通力论文集精选：MES 环境下制造企业工装全生命周期管理

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论文背景

本文重点介绍了制造企业在 MES 环境下工装全生命周期的思想、管理模式及系统总体功能。通过企业实践，实现工装的全生命周期管理可减少企业资金浪费，提高生产效率，使企业工装管理更趋于规范化。

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引言

工装是工艺装备的简称，即在生产制造过程中所使用的各种工具总称，包括模具、刀具、焊接夹具及各种工位器具等。工装作为制造企业中重要的辅助生产资源，是保证产品加工工艺和产品质量不可缺少的辅助设备，直接影响着企业的生产效率及经济效益。近年来 , 各加工制造业对工装的维护和保养越来越重视起来，所以规范企业的工装使用和管理，采取有效维护保养措施，可降低生产成本及提高产品质量，为顾客提供合格的产品，保证企业获得最好的经济收益。

02

MES 环境下工装全生命周期管理概述

作为企业生产资源的重要部分，工装工具管理与企业的生产计划及经营紧密相关。但是目前我国制造企业在工装管理中存在一定的缺陷，如工装管理方法不规范、工装定位不准确、以及缺少闭环管理等问题。因此需对制造企业工装的全生命周期管理系统进行研究，以达到对工装管理花费少、效率高的最佳效果。MES 与工装管理系统的关系如图1所示：

△ 图 1 制造执行系统与工装管理系统的关系

传统的工装管理起点是从制造工装的厂方将工装卖给用户企业开始管理的，本文所述系统的工装管理的起点是从制造厂或设计单位提出工装需求后进行工装的设计、制造及入库和使用到定检、报废的全生命周期过程，直至工装使用寿命结束并报废为止。

工装全生命周期管理

工装管理系统是对工装从计划采购申请到工装报废整个生命过程的管理，其架构如图2所示，总体可分为工装前期管理及工装后期管理，系统中以工装为核心，对工装整个生命周期中的入库、出库、借用、归还、修磨、校验、位置（定位）、遗失、报废等过程进行管理，并对整个过程数据进行统计生成报表，用于分析存储。

△ 图 2 工装全生命周期管理架构

工装全生命周期的前期管理

从工装开始规划到交付是工装全生命周期的前期阶段。此阶段对工装的可靠性及维修性有决定性作用，并且在工装前期管理中的投资费用较高，直接影响工装的可利用率及生产成本。工装前期管理主要包括工装的计划与投资预算、工装的设计与购置决策、工装调试等。

工装全生命周期的后期管理

从工装入库到报废是工装全生命周期的后期阶段。工装后期管理主要包括工装的档案、启用、停用、借用、归还、修磨、校验、遗失、盘点、报废等。

03

MES 环境下工装全生命周期管理系统设计

系统业务模型

MES 环境下的工装全生命周期管理包括工装从工装入库、仓库管理、状态管理、位置管理、报废等全生命周期的管控，在此期间各个环节紧密相连，为各个管理部门提供准确的工装使用情况，从而方便企业对工装做统筹管理，提高了企业的工装集成化、信息化水平。工装全生命周期管理系统业务模型如图3所示：

△ 图 3 工装全生命周期管理系统业务模型

系统功能设计

MES 环境下的工装全生命周期管理主要包括数据管理、业务管理以及统计和分析等功能。

△ 图 4 工装全生命周期管理系统功能架构

• 数据管理
  

数据管理主要用于管理工装的基本信息如：工装代号、工装名称、工装类型、规格、单价、仓库、在架架位、库存架位等。对于工装的特殊属性，工装管理系统分别按刀具、工装、量检具等类型进行分类管理和维护。在一物一码管理模式下，工装工具系统支持对每件物品建立相关档案。

• 业务管理

该模块对工装进行仓库管理、状态管理、位置管理、报废管理等，对工装的运行状态信息进行实时监控及汇总，同时根据工装统计报表对工装的生命周期做出判断，定时设定工装修磨 / 校验计划以提高工装的使用年限及精度。根据工装的具体出入库记录、使用状况、修磨 / 校验记录等信息，并结合实际生产经验，实现工装的修磨 / 校验计划的自动生成，并规范工装修磨、校验预警提示信息及异常处理措施。

• 库房管理

通过对工装库房管理，可实时监控工装的库存状态，以保证工装数量的准确无误；同时，通过与MES 系统其它功能的结合（如计划编制等），将工装库存信息实时传递给计划编制人员，在计划编制阶段，就进行工装的齐套检查，提高计划的准确性。

• 状态管理

通过对工装状态及位置的跟踪，可实时监控工装当前的状态信息及工装的位置信息，确保工装的可用及可查。并可根据工装的状态信息，提前进行修磨、校验预警，提高工装的可用率。通过对工装位置监控，可有效减少工装丢失情况的发生。

