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摘要：

結(jié)合空間光學(xué)遙感器實際生產(chǎn)業(yè)務(wù)情況，分析了整個加工生產(chǎn)車間管理的現(xiàn)狀以及存在的問題，梳理了光學(xué)遙感器制造執(zhí)行系統(tǒng)（ManufacturingExecutionSystem，MES）的生產(chǎn)需求，提出了面向空間光學(xué)遙感器生產(chǎn)的MES體系結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵技術(shù)包括基于統(tǒng)一產(chǎn)品基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制造類物料清單（BillofMaterial，BOM）管理、面向多專業(yè)特點的制造過程協(xié)同管理和面向閉環(huán)的生產(chǎn)過程實時監(jiān)控，并介紹了目前的應(yīng)用實施效果。

關(guān)鍵詞：

空間光學(xué)遙感器；生產(chǎn)管理；制造執(zhí)行系統(tǒng)；集成應(yīng)用

1引言

隨著航天產(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜程度的增大，使用交付時間的縮短等情況逐漸增多，對航天企業(yè)制造能力提出了更高的要求，傳統(tǒng)的排產(chǎn)、資源調(diào)配等粗放式管理不僅降低了生產(chǎn)效率，也無法實現(xiàn)精益制造的管理要求?？臻g光學(xué)遙感器的生產(chǎn)過程存在多型號并行研發(fā)和交產(chǎn)的現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)計方案頻繁變化，令后續(xù)加工工藝、物料、設(shè)備資源等需求也必須快速反應(yīng)，隨之變化。同時，在某型號部分生產(chǎn)任務(wù)急迫的情況下，就會存在加塞生產(chǎn)的現(xiàn)象，打亂了原生產(chǎn)計劃。離散型制造模式在嚴(yán)格的型號質(zhì)量要求前提下，提高生產(chǎn)效率，保證時間節(jié)點，需引進以實現(xiàn)設(shè)計、制造、管理一體化的集成制造為目標(biāo)的[1]，滿足行業(yè)需求的MES。MES體現(xiàn)一種生產(chǎn)模式，把產(chǎn)品制造系統(tǒng)的計劃、進度、追蹤、物料、質(zhì)量、設(shè)備等一體化管理[2]。航天企業(yè)實施應(yīng)用MES，可以對整個加工生產(chǎn)進行監(jiān)控，管理資源可以更靈活地制定生產(chǎn)計劃，提高生產(chǎn)效率；跟檢零件工序級，生成完整的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)包；記錄每個加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)執(zhí)行人、操作時間、操作內(nèi)容，可以有效地進行生產(chǎn)過程中的追溯管理。這里針對航天空間光學(xué)遙感器的生產(chǎn)特點，介紹其MES的應(yīng)用情況。

2面向空間光學(xué)遙感器生產(chǎn)的MES體系結(jié)構(gòu)

2.1現(xiàn)狀分析航天產(chǎn)品的研發(fā)是一個龐大的系統(tǒng)工程，各型號有嚴(yán)格的時間節(jié)點控制要求和產(chǎn)品保證要求，各個分系統(tǒng)與整星之間的信息交互頻繁，由于技術(shù)狀態(tài)變化引起的設(shè)計與制造協(xié)同過程復(fù)雜，涉及的專業(yè)也多種多樣?？臻g光學(xué)遙感器的生產(chǎn)過程可按專業(yè)劃分多個制造單元，如機加、電裝、部裝、總裝、復(fù)材、光加等，通過詳細(xì)調(diào)研，歸納總結(jié)各專業(yè)生產(chǎn)過程中遇到的問題，主要包括：a.生產(chǎn)過程中計劃執(zhí)行狀態(tài)管理存在困難：由于專業(yè)流程復(fù)雜，每個生產(chǎn)加工任務(wù)的時間都是確定的，但專業(yè)內(nèi)部和跨專業(yè)的生產(chǎn)過程具有不透明性，需要計劃員耗費大量的精力去關(guān)注、協(xié)調(diào)實際生產(chǎn)內(nèi)外存在的問題；在生產(chǎn)過程中，如不能實時關(guān)注計劃的執(zhí)行情況，就很難掌握各種設(shè)備資源的動態(tài)使用情況；管理人員如不能及時掌握各個專業(yè)生產(chǎn)加工任務(wù)的進展、執(zhí)行情況，就不能為后續(xù)生產(chǎn)加工計劃提供合理有效的加工周期。b.產(chǎn)前準(zhǔn)備效率需提高：在型號加工生產(chǎn)前，調(diào)度、計劃員等相應(yīng)人員，需要根據(jù)各個型號的生產(chǎn)加工任務(wù)或任務(wù)變更動態(tài)協(xié)調(diào)相應(yīng)資源，依據(jù)協(xié)調(diào)后的資源進行排產(chǎn)，造成計劃編制量大，難度也同時加大；生產(chǎn)要素輸入和生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在脫節(jié)問題，圖紙、料單、技術(shù)要求等不能快速下發(fā)到生產(chǎn)部門組織生產(chǎn)加工；設(shè)備實際操作工時的不確定性造成生產(chǎn)加工任務(wù)的有效工時不準(zhǔn)確。c.質(zhì)量數(shù)據(jù)包需更有效、實時地隨生產(chǎn)過程流轉(zhuǎn)：在型號加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，采用跟檢及終檢的方式，每一級檢驗都需要填寫相應(yīng)的檢驗信息，有時生產(chǎn)和檢驗人員在產(chǎn)品交檢后獲取檢驗數(shù)據(jù)不及時。

