一、A企业问题分析

A机械集团有限公司创建于1954年，集团占地面积25万平方米，员工580人，总资产5亿元。经过近70年的发展，目前已发展成为一家生产发动机缸体、通风机、柴油机和机械零部件的企业集团。企业秉承“以质取胜、以诚取信”的经营理念，凭借深厚的机械制造历史底蕴，生产的产品都获得了顾客的认可。

为了满足各类客户的不同需求，A机械集团有限公司的产品生产模式主要采用按订单设计（Engineer To Order，ETO）和按订单生产（Make To Order，MTO）两种模式。按订单设计是指产品为特定客户度身定制，这些产品有可能只生产一次，产品生产批量较小，但产品结构复杂，需要的原材料也多种多样，往往还需要大量的新材料、特殊组件、新工艺、新设备；按订单生产是接到客户订单之后再组织生产活动，需要根据客户订单的需求量和交货期来安排生产，生产产品具备批量小、种类多、交货期短、变化多等特点。

A机械集团有限公司的主营产品是汽车发动机缸体。该产品由两大模块组合而成，一部分是厂内自制的模块，以缸体毛坯为主，通过铣削加工形成发动机缸体主模块，另一部分是外购模块，外购模块需要配合厂内自制模块进行统一装配，并进行后续的热处理加工等工作。

基于现有产品特性及生产模式，企业在实际生产管理过程中主要面临以下问题。

（1）生产排程不够灵活优化。随着订单的碎片化、规模化，公司逐渐形成了订单驱动型和计划驱动型并存的混流生产管理模式，以往按照计划驱动型生产管理的传统排程方式已经无法满足企业要求。同时，由于车间生产计划的编制和调整均采用人工排产的方式，生产调度高度依赖于车间调度员个人的能力，导致无法保障生产计划的合理化。

（2）无法实现生产现场实时监控。由于缺乏有效的管控方式，车间现场作业计划的完成情况及相关异常无法实时反应，人员、设备、物料、质量、效率等各类信息不能共享，不透明。

（3）无法实现全过程无纸化的自动追溯。随着企业产品应用于丰田、大众、沃尔沃、福特、本田等品牌车型中，面对主机厂严格的质量管控要求，企业无法满足客户的溯源要求，无法快速精准地查询到每批次产品的所有相关溯源数据，如市场售后质量问题的反向追溯，原材料和配件质量多的正向追溯，车间制造质量问题向销售和原材料正反向追溯，加工设备、班次、批次、信息追溯、原材料材质、供应商自检、进货检验、制造过程检验及其他关键质量信息追溯等。

CYL-MES实施目标

二、CYL-MES实施目标

为了解决生产排产、生产过程管控、质量追溯等环节的管理痛点，进一步提升公司的生产管理水平，提升公司行业竞争能力和企业发展速度，A机械集团有限公司决定实施发动机缸体智能加工车间MES系统（简称CYLMES），逐步打造成发动机行业智能制造的先进企业。

企业参照制造业信息化先进理念和实践经验，充分结合自身体系规范、管理特点和生产车间实际需求，对缸体制造全过程信息化进行了全面的设计，形成了以MES为核心的生产管理整体规划方案，如图1－17所示。基于实施应用的整体效果考虑，公司决定按照“顶层规划、分步实施”的战略部署进行循序渐进的推进。

A机械集团有限公司希望通过持续深入的实施、应用、优化，实现企业级MES的全局、体系性应用，实现从传统管理方式到信息化全面管控的转变，并达成以下具体目标：

（1）重构生产执行层信息化架构，促进公司信息化总体架构优化。

（2）采用微服务理念的技术架构，实现业务流程的快速建模和功能实现，并支持快速升级。

（3）建立厂级数据中心，以元数据、主数据、编码中心理念重构数据体系。

（4）融合制度约束于系统功能，由事后查错转化为过程防错；建立车间级问题管理流程，促进公司问题管理体系建设。

（5）提升计划编制合理性、提升计划执行力。

（6）现场展示看板，实时监控生产计划执行情况，现场异常及变更能及时反馈并柔性调度。

（7）实现并优化车间设备维护管理业务流程，实现设备定检、巡检及故障风险报警。

（8）产品制造记录无纸化、产量报告无纸化，且自动进行绩效核算，能进行产能分析。

（9）构建单机质量BOM，实现产品质量快速追溯。

（10）实现车间外协项目投产和进度管理。

需求分析

三、CYL-MES需求分析

为了实现高效的企业运行，有效进行按单设计和按单生产，A机械集团有限公司对MES系统提出了具体的目标要求，在开发团队的帮助下，企业认真分析生产管理中存在的问题，从高效计划、柔性调度、生产过程实时管控、数据信息有效传递、质量追溯等方面梳理出对MES的功能需求。