• 统计分析

根据工装管理过程中的业务和库存数据，综合统计工装各种信息，为工装管理考核、生产进度考核、工装借用情况分析提供数据依据。

系统关键技术

• 工装编码规则

正确的工装分类编码是实现工装统一管理的重要手段，工装编码要遵循可拓展性、稳定性、可操作性，以及唯一性等原则。目前的工装编码种类很多，如：采用通用的混合编码形式，具体为：单元码 - 类别码 - 组别码 - 主参数码 - 序列号码，各码间用连字符隔开。单元码是指工装所在的具体位置（车间等），可用大写汉语拼音字头表示，例如工装在“加工车间”则用“JGCJ”表示；类别码主要是指刀具、量具、模具等，可用大写汉语拼音字头表示，例如 “刀具”的类别码为“DJ”；组别码是指工装的种类，可用工装种类的大写拼音字头表示，例如镗刀的组别码是“TD”；主参数码表示工装最主要的加工参数，可用字母加数字表示。具体编码如图 5 所示：

△ 图 5 工装编码

• 工装标识

为方便工装管理，可在工装上添加标识，常见的标识方式有以下几种：

• 粘贴条码

• 激光打刻

• 金属铭牌

• RFID

• 状态预警策略

为保证工装的精度及提高工装的使用寿命，需要定期对工装进行校验及修磨，并对到达报废条件的工装进行报废处理。工装种类及数量非常多，为方便工装管理人员及时掌控每个工装的状态信息，系统可对每个工装的状态进行记录，并在达到预先设定的阀值时（如修磨 / 校验周期等），由系统将需要修磨 / 校验的工装进行汇总，并进行预警，提醒工装管理人员定期对工装进行修磨 / 校验。

△ 图 6 修磨 / 校验管理

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通力有限公司 Ablaze® TMS 系统介绍

Ablaze® TMS 工装工具管理系统是通力有限公司面向制造企业，全面覆盖其工装、量具、刀具业务管理的一体化解决方案。以工装、量具、专用刀具的一物一码管理模式为基础实现多库房业务管理。通过本系统，规范工装库房管理业务操作，系统提供丰富的库存统计报表等各种强大统计功能，完全可以满足各类机械企业对工装管理的各种需求。

△ 图 7 通力有限公司 Ablaze® TMS 功能架构

Ablaze® TMS 工装工具管理系统基于Oracle 数据库开发，采用目前最前沿的B/S 架构，充分利用Internet 技术，实现网络内工装信息共享，网络内任意一台计算机均可通过浏览器登录系统，可以让您轻松获得工装的最优资源配置，有效地降低劳动强度，降低生产中的工装成本，并在最短时间内完成工装准备，明显地提高工装利用率。

系统及基础档案管理

对工装工具的仓库基础数据进行设置管理，维护信息包括；仓库隶属于车间，仓库货架。在系统中，工装、刀具、量具按仓库、货架进行库存管理。

△ 图 8 工装档案管理

工装业务管理

业务管理模块实现对工装工具库房的基本业务管理，包括入库、上架、下架、调拨、借出、归还、领用、出库、生产准备等。

• 对工装、刀具、量检具的入库业务进行管理；
• 对库存在架的工装、刀具、量检具借出业务进行管理；
• 对借出物品的归还业务进行管理；
• 对库存物品进行仓库和仓库之间、货架和货架之间的调拨业务进行管理；
• 对库存物品出库业务进行管理；
• 班检管理模块对班检结果进行登记；
• 对库存中需要报废的工装、量检具、刀具进行报废业务管理；
• 对需要返修的工装进行过程和结果管理；
• 对库房盘点业务进行管理，并提供库存数据修正功能。

△ 图 9 工装出入库业务管理

统计和分析

根据业务和库存数据，综合计算统计工装当前状态，为工装管理考核、生产进度考核、工装借用情况分析提供数据依据。

△ 图 10 工装业务流水统计分析

统计和分析模块主要包括：工装库存台账、工装出入库统计、报废及报废率统计、超期预警统计及综合统计分析等。例如包括物品全年同时借出最大数量、物品年度/季度/月度报废频率、物品年度/季度/月度报废数量、物品工装返修次数、工装安全库存、工装年度 / 季度 / 月度平均借出数量、工装年度 / 季度 / 月度平均归还率、量具年度 / 季度 / 月度平均使用时间等。

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结束语

本文重点介绍了 MES 环境下工装全生命周期管理的必要性及方法，介绍了工装全生命周期管理实现的重要技术及总体功能模型，通过对工装全生命周期管理，可实现对工装管理的信息化、动态化，有效的解决工装的重复购置、利用率低等问题，同时，使工装管理业务实现闭环管理，并对计划编制等业务，提供了更精准的数据支撑。

编辑 / UFC Marketing

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