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技术丨MES系统在纺织生产流程中的应用


MES系统基于IOT、物联网技术的运用,构建纺织企业经营全流程中订单、计划、生产、质量、设备等多维度数据管控体系,支撑生产过程全要素的管理,使过程控制程序化、程序标准制度化、数据记录精准化、问题反馈及时化,为企业经营提供数据决策。

一、纺织生产流程智能化改造进程中
存在的突出问题

1.1 企业管理人员数据思维落后
数据化思维是根据数据来思考事物的一种思维模式,是一种量化的思维模式,是重视事实、追求真相的思维模式。然而,很多纺织企业管理人员的年龄结构偏大,对事物的认识习惯于依赖经验思维,固有的思维模式使他们在管理中始终停留在传统管理方式的运用上,总是靠经验治企,而不是靠制度治企。在市场需求快速迭代的当下,始终遵循传统思维管理企业将会导致企业发展停滞不前或者被市场淘汰。主要表现在:一是缺乏产品创新,缺乏市场洞察力和敏锐性,无法适应市场需求;二是生产现场的精细化管理能力十分欠缺,浪费大;三是产品的生产过程与人员的组织不能有机地结合,导致生产成本较高。
1.2 设备兼容性较差
近年来,国产纺织机械装备的发展日新月异,纺织企业应借助主机设备的信息化、智能化来提高工作效率、提升产品质量、缓解用工紧张等。但在重点工序、关键流程上,国产主机设备还存在一定的差距,导致很多纺织企业存在机台生产厂家多、品牌杂、规格型号乱等问题,整体设备的兼容性较差,无法满足品质一流、高产、高效、批量小、节奏快的生产条件及客户的质量需求。
1.3 系统的设计与后续管控方式的要求高
在机台多、工序复杂、小批量、多品种的离散型纺织生产流程上,对“MES”系统的设计要求极为具体、细致,后续的智能化操作管控方式也具有独特性、单一性和复杂性。

二、纺织全流程MES系统的

功能及操作流程

在建设纺织全流程“MES”系统的过程中,我们以“系统服务生产”为目标,根据公司生产管理的具体需求,定制和开发各个板块。

我公司在全流程智能纺织技术改造项目中建设的MES系统主要采用了三种数采方式,即通过网络协议直接采集、采用数据采集盒采集、采用终端录入进行数采,三种方式相结合,实现了纺织全流程数据采集的功能,达到了所有工序全面数据采集的目标,使生产制造各环节的数据形成“点-线-面”一体的生产信息关联,为企业生产执行层面奠定了坚实的数据基础。各种采集方式将采集到的各类生产信息及时反馈到MES系统各看板和报表中,使品种订单、品种工艺、生产进度、设备运行和质量情况等规范化、透明化,为决策者提供更精准、全面的数据支持。

