MES系统在模具智能制造中的应用

智能制造系统(IMS)是一种由智能设备和人类专家共同组成的人机一体化系统,它强调在制造环节中的可调节性和易更改性,借助计算机强大的运算能力模拟人类专家的思维方式,对生产过程进行信息采集、信息整理、信息判断、信息决策,以达到在生产过程中替代部分的人力劳动的目的。

模具智能制造车间 MES系统结构及特点分析

MES系统被应用于多个领域,不同领域的应用都反映出该领域的一些特点,根据 MES 在各个领域应用中相关企业的不同诉求,MES 应用的侧重点也不尽相同。虽然应用侧重点不同,但是 MES 应用的总体框架基本一致,即应用生产过程信息化管理的模式,对生产全过程进行信息采集,信息分析,信息判断,最终结合企业实际情况做出决策,以此达到生产制造智能化的目的。在模具生产领域,受模具外形独特性、模具生产数量差异性的影响,在生产过程中所需调配原料、技术、设备、人员有很大的不确定性,这严重影响到模具生产的生产过程管控。

针对以上问题开展研究,在某企业建立模具车间 MES信息化管控系统,该系统包括项目管理,生产管理,物料管理等功能,还集成了 CAD、CAM、CAE、CAPP 等相关的主流软件。其系统特点如下:

(1)多种数据采集技术,为工艺流程灵活配置,可以大幅降低使用成本。

(2)全面的数字化量化考核监管,丰富的实时生产绩效考核报表。

(3)满足离散流程工业的生产、品质、设备、工艺等全专业管控要求,支持大规模量产,加工过程全面受控。

(4)接口设计灵活,易与生产设备实现自动化接口,易与ERP 系统集成。

(5)业务考核规则可根据企业的实际情况进行配置,可任意修改,满足企业发展的需要。

(6)信息可视化管理,操作简洁,人机互动性强。

(7)机台稼动率达到 85%以上。

(8)重复性工作由计算机运算执行,人只做有创造性的工作。

(9)系统接口丰富,易于与其他平台对接,并可跨平台群集部署。

模具智能制造车间中MES的主要功能

(1)数据量化采集:将工作任务量化,将量化指标通过 MES系统上传管理平台,为平台的数据分析提供可靠依据。同时,在各工作站建立信息采集系统和高速可靠的信息传输网络,实时传输采集到的生产加工数据,为企业生产管控提供有效依据。

(2) 工序详细调度:通过在 MES 系统中进行 EBOM、PBOM 等操作对生产工序进行合理调配。根据实际生产需要,由 MES 自动调整生产设备的工作时序,避免设备闲置。设置生产优先级别,根据产品的各种属性特征,设置合理的生产调度逻辑,结合工艺要求自动的调配生产流程,实现生产效率的最大化,及设备利用率的最大化。解决生产过程中遇到设备使用冲突、资源调配不合理等问题,最大限度地节约生产时间。

(3)车间计划与排产管理:模具企业生产订单的机动性决定了生产的不确定性,MES 系统可以根据每天订单的变更及时地修改订单加工的方案,以达到柔性化生产的目的。

(4)加工修补:主要是在生产加工完成后,MES 自动的对生产出来的模具进行测量,将测量值与设定的参考值进行比较,对不合格品进行返修操作,通过反复的测量与修复,达到加工计精度的要求。

(5)生产过程管控:根据系统采集到的数字化信息,对生产过程进行实时监控,并参照设计好的预设值对当前值进行比较,及时纠正偏差,避免再次发生在生产过程中出现的问题。同时,对出现的偏差进行记录,供设备检修部门作为参考。

(6)人力资源管理:能实时反映每个工作岗位上,工作人员当前的工作状态,及时反映工作岗位的移动,为生产安排的调配,提供有力的依据。同时,对各个岗位的出勤情况进行管理,自动生成出勤报表,为人力资源部门提供可靠的出勤情况数据。

(7)维修管理:及时反映各工作站设备的工作情况,对需要维修的设备进行及时记录,为维修部门安排维修工作计划提供参考。维修部门可以通过 MES 上传每台设备的维修保养计划,保障生产部门的生产能够有序地进行。

(8)生产资源跟踪管理:应用二维码技术,在整个生产过程中,对原料进行管控、追踪。应用 RFID 技术,通过对智能芯片的读写,记录每一个加工工序过程中生产资源的去向。对物料的出库、入库进行全面的管理,确保生产过程中生产资源的有效利用。

(9)文档控制:对于大多数企业而言,生产工艺文件都是商业机密,为了避免商业机密的泄露,MES 系统通过设置各种权限来保障工艺文件的安全,将不同级别的工艺文件整理、分类,按需求发放给各个工作岗位。管理生产工艺文件、配方文件、加工图纸、加工工序等资料的使用,对发放文件的整个过程进行记录,满足文件可追溯性的要求。

(10)执行分析:通过 MES 系统提供的逻辑分析算法,计算出生产执行方案的可行性,对生产加工过程进行可行性指导,实时地对执行后的数据进行二次分析,通过分析报告的形式,将系统分析的结果上传到企业管理平台,指导生产企业及时发现并更正执行方案过程中的问题。

模具智能制造车间中 MES 系统工作流程的分析

根据模具智能制造的实际需求,MES 系统的总体工作流程为:3D 模型设计→导出 BOM→EBOM 编辑及发行→PBOM编辑及发行→工艺设计进行工艺卡编辑及上传→程序管理进行工序程序绑定→订单编辑→排程及自动化加工等。

结论

在智能制造企业中应用 MES,能够帮助企业实现智能化和精细化管理,降低了人力成本,提高了生产效率,是未来智能制造企业建设的趋势。通过数据量化采集、工序详细调度、车间计划与排产管理、加工修补、生产过程管控等功能实现智能制造过程的优化。所以,MES 的应用对智能制造企业的发展具有积极的意义。

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