借助RFID 江淮汽車成功實施MES系統
早在2003年,乘用車的ERP系統已經做成,當時的年產量不足1萬臺。在產量較低的情況下,企業對生產計劃的排程、計劃變更、物料管理等要求都不是很高。但是當產量提高以后,江淮汽車的生產除了需要滿足以上需求外,對于計劃時間的持續性和準確性、物料供應的及時性以及與自動化設備的集成性都有了更高、更全面的要求。鑒于這樣的情況,江淮汽車決定啟動MES系統建設。
江淮汽車信息部經過多方研究和方案對比,并且參考了一些成功的案例,在MES系統考察階段他們還考慮過是否使用國外MES系統,但是因為各個企業本身的環境不一樣,對系統的要求也不盡相同,因而決策還是得從自身出發。
考慮到現有生產線相對老舊,使用國外系統,貼合度可能比較差,而且投入成本也會不菲,最后信息部上報集團高層的方案是:與華中科技大學合作,開發一個能夠最大限度滿足自己生產線的MES系統。
華中科技大學作為國家863計劃離散制造行業MES課題的牽頭單位,對MES系統涉及的關鍵技術有著較深的研究。華中科技大學在對江淮汽車的MES系統需求做了深入分析和研究后,與江淮汽車一起制定了江淮汽車MES系統的整體解決方案,雙方合作進行MES系統的開發與實施。
江淮汽車乘用車MES系統在2007年底正式啟動,經歷了一年的建設歷程,2008年底開始上線應用。
底層集成看中三個關鍵要素
“MES系統與ERP系統的最大不同點在于前者牽涉到很多與自動化設備進行集成的問題。”江淮汽車信息化部副部長吳睿東回憶道。在MES系統的整個建設歷程中,有三個關鍵因素是他最為關注的,其中之一就是與底層自動化設備的集成問題。如打碼設備、檢測設備等,還有生產線上的控制系統、設備的運行數據等都需要與MES系統進行集成。
由于生產線上的很多設備是提前做的,在做設備時沒有考慮到以后要上MES系統,再加上設備的年久老化,要把設備上的信息讀出來,需要花費很大的精力和時間,集成起來相當困難。
江淮汽車信息化部副部長吳睿東列舉了一個小事例。在整車廠的涂裝和總裝有一個PBS(Painted Body Storage)區,該區域有一個調度系統,控制車身的進出。在沒有MES系統之前,車身的進出是靠人工根據生產計劃的執行情況去控制的。實施MES系統以后,需要在車身的吊具上安裝RFID跟蹤車身的位置,并將MES系統與PBS控制系統進行集成,實現PBS區的車身進出的自動控制。
除了與底層自動化設備的集成之外,另一個關鍵因素是MES系統與ERP、SCM等其他相關信息系統的銜接問題。MES系統需要從原先存在的ERP系統中讀出整個生產計劃,ERP可能只達到日計劃。比如今天ERP計劃生產100臺車,但是100臺中含有不同品種,有的需要生產10臺,有的需要生產20臺,在MES系統里就要考慮這些順序要怎么排,先生產什么再生產什么。
MES系統需要把這些計劃更加細致地劃分,在每個ERP系統下達的日計劃中,除了需要區分生產的先后順序,還包括車輛顏色的搭配、品種的匹配等多種要素的再分配。
車輛在生產線上要經歷多道工序,上線、內飾、裝備完成、檢測完成等過程。MES系統在接受ERP計劃之外,還要對生產過程的信息進行實時跟蹤,并且上傳給ERP系統,除此之外,MES系統還要將數據傳給其他設備系統。所以,MES與上下游系統的銜接至關重要。
MES系統的最后一個關鍵因素是是否具有靈活性,是否能夠滿足生產線的不斷調整。“現在的汽車生產線大部分都要求系統柔性比較高,滿足不同車型的生產需要,這就對我們系統的靈活性要求很高,包括軟硬件的調整。”
因為汽車產品品種多、更新快,產品結構與制造工藝復雜,生產中各制造過程的關聯性很強,并且其生產環境也極為復雜多變,臨時插單、材料短缺等現象經常影響到生產計劃的正常安排。
江淮汽車在建設乘用車MES系統的同時,企業正在拓展另一個轎車項目,其年產量在20萬輛左右。相較于以前,MES系統的最大好處就是在完成計劃的更加準確之外,還有一個物料拉動的過程,能夠根據車輛的生產狀況準時發動物料需求,以避免因物料短缺引起較長時間的停線。