2.2體系結(jié)構(gòu)航天企業(yè)在實施離散型MES時，由于產(chǎn)品涉及的專業(yè)與復(fù)雜程度的不同，研究重點也不同，有研究工時管理、設(shè)備監(jiān)控、作業(yè)調(diào)度等方面的[3，4]。空間光學(xué)遙感器這樣復(fù)雜的航天產(chǎn)品，不僅要考慮其光、機、電、熱、復(fù)材等多專業(yè)及多角色管理的特點，還要結(jié)合航天產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)控制要求，從企業(yè)實際出發(fā)，整合現(xiàn)有信息資源，采用先進信息技術(shù)，以較低的成本，高效構(gòu)建向上能承接項目計劃、向下能連接專業(yè)級生產(chǎn)單元生產(chǎn)計劃的MES。根據(jù)以上定位構(gòu)建如圖1所示的MES體系結(jié)構(gòu)，分為三個層次。a.表示層：面向航天企業(yè)科研生產(chǎn)管理多技術(shù)角色的特點，為如型號調(diào)度、生產(chǎn)調(diào)度、外協(xié)調(diào)度、生產(chǎn)計劃員、核算員等多種類型的用戶提供不同的用戶界面；b.功能層：圍繞空間光學(xué)遙感器的多專業(yè)生產(chǎn)流程，包含系統(tǒng)配置管理、資源管理、產(chǎn)前準(zhǔn)備、工序計劃、工序執(zhí)行、產(chǎn)品檢驗和查詢監(jiān)控七個模塊。系統(tǒng)配置管理和資源管理模塊體現(xiàn)了MES的可配置性，尤其是多專業(yè)流程定制功能，為多專業(yè)生產(chǎn)協(xié)同管理提供了可能，也能為單件、小批量特點的航天產(chǎn)品提供不同的解決方案。在此基礎(chǔ)上，基于統(tǒng)一的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹構(gòu)建制造BOM，所有生產(chǎn)加工任務(wù)都掛接在產(chǎn)品樹上，并按照產(chǎn)品分類，建立按專業(yè)生產(chǎn)的管理模式。在各個專業(yè)流程中涵蓋所有生產(chǎn)相關(guān)業(yè)務(wù)點，通過流程化管理模式清晰、實時地展現(xiàn)任務(wù)執(zhí)行進展情況，體現(xiàn)每個業(yè)務(wù)點執(zhí)行的具體操作。在工序計劃分解和執(zhí)行階段，生產(chǎn)調(diào)度按照工序信息進行排產(chǎn)，并自動流轉(zhuǎn)執(zhí)行。在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中，質(zhì)量部門將實時記錄質(zhì)量數(shù)據(jù)到系統(tǒng)中，最終形成質(zhì)量數(shù)據(jù)包，并實現(xiàn)對整個產(chǎn)品質(zhì)量體系的閉環(huán)管理。c.數(shù)據(jù)服務(wù)層：是系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。一方面提供通過數(shù)據(jù)采集與對象感知等技術(shù)獲取的現(xiàn)場加工檢測設(shè)備、物流設(shè)備、制造資源等實時生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)；另一方面，提供集成數(shù)據(jù)，包含通過集成接口獲得的外部業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，集成關(guān)系如圖2所示。MES可提供與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、計劃管理系統(tǒng)、工藝管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)的可擴展接口實現(xiàn)其功能。