为保证成品质量的一致性和稳定性,我们在质量管理过程中,对原料、半成品、成品等质量数据进行动态检测,根据生产检验数据进行自动判定,在生产中实现智能质量追溯、智能远程运维和智能管理。针对我公司品种多、订单小;以及相同品种多工艺路线并行、多机型生产;不同规格品种共用半制品等生产特点,定制化设计了MES系统订单管理、工艺管理、生产管理、质量管理、设备管理、看板总览等六大模块。
2.1 订单管理模块
建立以订单为导向的资源管理库,让各级管理人员及时了解品种订单详情、工艺路线、生产状态和质量要求,有利于做到订单跟踪、生产协调和管控。
在系统开发初期,充分考虑订单多种工艺路线并行、多机型生产状态的情况,根据品种工艺路线,在订单录入时合并订单,操作时系统根据品种在准备工序进行信息自动带入,生产过程中订单信息自动分解,有效实现了生产数据准确、生产管理有序,实现物流、工艺流、信息流的多方位集成。
在订单管理过程中,通过工艺路线将订单信息、员工、机台、原料、成品、质量进行关联绑定,便于生产管理人员详细了解订单在每个工序的运行状态。
2.2 工艺管理模块
建立工艺信息资源管理数据库,工艺管理板块包括各工序的上机工艺参数等内容。按照操作流程,工艺人员通过订单信息的录入和存储,可以对系统数据库中的各类工艺进行实时调取、修改和打印,确保各品种工艺单在系统中完好保存,达到工艺数据使用最优、调取便捷、信息准确的要求,有效提高工艺人员的工作效率和工艺执行的准确性。
2.3 生产管理模块
生产管理模块涵盖了各工序的生产过程控制状态,通过订单与品种批号将生产车间的机、物、料、法、环、人进行标准化管理,实时生成个人、机台、工序的产量报表与工时报表,一是明确了原料的使用量,控制产品制成率,二是有效提高统计人员的工作效率和工作质量,为车间的生产统计和薪资核算提供数据支撑。
2.4 质量管理模块
全面质量管理(TQM)模块是依据品质检验管理的需要,在录入原料、半制品、成品质量数据的过程中,比对原料、半成品及成品的关键属性,对异常数据进行及时预警推送,从每个工序的工作细节提升产品质量。同时,通过数据的存储,实现了质量日报、周报、月报的一键导出,是质量数据分析的基础保障,是企业提升品牌形象的有力支撑。
2.5 设备管理模块
系统建立了设备管理台账,录入了各工序的设备基础信息;制定了完善的设备维保计划;统一了对设备维修标准、维修工单和维修记录的管理通过系统展示使公司各级管理人员都可以查看设备周期计划执行情况和设备完好率情况。由于纺织设备是连续运行,并具有运行环境恶劣、局部运行速度较高等特点,零部件周期性更换和维保在设备管理中是必不可少的。
为了有效地管理设备资源、维护设备的运转状态,提高工作效率,在设备管理模块的建设中,还开发了备件管理模块,将专用设备零部件的使用周期和设备零部件更换时间进行记录,当设备到达维保周期或关键专件器材更换周期时,系统将通过微信推送提醒相关人员。极大地提高了设备管理人员的工作效率,实现了设备整个生命周期的信息化管理。
2.6 看板总览模块
2.6.1 看板总览
看板总览是MES执行系统中对生产底层基础数据的汇总呈现,为管理人员了解生产状态、进行数据分析、精准决策提供及时、准确的数据支持。
2.6.2 机型列表
可以及时查看车间多机型中每个机型的品种、产量、效率和开台情况。同时,任意点击一种机型,该区域各品种的生产信息都可以一目了然地呈现出来,让管理人员快速地了解生产情况。
预测了机列表中,通过机台类型的筛选,生产调度人员可及时掌握各机台的了机时间,无需到车间现场查看设备运转情况。当点击查看任意机型时,可以准确地看到相关机型对应的了机品种、车号、时间等,为生产预判提供了准确的数据依据。
2.6.3 设备运行状态
设备运行状态是对生产运转情况的一种监控,可以反馈每一台设备所生产的品种、车速和生产效率。看板中不同的颜色表示机台不同的生产状态。如绿色表示设备正常运转、红色表示设备故障停台、黄色表示设备维修停台、蓝色表示设备处于了机状态等,设备运行状态模块使生产管理实现了透明化。
2.6.4 订单看板
通过订单信息的导入,生产数据的实时采集和质量数据的集成,在订单看板中可以及时了解车间生产各品种的生产状态,传统的管理方式需要通过统计报表来掌握产品订单的信息,而订单看板使管理人员可以随时随地查看产品的生产情况。
2.6.5 设备看板
通过数据的导入和采集,管理人员可以及时了解设备周期保养计划完成情况,设备的耗电量、用气量等情况,为设备管理工作提供有效的数据支持。
管理人员通过对看板总览的查看,可以及时掌握生产实时情况,也为生产调度提供了数据支撑,促进了生产管理效率,提高了产品质量。
2.7 微信推送功能
为了进一步发挥信息化的作用,紧密贴合生产运用,实现生产管理的高效化、透明化,在系统建设中,我们还开发了手机微信推送功能,通过在企业服务器上建立虚拟机实现生产信息的推送,做到了生产信息及时反馈。
2.7.1 生产信息
生产当班换班15分钟后,系统将及时推送生产报表,反馈开台数、产量和低效机台。
2.7.2 质量信息
当质量指标与工艺指标不相符时,系统将及时推送不符合工艺标准的检测指标到相关人员。
2.7.3 设备信息
当设备出现坏车时,员工可以通过扫描机台上的二维码及时上报,微信推送到相关人员。
2.7.4 安全信息
当发现安全隐患或者安全事故时,员工也可以通过扫描安全二维码及时上报,微信推送到相关人员。

三、MES系统建设及应用工作

总结及经验积累

纺织全流程“MES”系统的开发与应用,不仅让企业纺织全流程智能化元素有效地深度融入到企业的生产管理过程中,而且还带来了管理方式、管理效率和管理效益的大变革。
3.1 管理方式的大变革
通过系统的建设与使用,使企业生产管理从传统模式向规范化、制度化、程序化的方式转变。系统开发从否定、不习惯、不适用等思维上的排斥,转变为对系统的接受、认可和应用推广,整个过程一方面使管理人员的思维习惯产生了较大的转变,认识到了信息技术对企业管理的有效性,另一方面生产执行、报表数据、质量信息等通过系统和微信推送等方式进行数据的及时传输与反馈,实现了工艺信息的准确执行、生产过程的有效控制、质量信息的及时反馈,有效提升了生产管理能力,也让管理人员看到了智能化技术的优势,迫切希望进一步推广运用智能化技术。
3.2 管理效率的大变革
信息化系统的建立,规范了生产工艺流程;多维度数据的集成与分析,大幅提升了管理效率、精简了管理流程、节约了人力成本等。数据采集和终端录入,让繁琐的数据抄录、数据整理等工作变成了公式计算。实现了单机台、单品种、各机型产量日报、周报、月报实时查看和一键导出,为管理决策提供了准确的数据依据。
3.3 管理效益的大变革
“MES”系统的应用推广,使我公司的设备运行车速平均提高了8%、生产效率提升了15%;运营成本降低了20.8%;产品开发周期缩短了25%;产品不良品率降低了50%;单位产值能耗降低了6.4%;单位产能用工节省了19.1%。为提升企业市场竞争力提供了有力保障。

来源:胡丹 刘娟 朱诚星 武汉裕大华纺织有限公司

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