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车间mes系统是什么(车间MES系统)

文章作者:邱老师 发布时间:2022-09-20 10:20:11 浏览次数:0

车间mes系统是什么(车间MES系统)本页面通过数据整理汇集了车间mes系统是什么(车间MES系统)相关信息,和科新教育小编一起了解一下这个问题。

车间mes系统是什么

近年来,MES如火如荼,离散型企业却一片沉寂。MES填补了制造信息链中最基础的环节,是实现车间信息化的利器。希望MES能极大地推动制造业信息化的进程。

寻找离散制造业MES应用的突破口

原则上,MES不区分流程制造和离散制造。但由于生产模式不同,执行层的控制方式和频率不同,导致两种模式下MES的实施对象、工作内容和处理策略存在较大差异。MES之所以特别青睐流程制造业,是因为流程工业自动化程度高,自动化生产线、智能仪表、数字传感器甚至计算机控制都在广泛使用。连续制造流程清晰,过程控制严格。流程工业生产管理的重点在于数据采集和检测,以保证生产进度和产品质量,各种生产现场信息可以由自动化设备自动准确记录。因此,流程制造项目实施的关键工作是在构建MES系统时,为这些自动化设备做好数据接口,这对于擅长工业自动化的厂商来说,可谓如鱼得水。像GE、西门子这些自动化领域的顶尖公司都加入了MES厂商的行列,他们的电子设备已经广泛应用在自动化生产线上,实施MES可谓得心应手。在顶级厂商的参与下,MES在流程行业的业务增长迅速,成功案例众多,为制造业信息化薄弱的行业赢得了良好的口碑。

而对于一般的离散型制造企业,由于设备自动化水平低,底层缺乏控制系统甚至根本没有控制系统,所有的生产执行数据都需要手工录入,MES在这种生产管理状态下根本无法发挥作用。即使对于有条件和需求MES的离散型制造企业,由于物流的不连续性、工艺流程的可调整性和可变更性,以及生产现场数据采集的诸多人为因素,制造过程的生产管理也非常复杂。因此,离散制造业的MES要比流程工业复杂得多,涉及的实施问题也更多。

综上所述,常规离散型企业采用MES的必要性值得商榷,但我们不能武断地认为MES在装备制造业没有用。虽然为MES忽视离散制造找了各种理由和借口,但我们还是不甘心,因为MES在国外最重要的应用领域是在离散制造。或者从MES的工作机制上寻找出路。MES的工作基础是底层生产控制系统,包括DCS、PLC、NC/CNC和SCADA或这些类型的组合。请注意:其中也包括NC/CNC,即数控单元,数控加工属于离散制造范畴,是装备制造业的重要生产方式。我认为装备制造企业的数控车间最适合MES,也最需要MES,所以数控车间应该是离散制造业MES应用的突破口。

数控车间的生产规模需要MES。

近年来,随着电子技术和数控技术的快速发展,蓬勃发展的中国制造业带来了数控应用的普及。数控机床不再是少数科研院所和大型军工企业的专属专利,数控设备已经进入普通企业。而且这些企业的数控应用规模也不再是依靠一两台数控机床来加工关键零件或者为企业提供门面。拥有十几台甚至几十台数控设备的企业比比皆是,形成了颇具规模的数控车间。

这样的数控车间充满了信息技术:数控设备、数控系统、计算机编程、加工程序传输,甚至刀具都是信息的载体,所以很多信息需要整合。遗憾的是,这样一个用先进技术、先进软硬件武装起来的现代化车间,目前的管理手段和管理模式还停留在传统的加工模式,数控机床的有效利用率很低。因为没有系统的建立数控加工生产管理的技术准备体系和相关辅助系统,所以比较严重。

为了快速响应生产需求,迫切需要对车间的数控设备和生产过程进行全面的信息化管理,从而有效提高机床的利用率和柔性生产能力。因此,当数控车间具有相当的生产规模时,迫切需要使用MES来提高数控车间的信息集成和集成能力。

数控生产的信息化管理需要MES。

时至今日,数控系统已经不再是早年专有的、封闭的数控单元。现代数控装置实际上是一台计算机,甚至是一台高性能通用计算机。当然,承担的工作远远超出了数控功能本身。另外,数控生产依赖于加工程序,手工编程只能应付简单零件的加工,复杂零件的加工程序必须在计算机上完成。以数控编程为主要基础的CAM技术,就是利用计算机直接为数控生产服务。

