MES設(shè)備管理功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（1）

對(duì)于設(shè)備，其管理的兩個(gè)維度是設(shè)備績(jī)效和設(shè)備維保。其中，設(shè)備績(jī)效是找到設(shè)備創(chuàng)造增值生產(chǎn)的改進(jìn)空間，設(shè)備維保是為設(shè)備更長(zhǎng)期處于增值生產(chǎn)創(chuàng)造條件。（本文為MES系列文章的「設(shè)備管理」主題第二篇）

? MES設(shè)備管理介紹（序）

01MES設(shè)備管理功能模型

由設(shè)備管理需求規(guī)范可以確定MES設(shè)備管理的功能模型，如圖3所示。原則上從兩個(gè)維度和三方向來規(guī)劃設(shè)備管理的功能。對(duì)于設(shè)備，其管理的兩個(gè)維度是設(shè)備績(jī)效和設(shè)備維保。其中，設(shè)備績(jī)效是找到設(shè)備創(chuàng)造增值生產(chǎn)的改進(jìn)空間，設(shè)備維保是為設(shè)備更長(zhǎng)期處于增值生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

圖3：MES設(shè)備管理功能模型

三個(gè)方向是按照數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)采集和處理、數(shù)據(jù)應(yīng)用三個(gè)層面來規(guī)劃詳細(xì)功能。在后續(xù)章節(jié)中，我們分別從設(shè)備績(jī)效和設(shè)備維保兩個(gè)維度，按上述三個(gè)層次描述MES設(shè)備管理的詳細(xì)功能設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

02設(shè)備績(jī)效管理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

整個(gè)設(shè)備績(jī)效管理是圍繞設(shè)備整機(jī)效率（OEE）展開。因此，先要對(duì)OEE有明確的認(rèn)識(shí)，才能清楚如何對(duì)設(shè)備進(jìn)行建模、如何采集和處理數(shù)據(jù)以及需要何種管理視圖。 毋庸置疑，任何設(shè)備不可能達(dá)到100%的運(yùn)行效率，因?yàn)榭偸谴嬖诠S放假以及在生產(chǎn)中的各種損耗，即時(shí)間損失、效率損失和質(zhì)量損失，如圖4所示。設(shè)備績(jī)效管理的目標(biāo)是找到改進(jìn)空間，即減少損失，把設(shè)備時(shí)間用在增值生產(chǎn)上。這就需要我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中記錄反映實(shí)際損失的相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖4：設(shè)備整機(jī)效率OEE示意圖

03設(shè)備建模

設(shè)備的計(jì)劃運(yùn)行時(shí)間來自于設(shè)備的班次模式，“生產(chǎn)日歷“模塊描述設(shè)備的計(jì)劃作息時(shí)間。關(guān)于“生產(chǎn)日歷”的功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)參閱前文“MES工單管理功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)”中關(guān)于“工廠建模”中的詳細(xì)描述，其功能完全相同，此處不再贅述。 設(shè)備有效運(yùn)行時(shí)間是去除非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，這就需要在使用設(shè)備時(shí)正確掌握設(shè)備的不同狀態(tài)持續(xù)時(shí)間。使用“狀態(tài)”模塊定義各種設(shè)備狀態(tài)。為做進(jìn)一步改進(jìn)，需要將非計(jì)劃停機(jī)分類，以便弄清是屬于技術(shù)類停機(jī)還是管理不當(dāng)造成的停機(jī)。因此，采用“資源績(jī)效賬戶（RPA）”模塊過賬不同的設(shè)備狀態(tài)。