說起MES系統的建設歷程,當初大家加班加點的情形,吳睿東至今歷歷在目。“MES更困難的地方在于生產線本身是老生產線,而且調試的過程可能會和生產線本身發生沖突。”所以大家一般都只能利用晚上時間進行系統的安裝調試,白天就要讓生產線恢復原樣,不能耽誤生產。一旦晚上調試出現問題,生產線第二天就啟動不了了。“這是比較困難的”。
RFID檢測
MES系統位于上層ERP與底層控制系統之間,是面向車間層的管理信息系統,其目標是對生產過程控制、跟蹤和有效管理以及制造資源包括相關的人、物料、設備等的優化配置。
江淮汽車MES系統的上線雖不像ERP那樣會牽涉到很多大的流程和管理制度的變革,但是引起生產線上細小流程的改變在所難免。
以前一個生產計劃下達以后,需要人工通過ERP打印出報表,然后記錄在哪里打碼,再由人工操作去打碼。現在這個環節可以直接從MES系統上發過來,下達到相應的設備系統上;車輛下線以后,自動化設備就能自動完成打碼工作。
MES系統的使用將生產線上的數據和信息由人工傳遞逐漸轉移到系統上,這樣不僅減少了工人工作量,而且降低了人為因素的干擾和誤差,同時使得生產線的節拍更加流暢。另外,在MES系統建設中不可或缺的一個手段是大量使用無線射頻技術進行生產現場的數據采集。
在江淮汽車的車間生產線上,車輛最初上線時,先要把電子標簽更新,再把車輛號輸入到電子標簽里去,車輛上線時都有一個吊具把其吊起來,在吊具上貼上電子標簽,車輛經過某個位置時,會有讀取電子標簽的設備,然后每到一個環節都去讀數。這種做法可以在方便辨識車輛的同時,把相關信息通過MES系統傳到其他設備系統上,以流暢進行下一步工序。
吳睿東表示,目前MES系統的運行情況基本上滿足了當初設計的目標,對生產線起到了管理和監控作用。以前由于物料不到位,或者計劃排得不夠全面和周到,或者生產設備出現異常等問題,都造成生產線暫停現象。MES系統的上線減少了這樣的停線時間,因為MES系統使得相關信息的流轉加快,而且使得生產計劃安排得更加合理和完整。
MES系統是和生產線貼得很緊的系統,越少的人工干預、越高的自動化,對提高生產效率和保持生產線的穩定性就越高。
江淮汽車乘用車MES系統自上線到現在一直在做微小的改進。現在的流程里面還存在一些手工操作,如生產現場數據的采集,過程中有些條碼還是通過人工去掃描,如果全部采用電子標簽形式,就可以實現更高自動化。
所以“現有流程和系統需要進一步優化,計劃的排程需要更加細致和全面。”
信息化投入審計

江淮汽車的MES系統因其自主開發,軟硬件一起合計不過兩三百萬元的投入。當然,這與江淮汽車的“信息化投入審計”政策是分不開的。
信息化投入審計就是項目投入以后進行一些效果評估,總體衡量是不是發揮了應有的效果。當然這樣的審計往往不是針對某一個系統,一般是整體來做。
吳睿東介紹,信息化投入審計,針對資金投入的系統評估是一個方面,但不是最主要方面,主要方面涵蓋兩大方向,一是評估現有系統是否與業務匹配,即哪個系統不能滿足業務需求或者偏離了系統當初的設計流程,需要立即優化和提升;二是從管理和業務流程方向著手,考察是不是哪個業務仍跟不上先進的系統要求,需要從管理體系和制度上進行改進。
“管理的變革是一個漸進的過程,系統本身也是一個復雜的東西,所以我們需要做一攬子的改進。”
在江淮汽車的MES系統建設中,吳睿東表示,因為其本身是以定制開發為主,實際上并不存在現成的MES系統和軟件,所以他們的做法是根據現有流程和自身經驗,意識到哪些地方不合理,先做改進,改進之后再進行MES系統的設計。比如原來的手工計劃排程和自動化排程肯定有差別,還有就是物料管理流程也做了一些梳理和改進。
江淮汽車的MES系統支持了生產現場的信息發布和車型配置清單以指導生產;同時實現了生產現場的實時數據采集;提高了對整車裝配全過程的過程監控和管理;而且使得物料配送更加準確及時,實現了MES與計劃管理層和過程監控層的有效集成。
說起整個MES系統建設歷程中的感受,吳睿東坦言,IT人員需要對業務流程有充分的了解,并且能夠站在比業務人員更高的高度來看待信息化,才能很好地讓系統和管理融合起來。“不然業務部門提出一個需求,但是和整體的規劃不匹配,那么就不能盲目地去做,所以IT人本身要對業務理解。”