随着加工对象的日益复杂,手工输入的加工程序越来越少,加工程序的传输越来越频繁。而且数控设备反馈的状态信息、监控信息、检测信息为生产管理提供了非常有价值的决策依据。通过DNC和网络双向传输程序已经成为数控车间必备的通信能力。同时,数控计算机还可以向生产管理系统提供计划执行状态和完成信息。

另外,在数控加工中,刀具不再是简单的加工工具,而是直接参与编程加工的重要基础数据。工具要预置,预置信息要带入系统;刀具号、刀具补充号、刀具参数、刀具检测、刀具更换等指令信息都是参与生产过程不可或缺的重要信息资源。还有CAPP系统生成的加工工艺,数控工艺和CAM系统生成的自动化工艺和加工参数,都需要集成在一起。当然还有维持制造过程必不可少的生产组织,如材料定额、辅助工具等,都需要参与信息化管理。因此,数控生产除了常规的切削功能外,还包括一系列信息处理应用的集成,因此数控生产的信息管理需要MES。

装备制造业有很多MES的成功案例。

在装备制造业中,制造执行过程管理的实践要比MES在流程生产中的应用早得多,而且这些实践都是基于数控技术的。但当时并没有MES这样明确的概念,也没有大规模普及的必要。

早在20世纪80年代,FMC单元和FMS系统就开始试点,其中的执行过程管理已经有了MES的雏形;然后,20世纪90年代的CIMS样板工程得到了制造执行管理技术的支持。虽然FMS和CIMS只是起到示范工程的作用,不具备大规模推广的条件,但已经利用信息技术从技术路线和工程实践上打通了生产现场控制环节,为装备制造业在数控生产领域应用MES铺平了道路。

以程菲CIMS项目为例,程菲CIMS是国家CIMS示范项目中公认最实用的,其核心部分是3C系统和FA控制器。FA是管理信息、工程信息和底层设备信息的采集点,与3C系统和工艺文件管理系统紧密结合,承担着数控中心MES的重任。在程菲14000平方米的数控工厂内设立了FDNC生产线、材料立体仓库和刀具立体仓库。FA的车间控制器和单元控制器实现了车间生产计划和调度的计算机管理,手工管理被物料工作站、工具工作站和工艺准备工作站所取代。建立了数控车间网络集成环境,在计算机网络和分布式数据库的支持下,实现了车间计划、管理、控制信息反馈、统计和查询的信息集成。以MES应用为核心的生产管理系统实现了基于零件订单的生产管理。程菲CIMS的运行取得了良好的效益,生产作业计划周期明显缩短,计划的合理性明显提高。作业计划和资源管理的集成将资源准备变为集中分配,减少了机床的停机时间。从DNC应用到网络化制造数据管理,生产现场的快速反应能力和传输精度都有了很大的提高。生产管理的进步大大提高了数控设备的利用率。

从某种意义上说,程菲CIMS是“九五”期间采用MES的成功案例。“十五”期间,涌现出易贝大禹、宁夏小巨人等一批高度数字化的工厂,成为数控领域成功实施MES的典范。

以上生动的案例充分证明,MES完全适用于数字化、信息化程度较高的数控车间,MES在离散制造业尤其是装备制造业有着巨大的潜力。

顶级PLM制造商瞄准MES市场

离散行业的MES市场是一块大蛋糕。现在,国际和国内的专业公司都开发了面向离散制造业的MES软件系统。值得注意的是,面对MES软件巨大的潜在市场,国际顶级软件厂商纷纷加入,证明了这块蛋糕的吸引力。

全球PLM领域排名前三的制造商达索公司、UGS公司和PTC公司,在引领装备制造业数字化技术、推动CAX和PDM/PLM应用方面发挥了巨大作用。在新一轮的竞争中,三大制造商瞄准了数字化制造和生产过程信息化。达索公司最早拥有Delmia系统,UGS公司也将Tecnomatix系统收归旗下,PTC公司采取了最新的行动,最终于2006年成功收购Polyplan系统。三大厂商都有完整的数字化制造解决方案,在又一轮竞争中达到了新的平衡。被称为数字工厂(eMPower)和制造过程管理(MPM)的软件Delmia、Tecnomatix和Polyplan都将制造执行系统MES作为重要组成部分。三大厂商的加入,显然将推动装备制造业MES市场的新格局。对于离散制造业来说,有全球三大PLM厂商做后盾当然是好事,MES在离散行业的应用和发展有了可靠的保障。三家PLM厂商都有非常成熟的CAD和CAM产品,在数控加工领域深耕。所以用自己的MES产品推动数控车间信息化是顺理成章的事情。