3MES在生產(chǎn)管理中的關(guān)鍵應(yīng)用

3.1基于統(tǒng)一產(chǎn)品基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制造BOM管理MES中的加工任務(wù)涉及不同產(chǎn)品，為滿足設(shè)計與制造的協(xié)同要求，MES通過和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫集成，完整獲取產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)信息，這些信息主要包括名稱、屬性、層級關(guān)系等。生產(chǎn)管理部門依據(jù)此信息以及實際加工、裝配、質(zhì)量等要求，考慮工藝實際情況，在產(chǎn)品基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加或刪除節(jié)點，將其屬性繼承到每個任務(wù)相應(yīng)的屬性中，并擴展相關(guān)屬性，建立制造BOM，用于管理不同的加工任務(wù)，如圖3所示。設(shè)計和制造部門通過產(chǎn)品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫提供的統(tǒng)一的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)信息開展工作，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、項目計劃管理系統(tǒng)、MES以此為依據(jù)管理系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設(shè)計與制造的一體化管理。設(shè)計和制造部門通過產(chǎn)品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫提供的統(tǒng)一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)信息開展工作，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、項目計劃管理系統(tǒng)、MES以此為依據(jù)管理系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設(shè)計與制造的一體化管理，如圖4所示。

3.2面向多專業(yè)特點的制造過程協(xié)同管理基于MES與科研綜合管理相關(guān)系統(tǒng)的集成可以實現(xiàn)多專業(yè)制造過程協(xié)同生產(chǎn)管理模式，如圖5所示。在產(chǎn)前準(zhǔn)備階段完成光、機、電、熱、復(fù)材等多專業(yè)項目計劃、設(shè)計、工藝、原材料、定額工時等相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，在工序計劃管理階段，由生產(chǎn)調(diào)度根據(jù)不同專業(yè)在各生產(chǎn)單元安排生產(chǎn)，在工序執(zhí)行階段，由班組領(lǐng)取并執(zhí)行任務(wù)，同時進行產(chǎn)品檢驗。a.基于MES與項目計劃管理系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)空間光學(xué)遙感多專業(yè)制造流程的統(tǒng)一計劃管理。型號調(diào)度在項目計劃管理系統(tǒng)中啟動與生產(chǎn)相關(guān)的項目計劃，并下達(dá)到MES，由MES將任務(wù)細(xì)化，再匯總至生產(chǎn)部門的周計劃中進行生產(chǎn)能力平衡，生產(chǎn)部門計劃員調(diào)整后形成周計劃。通過系統(tǒng)間的集成，型號調(diào)度可以在項目計劃管理系統(tǒng)實時查看計劃執(zhí)行情況，進行實時監(jiān)控管理。執(zhí)行過程中每一階段完成的狀態(tài)自動同步到項目計劃管理系統(tǒng)中，打通了計劃數(shù)據(jù)流和執(zhí)行數(shù)據(jù)流，如圖6所示，避免了生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)“黑盒子”，能夠為科研生產(chǎn)管理部門和生產(chǎn)部門及時、有效的提供數(shù)據(jù)信息。MES接收型號主生產(chǎn)計劃后，按照各專業(yè)流程啟動各生產(chǎn)單元的任務(wù)，進行工序計劃管理。為了滿足生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求，生產(chǎn)部門的計劃員結(jié)合生產(chǎn)制造過程中的人員、設(shè)備、場地等資源情況，按主計劃分解車間計劃，生成可執(zhí)行的工序級任務(wù)。在MES中可以清晰地看到主計劃、工序級計劃的流轉(zhuǎn)情況。