隨著市場競爭越來越激烈,制造企業(yè)需要在產(chǎn)品召回、提高質(zhì)量、降低成本等各個方面進行提升。而這些方面的提升和改進,需要獲取企業(yè)生產(chǎn)過程中的各種可追溯數(shù)據(jù)。可追溯性是MES系統(tǒng)的一個重要特性,可追溯數(shù)據(jù)模型不僅可以完整記錄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù),還可以擴展到質(zhì)量追溯、采購追溯等方面,對企業(yè)制造過程控制和制造過程改進具有重要意義。
目前,制造企業(yè)信息化系統(tǒng)是由企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和過程控制系統(tǒng)(PCS) 3個支撐系統(tǒng)構成的體系結構。MES負責企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度和系統(tǒng)過程優(yōu)化,MES是流程工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié),在整個流程工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中起承上啟下的作用,是企業(yè)生產(chǎn)與管理活動的信息集成橋梁,非常有必要從企業(yè)全局的角度統(tǒng)一規(guī)劃面向整個生產(chǎn)執(zhí)行過程的的產(chǎn)品追溯數(shù)據(jù)管理。
MES功能描述中將追溯歸結為產(chǎn)品跟蹤和譜系,對于可追溯性也有各種要求:
1) 不僅要追溯組成產(chǎn)品的零部件批次情況,還要追溯產(chǎn)品批次的生產(chǎn)、運輸、儲藏等過程;
2) 可追溯性按追溯范圍可以分為外部可追溯性和內(nèi)部可追溯性,前者關注產(chǎn)品從供應鏈的一個環(huán)節(jié)轉移到下一個環(huán)節(jié)的相關信息,內(nèi)部可追溯性發(fā)生在企業(yè)內(nèi)部。關注從原材料采購到形成產(chǎn)品全過程的可追溯性,外部可追溯性的實現(xiàn)是以內(nèi)部可追溯性為基礎的;
3) 可追溯性是以對產(chǎn)品進行正確的標識為基礎的。
一、產(chǎn)品追溯模型
1、產(chǎn)品追溯數(shù)據(jù)模型實體對象
制造過程追溯數(shù)據(jù)采集是保證可追溯性的前提,從產(chǎn)品追溯到其生產(chǎn)過程,或者從原材料追溯具體生產(chǎn)過程直到形成產(chǎn)品等等,需要準確嚴格記錄其生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)和物料之間的組成變化數(shù)據(jù)等等。在產(chǎn)品追溯數(shù)據(jù)模型中有具體的實體對象來記錄這些數(shù)據(jù)信息,其中包含的實體對象主要分為以下幾部分:
1) 物料批次演繹關系
主要包括物料批次、物料批次組成關系等實體對象。這些實體對象記錄了物料批次之間產(chǎn)出與消耗的關系,以及物料批次之間的變化關系,比如:毛坯與零件之間的消耗關系、零件與零件之間的裝配關系和數(shù)量等等。
2) 生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)
主要包括零件生產(chǎn)任務、工序任務等等。這些實體對象的主要作用是用來控制生產(chǎn)過程的,指導生產(chǎn)活動的,并記錄實際的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。零件生產(chǎn)任務下達到車間,車間將其分解為工序任務,并指派具體人員和設備進行加工,加工完畢后,對完工情況數(shù)據(jù)進行采集。
3) 質(zhì)量數(shù)據(jù)
主要包括各種質(zhì)量檢測記錄,是指工序任務加工完畢之后,對工序加工質(zhì)量的檢測數(shù)據(jù)和產(chǎn)品整體的檢測數(shù)據(jù)。
4) 基礎數(shù)據(jù)
基礎數(shù)據(jù)部分主要包括產(chǎn)品定義、工藝路線、工序定義、設備、人員信息等等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是MES系統(tǒng)運行的基礎,也是追溯數(shù)據(jù)中不可或缺的。
2、產(chǎn)品追溯數(shù)據(jù)模型
產(chǎn)品追溯主要是對上述實體對象數(shù)據(jù)進行收集,依靠具體數(shù)據(jù)滿足追溯的需求,結合實體對象間的邏輯關系,生成產(chǎn)品追溯數(shù)據(jù)模型。
整個生產(chǎn)過程可以看做是一系列的將原材料、零件、部件等轉變成產(chǎn)品的活動。主生產(chǎn)計劃觸發(fā)了零件生產(chǎn)任務,并在車間被分解成為工序任務。
物料批次在生產(chǎn)過程中的消耗需要追蹤記錄下來,以便確認其生產(chǎn)成為了哪種產(chǎn)品。因此,需要將生產(chǎn)過程中的物料批次之間建立關聯(lián)關系。當整個生產(chǎn)活動利用這種方法關聯(lián)起來的時候,就會生成一個多層次的物料批次清單。多層次批次清單在結構上與多層次的物料清單(BOM)非常相似。
在實際生產(chǎn)過程中,經(jīng)常會發(fā)生物料批次合并的情況,比如,在生產(chǎn)過程中,某工序需要的加工數(shù)量非常大,多個物料批次就會被合并成一個數(shù)量更大的批次。無論是什么原因造成的物料批次合并,物料批次追蹤必須將其記錄下來。因此,新生成的批次必須有獨一無二的標識,而且它與被合并物料批次之間的合并關系,也要被記錄下來。
除了批次合并,生產(chǎn)過程當中也會由于某些原因而進行批次分解。生產(chǎn)過程中經(jīng)常會根據(jù)前工序的生產(chǎn)質(zhì)量情況,將一個批次分解為兩個獨立的批次,一個批次的零件時合格的,另外一個批次的零件時不合格的。同樣,新生成的物料批次也需要有獨一無二的標識,并同時與被分解的物料批次之間建立關聯(lián)關系。
在產(chǎn)品定義中,物料總是被規(guī)定按照標準的工序進行加工。但在實際執(zhí)行過程中,產(chǎn)品追溯要求記錄加工過程中具體發(fā)生的數(shù)據(jù),而不是標準工序中的數(shù)據(jù)。因此,每一步的工序任務都可以關聯(lián)到一個具體物料批次上。而且,工序任務也必須與加工設備和操作人員進行關聯(lián)。
在每道工序加工完畢之后,總是要對加工完畢的物料進行檢測,以確定是否達到加工要求。在檢測過程中,會生成檢測數(shù)據(jù)記錄,這些數(shù)據(jù)記錄都必須與工序任務關聯(lián)起來,并可以被追溯查詢。
二、結束語
可追溯性是衡量MES的重要標準之一,可以結合條碼和RFID等自動識別技術對現(xiàn)場進行實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)資源跟蹤管理。從本質(zhì)上而言,產(chǎn)品追溯并不能直接對產(chǎn)品質(zhì)量有促進作用,但是它能在跟蹤產(chǎn)品、生產(chǎn)過程、質(zhì)量控制等領域發(fā)揮重要作用,輔助企業(yè)解決其在各個層面遇到的具體問題,比如查找產(chǎn)品檔案、產(chǎn)品質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)、生產(chǎn)者及其出廠日期等等。除此之外,產(chǎn)品追溯管理甚至能為相應的產(chǎn)品加工過程制定實際可操作的行業(yè)標準,并在建立追溯系統(tǒng)過程中,利用其對現(xiàn)場管理、產(chǎn)品批次管理、工藝流程管理、生產(chǎn)管理等各方面的完整性、精確性高的要求,實現(xiàn)企業(yè)管理流程的規(guī)整與完善。