隨著經(jīng)濟全球化趨勢的加劇，制造業(yè)的競爭也愈演愈烈，因而車間的生產(chǎn)環(huán)境也越來越充滿更多的不確定性。制造車間在面對任何不能預(yù)知的外部變化和內(nèi)部波動時，企業(yè)都希望車間能夠自主地、高效地、低成本地、及時準確地做出調(diào)整，生產(chǎn)出滿足客戶全方位需求的產(chǎn)品以適應(yīng)柔性敏捷制造的要求。因此，制造執(zhí)行系統(tǒng)的實時性、敏捷性、智能性和集成性已經(jīng)成為MES進一步發(fā)展的重要方向。

　　在船舶制造行業(yè)，目前國內(nèi)外均未有成熟的MES系統(tǒng)，生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度等還停留在手工、看板作業(yè)水平，設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)化程度不高。DACKS通過攻克關(guān)鍵技術(shù)，即硬件集成技術(shù)和軟件集成技術(shù)，率先實現(xiàn)了側(cè)重于生產(chǎn)過程管理、設(shè)備自動控制、可視化終端等主要功能的MES系統(tǒng)的應(yīng)用，有效提升了造船效率、精益化管理，提高客戶對大連中遠海運川崎船舶制造先進性的認可。

　　1、項目概況

　　由于船舶制造生產(chǎn)過程既有大量零部件的加工制造，又有繁雜的逐級裝配，期間都要準確控制船舶車間的制造實時信息，MES系統(tǒng)在船舶制造過程中能很好地利用時間、空間，提高企業(yè)效益和競爭力，使船舶制造過程更大程度地實現(xiàn)流水化、集中化和高效化。

　　DACKS通過查閱資料、了解其他制造行業(yè)的MES系統(tǒng)實施情況，結(jié)合公司生產(chǎn)流程和建造工藝，確定項目技術(shù)路線，明確關(guān)鍵技術(shù)要求和技術(shù)難點;通過對大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、無線技術(shù)應(yīng)用等智能技術(shù)的研究，解決關(guān)鍵技術(shù)問題，制定出MES系統(tǒng)總體技術(shù)實施方案；通過對設(shè)備供應(yīng)商、軟件開發(fā)商進行調(diào)研、考察，選擇符合技術(shù)要求的合作廠家，建立生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集，完成對系統(tǒng)的布置設(shè)計和功能設(shè)計；建立大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用平臺，實現(xiàn)設(shè)備、質(zhì)量、人員績效、能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析;建立多渠道的展示平臺，將生產(chǎn)進度信息、設(shè)備、人員作業(yè)狀態(tài)實時展現(xiàn)。

　　2、MES系統(tǒng)功能規(guī)劃

　　針對車間數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)實時傳遞的實現(xiàn)，開發(fā)一整套生產(chǎn)制造集成平臺——制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES系統(tǒng))，MES系統(tǒng)能優(yōu)化生產(chǎn)計劃;有效地減少人工錯誤率；增加生產(chǎn)過程可追溯性；通過與企業(yè)的ERP系統(tǒng)、設(shè)備PLC的信息集成，實現(xiàn)從計劃到生產(chǎn)、倉儲、物流的全流程信息化；打破信息孤島，實現(xiàn)對船舶生產(chǎn)全過程的信息監(jiān)控。該MES系統(tǒng)的框架圖如下圖所示：

　　圖1 MES系統(tǒng)框架圖

　　3、MES系統(tǒng)主要功能

　　本項目實現(xiàn)應(yīng)用的船舶制造執(zhí)行(MES)系統(tǒng)，其主要創(chuàng)新點包括：生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集、控制、分析，對接現(xiàn)有的NC切割系統(tǒng)、船體工程管理系統(tǒng)、企業(yè)ERP系統(tǒng)，建立生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)庫、為質(zhì)量、技能、成本大數(shù)據(jù)分析打下基礎(chǔ)。主要實現(xiàn)的工作如下：

　　(1)建立拉動式的生產(chǎn)計劃管理體系

　　公司建造實行的是拉動式計劃管理體系。根據(jù)現(xiàn)有訂單、勞動力、場地、設(shè)備、資金等資源，結(jié)合接單計劃、人員招聘計劃、設(shè)備改造計劃等，以保障準時交船、均衡生產(chǎn)為原則，制定年度線表計劃。