其中，針對生產(chǎn)計劃的分解是動態(tài)的、滾動式的排產(chǎn)過程，從而能夠更合理地安排生產(chǎn)加工任務(wù)，提高排產(chǎn)的合理性、準(zhǔn)確性。計劃員排產(chǎn)后，MES會將加工任務(wù)推送給生產(chǎn)調(diào)度，進行工序執(zhí)行管理，由生產(chǎn)調(diào)度將加工任務(wù)分派給加工班組長，班組長根據(jù)實際情況安排具體操作人員加工生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況，操作員在領(lǐng)任務(wù)、交任務(wù)的過程實現(xiàn)刷卡管理，通過讀取員工卡信息，可以在系統(tǒng)上記錄每道工序具體誰操作、工序開始時間、工序結(jié)束時間等信息。同時，操作者在生產(chǎn)過程中，可以實時通過MES查看生產(chǎn)加工信息、技術(shù)要求、圖紙等信息。b.基于MES與物資系統(tǒng)、工藝管理系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)產(chǎn)前準(zhǔn)備管理。在型號加工生產(chǎn)前，需要完成相應(yīng)的產(chǎn)前準(zhǔn)備，才能保證生產(chǎn)工作的順利開展。產(chǎn)前準(zhǔn)備主要包含圖紙的歸檔和分發(fā)、物料的齊套、工裝的準(zhǔn)備、工藝文件的編制等。在MES生產(chǎn)流程中，依據(jù)專業(yè)配置流程，并為流程中各角色設(shè)置相應(yīng)的操作點，相關(guān)人員可以在任務(wù)發(fā)起后在工位上刷卡領(lǐng)取任務(wù)，提前進行產(chǎn)前準(zhǔn)備，執(zhí)行完成后刷卡提交工作。生產(chǎn)管理人員可以實時查看任務(wù)流轉(zhuǎn)情況。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的受控電子文件隨流程流轉(zhuǎn)至生產(chǎn)部門，便于隨時查看。工藝人員根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)在工藝管理系統(tǒng)中進行工藝編制和審簽。工藝文件是生產(chǎn)執(zhí)行過程中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)若不能被企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)共享，將會使工藝設(shè)計過程與計劃、生產(chǎn)等脫節(jié)，無法為企業(yè)內(nèi)部其他系統(tǒng)提供有效的工藝信息。通過工藝管理系統(tǒng)和MES的集成，MES能夠自動獲取相應(yīng)加工任務(wù)的工藝路線與詳細(xì)工序內(nèi)容，同時還能獲取質(zhì)量信息。針對MES中按專業(yè)管理生產(chǎn)流程的模式，工藝管理系統(tǒng)也按照專業(yè)給MES傳遞工藝信息，使MES能夠有序組織生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量可追溯，從而使系統(tǒng)能夠動態(tài)、準(zhǔn)確地跟蹤整個加工生產(chǎn)過程。物資人員依據(jù)流轉(zhuǎn)的料單信息同時在物資系統(tǒng)中進行物料配套。物資系統(tǒng)存儲了生產(chǎn)加工過程中需要的各種原材料、主要包括標(biāo)準(zhǔn)件、金屬件、非金屬件、元器件等信息，MES在各專業(yè)流程執(zhí)行過程中有專門的備料、領(lǐng)料環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)與物資系統(tǒng)集成，進行同時備料，并自動獲得各原材料的相關(guān)信息，并生成領(lǐng)料單。在電裝流程中，需要生成裝機清單，其元器件信息通過條碼掃描方式獲取，實時從物資系統(tǒng)中自動獲取到元器件的批次、規(guī)格等信息。c.基于MES與工藝管理系統(tǒng)的集成，啟動檢驗管理流程，在MES中進行產(chǎn)品檢驗管理。每道工序加工完成，操作者提交任務(wù)，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)進行班 組分工，由班組長分派任務(wù)，檢驗班組長根據(jù)實際情況安排檢驗員檢驗，檢驗員可以在領(lǐng)任務(wù)、交任務(wù)時刷卡，系統(tǒng)自動將檢驗員信息和時間記錄到質(zhì)量跟蹤卡，為日后信息追溯留依據(jù)。對合格工序，自動生成帶檢驗章的質(zhì)量跟蹤卡，所有檢驗數(shù)據(jù)形成質(zhì)量數(shù)據(jù)包記錄到MES中，為質(zhì)量管理系統(tǒng)分析、追溯提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。當(dāng)檢驗員發(fā)現(xiàn)檢驗不合格時，可以在系統(tǒng)中發(fā)起不合格品流程，從而使整個產(chǎn)品的加工形成有效的閉環(huán)。