1.生产作业计划与调度

（1）生产计划接收及分解。实现从ERP系统接收或者从相关人员手中导入生产计划，接收生产计划并将其分解为任务单元、平衡设备能力、指派加工设备、编制作业计划。主要包括对生产计划的编制、调整、查询；能力需求；设备能力负荷；物料需求；工具需求等。

（2）作业计划预编制。能够根据任务优先级、交货期、工艺流程、瓶颈资源等约束条件，结合现有计划生产进度、车间资源（人员、物料、设备、场地等）实施负荷情况，平衡能力，实现初步作业计划的自动生成。其中，数据接口负责与其他信息系统集成以获取需要的设备、人员、物料等信息；经验数据为调度提供合理数据；调度模块则封装了调度规则实现作业计划的初步生成。

（3）经验数据修正。通过分析采集对的数据对经验数据进行修正，以保证其实用性和准确性，根据产品的交货期和各阶段半成品的生产提前期制订车间的生产计划。

（4）作业计划执行与反馈。作业计划通过工单的形式下发到生产现场，车间工人按工单接受任务，并及时反馈工作进度和完工状态。工单管理需要有新建工单、复制工单、下发工单、终止工单、修改工单等功能。一旦接收生产任务，则生成工单，如果出现变动，工单可根据现场的情况进行修改、暂停或者终止收回。(www.daowen.com)

（5）作业计划变更与资源调度。当生产过程中发生异常情况（如订单进度调整变更、物料缺料、机器故障、计划变更、质量故障等）时，能根据实时数据随时对作业计划做出调整并对车间资源进行调度。功能涵盖工序合并、物料申请、首工件派工、转序单派工、生产控制、作业计划和物料补费等功能。

2.在制品管理

（1）利用条码等识别技术，记录在制品的入库和出库等操作。

（2）对线上的在制品生产信息及批次信息进行监控和跟踪。

（3）实时收集单位时间内每道工艺的原物料消耗、产能、机器负荷、标准工时、成本核算等。

（4）记录生产中每道工艺投入、完成、返修、不合格在制品数量，定期生产相关在制品统计报表。

3.生产过程追溯

（1）记录产品生产过程经过的路径、发生的问题、使用的物料。

（2）追踪到产品生产的相关责任人员，每一生产进行的时间。

（3）通过产品追查物料的供应商、批次等信息。

（4）根据物料追查影响的产品，并针对产品不同的状态进行及时的现场截留、停止发货或跟踪服务的处理。

4.车间质量管理

（1）对质量数据进行采集，把采集的数据进行质量状况分析。

（2）对每一道工序进行质量把关，质检人员将该工序的检测情况，录入相应的检验结果和检验数据。通过质量追溯过程，实现对关键件的质量跟踪。

（3）质量控制与反馈，质量返修信息录入与查询。实时统计缺陷分布、分析缺陷发生原因，及时触发纠正措施，降低质量波动和返修率。

（4）质量报警。出现质量问题时，按触发等级自动报警，同时将报警信息以邮件或短信方式发给相关层级的人员进行提醒处理。

（5）完整记录制程质量及返修过程信息，形成产品质量档案库，帮助实现质量问题的快速反馈和跟踪。

5.物料管理

（1）根据BOM结构，对生产计划进行物料的齐套性检查，触发对短缺物料的采购，并在物料无法获得时，调整生产计划，减少在制工单的缺料发生。

（2）依据生产计划的安排，提前安排物料备料，并按生产进度进行配送，根据生产现场发出的物料要料请求，及时进行物料补充配送。

（3）对线边物料进行管理，实现对物料的个体和批次在线推移、传递、消耗、转化等信息进行采集、记录、跟踪、整理、分析和共享等信息管理功能。现场缺料时，触发需求申请，拉动仓库及时补料。

6.报表管理

（1）对制造执行过程中的人员、物料、设备、质量等信息进行统计，并能与历史数据进行对比分析形成报表。

（2）实时统计分析在制品分布、产出、质量趋势、产线效率、计划完成情况等企业关注的信息。

7.数据采集、分析与集成

（1）通过扫描、自动读取、手工录入等多种方式采集生产过程中的大量数据。

（2）采集包括加工进度、完工记录、设备状态及运行参数等各种实时数据。

（3）关键采集部件的追溯信息。

（4）对生产过程关键数据要实时地进行统计分析。

（5）产品的工艺信息需要与PDM或者CAPP系统集成。

（6）生产计划、物料等信息需要与ERP系统集成，并能将工时、物料消耗等信息反馈给ERP等系统。

（7）设备、人员等信息需要从MES其他模块中获取。