　　針對多船建造中預(yù)合攏搭載和大組預(yù)定制作太過繁瑣的現(xiàn)狀，公司根據(jù)現(xiàn)有廠區(qū)布局、設(shè)備狀況和生產(chǎn)管理特點，融合ERP系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)，導(dǎo)入了工程計劃管理系統(tǒng)，為合理、高效地安排工程計劃提供依據(jù)。該系統(tǒng)能夠通過直觀的畫面，達到同時輸出單船、多船預(yù)合攏搭載、大組預(yù)定表的功能，還能夠結(jié)合每周、每月的生產(chǎn)安排，達到合理安排各船分段加工順序的目的，大幅度地節(jié)省了手工制作預(yù)定表的工時。

　　(2)建立多功能的生產(chǎn)過程采集與分析系統(tǒng)

　　公司在多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)建立了數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，能充分采集制造進度、現(xiàn)場操作、質(zhì)量檢驗、安全狀況等生產(chǎn)現(xiàn)場信息。各塢、各船項目、各分段、各工種等的制造進度、主要工程節(jié)點、生產(chǎn)質(zhì)量、物料配送情況等生產(chǎn)現(xiàn)場信息都有專門的信息化工具采集、整理、分析。

圖2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)

　　在生產(chǎn)過程中如果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，現(xiàn)場作業(yè)人員可通過自主開發(fā)的不合格品系統(tǒng)和設(shè)計聯(lián)絡(luò)單系統(tǒng)發(fā)起質(zhì)量問題處理流程，這兩個系統(tǒng)分別對應(yīng)外購品質(zhì)量問題和自主設(shè)計質(zhì)量問題對應(yīng)。通過系統(tǒng)可以匯總各生產(chǎn)環(huán)節(jié)相關(guān)質(zhì)量問題信息，便于過程管理，明顯縮短各類質(zhì)量問題處理周期，為產(chǎn)品質(zhì)量提供保障。

　　(3)建立高度友好型集中式管理體系

　　為了應(yīng)對在船舶建造過程中，由于船東要求或者現(xiàn)場的問題反饋，設(shè)計人員需要變更施工圖紙的需求，我司自主開發(fā)了改正圖管理系統(tǒng)。設(shè)計人員通過該系統(tǒng)可實時將改正圖紙下發(fā)到現(xiàn)場作業(yè)班組，作業(yè)者可現(xiàn)場打印圖紙，快速實施改正，同時生產(chǎn)管理者可跟蹤每一條設(shè)計改正的落實情況，及時跟蹤反饋。該系統(tǒng)大大縮短了改正圖紙下發(fā)的時間，實現(xiàn)了集中式管理。

　　4、項目意義

　　本項目在船舶制造領(lǐng)域?qū)儆谛袠I(yè)領(lǐng)先，成功提升了品牌知名度及社會影響力，提高企業(yè)競爭力。公司先后已經(jīng)成功開發(fā)并實施NC條材、型鋼切割系統(tǒng)、船體工程管理系統(tǒng)、內(nèi)業(yè)計劃管理系統(tǒng)。條形碼、二維碼、射頻碼等技術(shù)也在管加工、車輛管理等方面廣泛運用。

　　本項目的成功應(yīng)用使得生產(chǎn)現(xiàn)場通過電子屏或平板電腦可實時查看產(chǎn)品加工進度情況，一期在船體車間和裝焊車間覆蓋率達到80%以上;可聯(lián)網(wǎng)機加工設(shè)備數(shù)據(jù)采集率達到80%以上;人員作業(yè)工時自動采集率達到80%以上;產(chǎn)品質(zhì)量可追溯率達到100%。

　　實現(xiàn)了造船工時的自動統(tǒng)計，有效降低管理成本，提高工時統(tǒng)計的準確度；實現(xiàn)了實時動態(tài)掌握生產(chǎn)加工進度，及時發(fā)現(xiàn)和糾正瓶頸環(huán)節(jié)或者問題工序；自動統(tǒng)計工人工時，為量化考核提供依據(jù)。實線數(shù)據(jù)的自動化采集后，大大降低了非生產(chǎn)性工時支出，更實時準確的掌握生產(chǎn)進度，為實現(xiàn)企業(yè)智能制造及生產(chǎn)經(jīng)營決策提供重要保障，為未來智能工廠的數(shù)字孿生計劃準備數(shù)據(jù)支持。