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用MES系统创建共性工序库的方案探讨 |
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作者：周慧秀 单联洁 |
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航天产品的工艺文件目前大多采用纸质形式，按型号汇编成册，在实践中逐步细化后越来越厚。如惯性仪表装配工艺规程通常厚达几十页甚至上百页，不便在线查阅，导致过程跟踪的有效性和实际操作的指导性都不高。
通过工序分析，发现同类产品的生产过程存在太量的共性工艺，如各种电路板的硅橡胶同化．或者工艺基本相同，仅参数上存在微小差别，如印制板的三防涂敷，尤其是具有延续性的某些系列型号，工艺的继承性更是明显。
本文探讨通过提炼共性工艺，编制共性工序，并应用MES系统创建典型工序库，实现在型号研制过程中在线直接选用工序或选用工序后再经参数匹配性调整即可指导操作的一种工艺管理方案，达到知识共享，减轻工艺人员的文件编制强度，显著提高生产率和工艺标准化水平的效果。
1 MES系统在工艺管理中的作用
1.1 MES基本原理与功能
MES是Manufacturing Execution System的英文缩写，中文意思是制造执行系统。作为个面向车间层的生产管理技术与实时信息系统，MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业降低成本、按期交货、提高产品的质量和服务质量。目前国外知名企业应用MES系统已经成为普遍现象，国内许多企业也逐渐开始采用这项技术来增强自身的核心竞争力。
在企业管理中，MES通过与企业的ERP、CAPP、SPC、AVIDM等软件系统密切的关联与接口，共同组成整个企业的信息化系统，如图1所示。
图1 生产管理平台示意图
MES在其中的作用是承上启下，使“计划”与“生产”密切配合，生产活动与管理活动信息顺利及时沟通，在产品从工单下发到生产成品的整个过程中，扮演着促进生产活动最佳化的信息传递者的角色，当生产事件发生时、MES借着所收集的即时信息，做出快速反应，以减少无附加价值的生产活动，提升企业的生产效率。
1.2 MES系统在生产过程中的控制作用
典型航天单机产品的研制和生产过程是一个包括产品设计、工艺设计、结构加工、电子装联、装配、调试、测试直到交付的完整过程。MES以工艺管理、计划管理、物料管理(包括物流)和质量管理为核心，控制并指引生产制造的全过程。MES具备实时管理能力，通过对生产线、工位、人员、品质等多方位的监控、分析、改进．实现精细化、透明化、自动化、实时化、数据化、一体化管理，实现企业柔性化制造管理。
在MES系统中，每个在制品都有个唯一的SN号，并使用条码标签进行标识在制品每经过一个关键工位，由生产线作业人员扫描SN号标签，收集生产信息，MES系统自动建立每个在制品的详细生产信息档案库。不同产品定义相应的工艺路线，工位人员接收存制品开始作业时扫描在制品SN号，MES系统根据在制品工艺状态、工艺路线校验工序台法性，提示作业人员并进行控制，作业完成后，提示工位人员在制品的去向，在制品不符合要求时，MES标识该SN号质量状态为不良。
2 共性工序库创建思路和方法
2.1 引入成组技术原理，提炼共性工艺
共性工艺的提炼中引入了成组技术的原理。成组技术的主导思想是对企业所有产品进行系统分析，提炼核心模块、战熟梗块，利用相互之间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组产品能够采用相同或类似的工艺方法，按模块化组织生产。
这样可以减少设备工装品种，减少重复性技术和管理工作，提高操作人员的技能专业化，减少重复性技术和管理工作可以使大部分共性产品具有适量储备，少部分不同产品定制柔性生产，以提高生产效率和公司市场应变能力。
通过将共性工艺专业化，就可以达到此类工序的生产批量化。两种某单机产品的工序如图2所示。尽管这两种产品属于不同系列的型号，但从生产过程可以知道，相同或类似名称的共性工序(包括光路装配、电路装配等)操作内容及要求基本一致。将工艺技术和操作人员按此类共性工艺分工，固化工位，则将有更多的资源可以投入专业技能的研究与提高．并且不同产品到此工序均可以组成批组生产，将显著提高生产效率。
图2 两种某产品生产工序示意图
2.2 共性工牟分析
2.2.1从产品结构异同分析中筛选共性工艺
结构相同或相似的产品，工艺一般会趋于相同或相近。将产品(包括零部组件)根据配套关系逐级进行结构异同性分析，从中筛选相同或相似的工艺，从而将生产工艺族化。
以光纤熔接工艺族为例。光纤基本成份相同，都包括纤芯、包层、涂覆层等，但因其结构存在明显不同而分为单模光纤和保偏光纤，月保偏光纤存存多种截面规格，包括椭圆包层型、领结型、熊猫型、扃椭圆包层型等。由于国内元器件性能的需要并受其制造水平的影响，往往在一个光纤陀螺设计中就使用了多种光纤。
尽管不同光纤陀螺的光学器件排布可能存在较大差别，光学器件所用光纤的类别和结构不尽相同，但所有光纤主问的熔接工艺，不论是同种光纤之间的熔接还是不同光纤的熔接都可以归为族，都包括了涂敷层剥离、端头清理、端面切割对轴烧结、熔接点保护等几个步骤。
2.2.2 从特性处理要求分析中提炼共性工序
分析共性工艺的特性处理要求，找出关键技术特性，提炼出共性工序。
同族工艺中，操作对象结构相近，操作步骤相近，但产品性能要求和质量控制点有偏重，技术处理上可能存在明显差异，需进一步提炼，分解工序或工步，技出完全相同或仅参数匹配不同的共性工序。如光纤熔接工艺族中，由于相互对接的光纤性能不同，在技术处理和设备选用上存在差异。可以根据涂敷层剥离手段等的不同，进一步分解出若干道共性工序，包括机械式冷剥离熔接、机械式热剥离熔接、化学浸泡式剥离熔接等。
3 通过MES系统创建典型工序库
利用MES系统对产品生产过程的控制作用，将共性工序视同产品，并在其质量踉踪卡中细化操作步骤、要求等，类同产品数据包纳入产品数据管理软件(如AVIDM)中归档。从而实现在产品生产过程中随时查找、在线引用，实现共性工序库。
在MES系统中，所有产品均有唯一的产品代号(SN号)，根据一定的规则由系统随机分配，流水生成，但产品名称可以相同或相似，按有关设计文件执行，可以另外指定。共性工序的SN号应既符合常规产品代号分配规则，又有明显专用特色，如将15位SN中的第2和第3位以字母GX替代阿拉伯数字，其“产品名称”直接采用带关键宇的工序名称。利用产品借代规则。在产品生产过程中即可将共性工序的具体操作指导和要求融入产品过程数据包，从而避免了重复性工序过程卡片的编制。
MES系统中，每类岗位分配了严格的操作权限，产品借代只授权工艺人员操作，并允许在借代后修改质量跟踪卡，从而实现引用共性工艺后仍可以结合产品实际生产过程，添加(新建)其他工序要求和实测记录等，保证产品生产过程数据包的完整性。
4 结论
本文通过对典型航天单机产品共性工艺和MES系统基本原理与功能的分析，引人成组技术原理，提出了共性工艺的提炼方法和利用MES系统实现共性工序库的一种工艺管理方案。
此方案中，工艺和操作人员分别按专业技术进行分工．共性工序工艺卡片在线实时引用。各类产品在共性工序中成组生产，从而提高企业生产力负荷的均衡性。从整个企业看，这是实现降低生产成本、提高生产效率的有效途径。(end)
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(4/6/2012) |
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