3.3面向閉環(huán)的生產(chǎn)執(zhí)行過程監(jiān)控面向閉環(huán)的生產(chǎn)執(zhí)行過程主要以產(chǎn)前準(zhǔn)備、計劃執(zhí)行為核心，整個加工過程圍繞這兩方面展開，所有加工流程中涉及到的角色可以通過流程跟蹤生產(chǎn)進展?fàn)顟B(tài)，并按照計劃執(zhí)行相關(guān)的工作，流程執(zhí)行過程中能夠?qū)崟r監(jiān)控派工情況、執(zhí)行反饋等信息，對各專業(yè)生產(chǎn)單元的加工流程實現(xiàn)閉環(huán)管理。后續(xù)，在各專業(yè)制造單元基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)物聯(lián)制造環(huán)境，通過傳感器技術(shù)實時反饋現(xiàn)場數(shù)據(jù)，除條碼外，安裝RFID等感知設(shè)備，建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，再基于數(shù)據(jù)處理技術(shù)，為MES各應(yīng)用功能模塊提供所需監(jiān)控數(shù)據(jù)，并通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，提前預(yù)警現(xiàn)場問題，管理人員可實時調(diào)整現(xiàn)場資源，優(yōu)化生產(chǎn)流程，使生產(chǎn)過程閉環(huán)可控。

4應(yīng)用情況

空間光學(xué)遙感器生產(chǎn)管理過程中應(yīng)用MES，它向上承接項目計劃管理系統(tǒng)，向下集成各生產(chǎn)單元，可作為數(shù)字化制造平臺的核心管理系統(tǒng)，主要實現(xiàn)基于統(tǒng)一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的加工任務(wù)管理、加工車間分解計劃及工序執(zhí)行管理、制造資源管理、加工任務(wù)派發(fā)管理、生產(chǎn)加工任務(wù)過程監(jiān)控等功能，目前二期建設(shè)完成，型號全面上線應(yīng)用情況如下：a.基于統(tǒng)一的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的任務(wù)管理，使任務(wù)管理更加清晰，生產(chǎn)部門能夠獲得準(zhǔn)確的產(chǎn)品信息，避免設(shè)計人員和生產(chǎn)部門使用的產(chǎn)品數(shù)據(jù)不一致。b.在生產(chǎn)執(zhí)行過程中，通過承接型號主生產(chǎn)計劃，細(xì)化可執(zhí)行的生產(chǎn)計劃，使計劃具有層級，操作性更強；通過計劃的執(zhí)行，實現(xiàn)實時監(jiān)控、實時反饋，使計劃執(zhí)行透明化。c.在生產(chǎn)執(zhí)行過程中，通過計劃的執(zhí)行，使制造資源的使用情況一目了然，避免了制造資源的浪費和沖突。d.加工任務(wù)派發(fā)通過刷卡管理，更方便地記錄了每道工序的操作人員和開始、完成時間，提高了加工效率，可以更準(zhǔn)確地記錄每個操作人員具體的實作工時信息。e.通過MES的可擴展性，可以與相關(guān)系統(tǒng)集成，更方便、準(zhǔn)確地獲得生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要的數(shù)據(jù)，同時，能夠為其他系統(tǒng)提供生產(chǎn)過程中記錄的有效數(shù)據(jù)。

5結(jié)束語

作為航天離散制造型企業(yè)，MES發(fā)揮了計劃與生產(chǎn)單元之間的承上啟下作用，是企業(yè)整個數(shù)字化鏈路非常重要的紐帶?？臻g光學(xué)遙感器包含多專業(yè)生產(chǎn)流程，通過MES的應(yīng)用實施，打通了從生產(chǎn)計劃到產(chǎn)品加工整個價值鏈、全生命周期的管理和監(jiān)控。通過MES和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、工藝管理系統(tǒng)、項目計劃管理系統(tǒng)、物資系統(tǒng)等的集成，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程數(shù)字化和規(guī)范化管理，提升各個系統(tǒng)傳遞數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，從而促進了整個生產(chǎn)過程的效率和質(zhì)量。后續(xù)，還將應(yīng)用MES打通生產(chǎn)單元內(nèi)部的信息鏈路，深入到智能設(shè)備層，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進的智能制造技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的精益生產(chǎn)模式。

參考文獻

1柴天佑，鄭秉霖，胡毅，等.制造執(zhí)行系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].控制工程，2005，12(6)：505～510

2王麗虹，成平，楊冬.建立軍品電子裝聯(lián)MES系統(tǒng)[J].制造業(yè)自動化，2013，35(7)：22～25

3莫建亮.航天生產(chǎn)計劃管理及車間作業(yè)調(diào)度問題的研究[D].西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文.2006

4陳少平，陳卓寧，徐同明，等.基于MES的航天軍工離散機加車間工時管理研究[J].制造業(yè)自動化，2014，36(4)：47～51

作者：車穎 郭鋒 單位：北京空間機電研究所