成的。

SPC非常适用于大批量、轮番式的生产过程,广泛应用在汽车制造、电子、化工、机械加工等行业。它能够帮助我们对过程控制水平作出准确、客观的评估,并为过程控制提供一个预报警系统以便及时发现异常征兆,防止批量性质量问题发生,最终减少对常规检验的依赖,以更加科学、更加经济的手段替代大量的结果检测和验证工作。

SPC是现代质量管理的最重要的技术之一,已有80多年的发展历史和大量的成功案例。在世界500强企业当中,超过80%的企业应用了SPC技术。

 

¡ SPC技术方法

 

SPC技术方法应用流程图

 

¡ SPC在企业信息架构中的定位

SPC系统在企业信息框架中的定位示意图

在制造业中MESSPC是企业信息化框架中两个重要的组成部分,它们分工明确,又紧密联系。一方面,MESSPC提供所采集到的生产实时指标和参数。另一方面,MES也为SPC提供质量标准和工艺标准等基础数据,实现了企业信息的顺畅流动和集**享,为制造业开展生产和工艺质量管理提供了坚实的保障基础。

 

¡ SPC在制造业应用价值

1) 打造行业先进的过程控制信息化生产线,实现全稳态、高质量生产。

对制造工艺关键工序的指标和参数进行全面实时监控,及早发现过程异常,及时诊断异常原因,科学制定纠正/预防方案,自动调整设备,确保生产稳态运行,从而获得高质量的产品。

 

2建立基于SPC技术的分析、评价和运营体系。

实现对关键工序的科学评价体系,从多个维度、以量化的指标揭示各工序工艺质量控制水平,集中资源、重点攻关,系统地改进薄弱环节,稳步提升工艺质量。

同时,实现对制造车间基于SPC的全方位考核评价机制,从管理角度促进工艺质量的提升。

3) 建立基于数据统计分析的质量改进平台。

运用多种质量分析技术,对质量数据进行分类统计分析和深入挖掘,按照规范的流程对质量异常进行改进,最终将异常处理结果汇总形成质量经验库,支持先进经验学习和推广。

4) 建立目标质量观为核心的管理平台。

 

通过SPC系统的逐步深入应用,促进工艺质量管理人员树立目标质量控制观,促进企业向现代质量管理模式转变。

 

¡ 目前在运用MES系统,在线过程质量监控仍然选用SPC系统应用的企业案例:

SKF、美欧电子、新世电子等

 

 

发表于: 2014-08-28 17:17 阅读(6542) 评论(0) 收藏 好文推荐

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