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制造执行系统(MES)在航空制造企业中的应用
1.引言随着国际形势的变化，“立足于打赢一场未来可能发生的高技术条件下的局部战争”，国防企业面临快速开发高新技术武器装备的紧迫要求。对军方需求的快速响应性已经成为完成国家重点任务的能力秘企业生存的一个重要标志。中国空空导弹研究院隶属于航空一集团，是一个以科研为主，并具有批生产能力的空空导弹武器研究与发展的综合性院所，目前承担了雷达产品、红外产品、激光产品等多个型号导弹的研制与生产，技术难度大，任务重。传统的研制和生产组织模式已无法满足其繁重的生产任务。因此，从1995年起空导院开始引进AEPCS生产管理系统，成功的实现了以主生产计划、物料需求计划、库存管理为核心的ERP应用，保阵了生产物资的供应，改善了生产和物资库存控制的现状，提高了其生产和物资管理水平和经济效益。但是，任何一个ERP系统都是形成了一个企业内部的价值链与供应链，并进行有效地管理，而对于企业车间级的计划调度、生产过程控制、生产成本、质量及车间设备等方面的管理难以实现，在车间生产管理方面造成了以下问题:1.计划编制不科学。每季度生产部下达计划后车间计划人员大多数情况下根据车间以往的生产能力，及自身经验对该计划进行分解排产。这样制定出的计划可执行性差，并且在执行过程中可调整性也不好。2.由于计划编制就存在问题，从而容易引起生产过程的混乱。计划员对车间设备能力估计不足，导致能力的冲突，造成设备、人员闲忙不均。另外，由于没有很好的服踪机制，物料在加工传递过程中会出现丢失现象，从而也影响了生产的正常进行。3.目前，空导院的产品急需装备部队，上级领导随时随地都要清楚的了解当前各型号产品的生产情况，而对于车间主管领导他们不仅要对生产情况有总体上的把握，还要对本车间的关键件、关键设备重点监督，确保配套任务的完成。另外原有的AEPCS系统查询方式单一，很难满足多样化、灵活性的查询。因此，空导院急需一个适于产品快速开发和批生产的车间生产管理系统，以更好的管理和控制整个生产流程。通过长期调研，空导院决定利用先进的制造执行系统MES，结合已有的ERP系统探索出一套有空导院特色的“ERP+MES”的生产管理系统，进一步提升生产管理水平。于是，从2001年起空导院与北京航空航天大学联合开发并在两个机加车间实施了MES系统——中国空空导弹研究院制造执行系统，并取得了一定的效果。

2.中国空空导弹研究院制造执行系统的功能及解决方案2.1系统构成车间接受中心ERP系统的MPS/MRP产生主生产计划和项目系统产生的试制任务，将这些任务进行详细的计划与生产排序后，下达到工作中心或生产线，然后释放、跟踪确认生产计划；同时车间将生产制造过程中的任务执行、设备、制造资源等状态信息实时反馈给上层系统，完成车间制造计划信息系统的闭环。最终通过实施车间级集成系统，与ERP系统构成闭环生产控制环节。2.2解决方案MES系统是企业计划管理和车间生产控制的桥粱，在功能上是ERP系统的延伸。为了弥补ERP系统在车间现场管理功能较弱的不足，该系统主要提供了以下解决方案：2.2.1有限能力计划与调度技术的应用车间计划/调度模块根据中心的生产计划和试制任务及车间的生产能力制定出生产计划（月、旬计划等）。由于采用有限能力计划技术，可以针对当前车间生产任务和能力的具体情况制定详细的作业计划，协调批生产与试制任务的组织与安排，及时的发现如能力不足、提前期不够等因素将引起的任务拖延和可能出现的生产问题。对己经下达但尚未开工的车间任务、按工艺路线编制工序计划，了解每个任务的最早（晚）开工时间及最早（晚）完工时间，对由系统生成的工序计划，允许车间计划员进行修改。在确定工序计划后，允许计划员按照最早开工时间法，最晚完工时间法和临界比法计算各工序的优先级，把某工作中心最早开工时间落在派工时间段上的工序。按优先级的高低进行派工排产。2.2.2报警与条码技术的应用计划编制科学合理使得汁划根据有可执行性，从而有效地减少了能力冲突，但关键资源、关键设备的冲突在所难免。通过系统预警提高计划调度人员对该设备的关注度，及时进行协调，尽早将冲突化解。通过对物料条形码的应用，实现车间物料的管理和数据的自动采集（如在制品信息、任务状态信息等），便于车间生产整个过程中物料的管理与追踪。2.2.3B/S结构，灵活性查询和可定制报表的应用系统采用B/S开发模式，减少了安装客户端的麻烦，使领导随时可以了解生产进度。系统支持利用图号、批号、名称、任务开始时间、结束时间等条件的独立查询及多条件的组合查询和模糊查询。系统根据生产计划、管理的要求生成各种统计、分析和报表，分配给具体的角色和用户。由专门的管理人员制定各种报表。并可根据要求添加、删除和更改，便于相关人员及时获取所需的信息。
2.3功能组成2.3.1车间作业管理车间级