圖5：設(shè)備狀態(tài)配置和RPA分配及KPI計(jì)算示例

在分配RPA時(shí)的一個(gè)原則，就是只有一種狀態(tài)可以分配給RPA11賬戶。比如，當(dāng)注塑機(jī)開、合模的狀態(tài)可以定義為“生產(chǎn)”狀態(tài)，并過賬到RPA11中，而狀態(tài)“電氣故障”和“控制裝置故障”都?xì)w結(jié)為RPA2。 在實(shí)際應(yīng)用中，客戶沒必要在一開始就定義太多的設(shè)備狀態(tài)。一方面，大部分狀態(tài)是無法自動(dòng)采集，需要工人分配。狀態(tài)越多，操作越多。另一方方面，如果客戶沒有較好的措施去管理，另一方面 盡管采集不良品數(shù)量就可以確定質(zhì)量損失，在設(shè)備建模時(shí)，可以進(jìn)一步建立不良原因，以便從設(shè)備維度分析不良分布，為質(zhì)量改進(jìn)提供依據(jù)。

圖6：設(shè)備不良原因配置示例

以圖6為例，配置了一個(gè)“尺寸偏差”的原因，并且在工作場(chǎng)地選項(xiàng)中分配給“SYSTEM”，這表明這個(gè)不良原因適用于所有設(shè)備。如果這是某臺(tái)設(shè)備特有的不良原因，則需要在這個(gè)選項(xiàng)中指定設(shè)備名稱。其次，這個(gè)不良原因的類型是“次品”，則當(dāng)工人報(bào)工時(shí)選擇此類不良，系統(tǒng)自動(dòng)將數(shù)量歸結(jié)為次品數(shù)量。在類型選項(xiàng)中還可以定義為“返工”，則報(bào)工時(shí)歸結(jié)為返工數(shù)量；若定義為“批次”，則系統(tǒng)在工人報(bào)工后將此不良原因做為關(guān)聯(lián)批次的質(zhì)量狀態(tài)。

04生產(chǎn)控制 在使用設(shè)備的生產(chǎn)工序中，需要定義相關(guān)屬性，以確保設(shè)備按規(guī)則使用。如圖7所示“設(shè)備生產(chǎn)控制”模型，描述了與設(shè)備使用相關(guān)的工序、工人、物料和設(shè)備通信相關(guān)的屬性。 圖7中的例子說明該設(shè)備可以同時(shí)加工2個(gè)工序，比如在注塑加工汽車后視鏡時(shí)，可以使用一套模具同時(shí)生產(chǎn)左、右后視鏡。班次結(jié)束時(shí)，自動(dòng)注銷已登錄的工人。在排產(chǎn)時(shí)，需要考慮設(shè)備的可用性和工人數(shù)量。工人在操作設(shè)備時(shí)需要驗(yàn)證工人資質(zhì)。該設(shè)備生產(chǎn)時(shí)，不受批次管理約束，消耗和產(chǎn)出物料自動(dòng)平衡物料緩存區(qū)。當(dāng)物料消耗或產(chǎn)出達(dá)到一定程度時(shí)，將出發(fā)物料運(yùn)輸工單。 此外，采集設(shè)備的周期信號(hào)做為設(shè)備“生產(chǎn)”狀態(tài)和產(chǎn)出數(shù)量。如果周期信號(hào)延期120%，自動(dòng)切換到“停機(jī)”狀態(tài)。 在調(diào)試生產(chǎn)時(shí)，設(shè)置設(shè)備為“鎖定”，此時(shí)產(chǎn)出的數(shù)量作為次品過賬。當(dāng)產(chǎn)出達(dá)到目標(biāo)數(shù)量時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)自動(dòng)結(jié)束工序，需要工人確定。

圖7：設(shè)備生產(chǎn)控制模型

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① MES工單管理 ?以工單為核心的MES系統(tǒng)設(shè)計(jì)

?MES工單管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（1）

?MES工單管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（2）

?MES工單管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（3）

?MES工單管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（4）

②MES生產(chǎn)調(diào)度

?MES生產(chǎn)調(diào)度任務(wù)模型（序）

?MES生產(chǎn)調(diào)度功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（1）

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?MES生產(chǎn)調(diào)度功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（3）

?MES生產(chǎn)調(diào)度功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（4）

審核編輯 ：李倩