青云公司制造执行系统的设想和方案

北京青云行空仪器公司是中国第一航空公司的机载设备制造商。青云数控的现状和很多企业差不多:经过十几年的技术革新,数控机床从原来的一台增加到二十多台,分布在几个工厂。由于缺乏系统设计和整体规划,这些先进设备的生产能力没有得到充分发挥,管理信息化程度较低。管理手段落后、管理工具缺乏、管理流程不畅成为制约因素。青云的数控制造系统需要以信息化和网络化的方式进行改革、整合和改进。我一直很担心青云数控的现状,MES的出现进一步增强了我进行数控车间自动化的动力。

青云信息化建设规划和方案中包含了MES相关内容,数控车间建设信息化支撑方案中提出了准MES信息化管理模式,将编程、工艺、刀具管理、工装管理、DNC、程序管理、生产管理、质量管理集成到MES系统中。

网络建设是MES运行的前提,新车间的建设为数控车间建设统一的网络系统提供了绝佳的机会。DNC通讯网络和车间现场数据采集与控制网络为MES的实施和运行奠定了基础。

将原来分散的数控设备聚集在一起,一批新型高性能加工中心陆续推出。30多台数控机床按照6S管理标准依次排列在新车间,为青云实力的展示增色不少,为MES打造了集中实施和运行环境。

由于早期引进的数控系统计算机能力不强,被设计部门淘汰的计算机被分配到数控机床上作为机侧计算机,参与DNC网络通讯和加工程序的编辑,同时作为管理信息终端,及时将现场信息反馈给生产管理系统,使每个数控站成为mes系统的忠实信息节点。

数控中心信息集成系统包括三个功能模块:车间CAM、车间DNC和车间MES。

车间CAM:强化数控车间的CAM系统,解决因编程能力不足、编程水平不高导致的数控机床利用率低、零件数控加工覆盖率低等问题。通过拓展CAM应用,可以充分发挥数控机床的加工潜力,大大提高数控机床的利用率,覆盖所有应由数控加工的零件。

车间DNC:在数控车间建设DNC系统,从而摒弃手工在线传输程序代码的落后数控通讯模式。通过DNC网络,不仅可以实现程序代码的高速、流畅传输和通信以及集成管理,还可以实现复杂零件的在线加工、机床运行信息的采集和系统状态的监控,为MES提供生产一线信息。

车间:启动数控车间MES系统,实现数控加工程序的入库管理和权限管理;工具库、工装库、工艺规程、机床设备等制造资源和工艺资源的有效管理和充分利用;车间生产信息的全面管理和决策支持(计划、调度、统计、收集和监控)。即通过车间内的MES系统,利用信息技术和网络技术,对所有与数控加工相关的数据、工艺、业务和资源进行管理,使数控中心的运行效率和管理水平与先进制造能力相匹配。

CAM、DNC、MES三大功能模块各司其职,相辅相成,涵盖了数控生产的技术、操作和管理的全过程。强大的数控编程实力和一流的数控编程水平,流畅的数控程序传输和规范的程序代码管理,生产、运营、制造资源的实时、透明、协同的信息管理,构成了数控中心信息化的一体化解决方案。

可以预见,MES管理的加入将大大提高零件加工的数控率、数控设备的有效利用率、数控加工效率和产品质量、数字化生产线的柔性加工能力、产品的异地协同制造能力,从而大大提高企业的市场适应能力,全面提升企业的核心竞争力。

中国第一航空工业有限公司将以信息技术带动航空空产业发展,推进数字化设计制造技术,大力推进MES、DNC、网络化数控技术在制造车间的工程化应用,建立数字化制造车间,实施设计、生产(制造信息)、管理和过程及加工质量控制的信息集成,提高设备利用率、加工效率、产品质量、快速开发和批量生产能力。因此,只有加速MES,青云才能跟上中国一航的数字化进程,青云数控才能成为数字化军工的重要组成部分。

推进准MES在数控车间的应用,只是青云MES建设的第一步。青云是UGS CAD/CAM软件和PLM系统的企业用户,与UGS有着长期的合作历史。现在,UGS的Tecnomatix系统可以全方位提供MPM和MES功能模块,可以与UGS的数字化设计工具和数字化管理工具无缝集成。因此,青云MES项目将把UGS公司的Tecnomatix系统作为首选方案,MES的应用重点将从数控车间逐步扩展到航空空仪表的装配线。

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