一、MES建設(shè) 勢在必行

深圳市比亞迪電子部品件有限公司（以下簡稱“比亞迪部品件”）成立于2005年，公司主要業(yè)務(wù)范圍包括LCD、觸摸屏、FPC柔性線路板、SMT表面貼裝、攝像頭模組等。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備、移動電話、消費電子、家用電器、辦公設(shè)備、數(shù)碼產(chǎn)品、汽車電子、工業(yè)控制、儀器儀表、智能穿戴、安防等諸多領(lǐng)域。

作為電子裝配行業(yè)的典型代表，面對不斷壓縮的利潤空間和來自華為等重要客戶日益嚴(yán)苛的品質(zhì)要求，比亞迪部品件深刻認(rèn)識到需要通過信息化的建設(shè)，來進一步提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量，打造企業(yè)的核心競爭力。

2017年9月，北京機械工業(yè)自動化研究所有限公司（以下簡稱“北自所”）聯(lián)合比亞迪部品件，在國家智能制造新模式應(yīng)用項目資金支持下，面向攝像頭模組制造工廠，大力推進MES系統(tǒng)建設(shè)，揭開車間生產(chǎn)信息管理的“黑箱”，助力企業(yè)提升制造管理能力，為企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型升級、打造信息化環(huán)境下的核心競爭能力奠定基礎(chǔ)。

二、剖析需求明確目標(biāo)

(一) 基于產(chǎn)品特性 梳理MES需求

攝像頭模組的生產(chǎn)屬于典型的大批量制造生產(chǎn)，電子產(chǎn)品更新迭代快，生命周期短，產(chǎn)品工藝相對固定，通常以客戶需求為第一驅(qū)動，交期變更較為頻繁，對產(chǎn)品質(zhì)量追溯要求較高。基于產(chǎn)品特性，綜合企業(yè)現(xiàn)狀，北自所將比亞迪部品件對MES系統(tǒng)的需求進行梳理，具體如下：

1、生產(chǎn)排程管理需求

比亞迪部品件攝像頭工廠以流水線形式組織生產(chǎn)，不同品種產(chǎn)品同時生產(chǎn)。受到客戶需求變動影響，需支持動態(tài)的生產(chǎn)排程管理，能夠依照在制情況滾動編制產(chǎn)線計劃，以最大限度滿足交期。

2、制程管理透明化需求

車間同時生產(chǎn)不同品種的產(chǎn)品，各個產(chǎn)品的裝配工藝、質(zhì)量要求、檢測流程均存在差異。需要通過系統(tǒng)管理，規(guī)范現(xiàn)場操作，實時監(jiān)控車間物料、人員、工藝、裝備的運轉(zhuǎn)情況，對產(chǎn)品投料上線、生產(chǎn)加工、完工下線、包裝等各個環(huán)節(jié)進行控制和記錄，從而提升作業(yè)效率，保證產(chǎn)品品質(zhì)。

3、產(chǎn)品質(zhì)量追溯需求

終端主機廠發(fā)現(xiàn)質(zhì)量異常時，需要及時獲取各個裝配部件的質(zhì)量信息，確認(rèn)溯源的范圍，以便于及時召回，減少損失。這就要求電子裝配企業(yè)應(yīng)用MES系統(tǒng)，對產(chǎn)品建立批次/單件追溯檔案，記錄好相關(guān)生產(chǎn)過程。

4、數(shù)據(jù)采集需求

產(chǎn)品生產(chǎn)加工實時性高，測試數(shù)據(jù)累積量大。應(yīng)通過條碼、與設(shè)備集成等方式，自動和手工采集各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)過程中的物料進行追蹤，對檢測的結(jié)果進行記錄，為后續(xù)的追溯和分析打好基礎(chǔ)。

5、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與報表管理需求

根據(jù)采集到的生產(chǎn)車間數(shù)據(jù)，自動生成報表，如進度報表、質(zhì)量報表、設(shè)備運行穩(wěn)定性報表；采用圖表的形式根據(jù)獲取的生產(chǎn)進度數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)等進行圖表展示，使用戶直觀地了解生產(chǎn)過程信息。

6、系統(tǒng)集成需求

一方面，需要實現(xiàn)MES與ERP、PLM、WMS等信息化系統(tǒng)的集成，另一方面，需要提升與智能裝配裝備、智能檢測裝備等硬件設(shè)備的集成，減少人工操作帶來的失誤，提升作業(yè)效率。

(二) MES系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

1、通過MES系統(tǒng)實施，建立生產(chǎn)管理信息平臺使企業(yè)現(xiàn)場控制層與管理層之間信息互通；

2、提高各生產(chǎn)部門的協(xié)同辦公能力，提升工作效率，降低成本；

3、優(yōu)化現(xiàn)有車間計劃的排程方式，提高生產(chǎn)計劃與車間實際能力的一致性，提升過程控制能力；

4、提高生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性和及時性，迅速掌握生產(chǎn)實情，提升生產(chǎn)防錯能力和管理人員的應(yīng)變能力；

5、為產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗和產(chǎn)品追溯提供高效操作途徑和規(guī)范的管理支持。

三、實施MES 疏通生產(chǎn)

為實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，本著“總體規(guī)劃、分步實施、效益驅(qū)動、重點突破”的原則，將項目實施劃分為功能建設(shè)、系統(tǒng)集成和統(tǒng)計分析三個階段。

(一)功能建設(shè)

主要實現(xiàn)生產(chǎn)建模、物料管理、現(xiàn)場作業(yè)管理、質(zhì)量管理與追溯、預(yù)警報警管理等基礎(chǔ)模塊建設(shè)。

1、生產(chǎn)建模

為了滿足MES系統(tǒng)的運行需要，北自所協(xié)助企業(yè)對制造BOM進行重新梳理，進一步構(gòu)建車間的數(shù)字化生產(chǎn)模型。生產(chǎn)模型涵蓋物料屬性、生產(chǎn)工位、加工路徑、加工方法、加工資源、定額工時、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)約束（如最小批量）等。

圖1 生產(chǎn)模型創(chuàng)建

2、生產(chǎn)排程與調(diào)度管理

針對電子裝配行業(yè)產(chǎn)品節(jié)拍快、交期短、插單頻繁的特點，規(guī)劃了車間-產(chǎn)線聯(lián)動的動態(tài)排程方式，以交期為導(dǎo)向，考慮在制和產(chǎn)能，實現(xiàn)有限能力排產(chǎn)。同時，結(jié)合交期的變化，支持計劃的滾動編制及對計劃臨時進行調(diào)整。

在生產(chǎn)線計劃基礎(chǔ)上，編制與之配套的物料配送計劃，保證物料的及時供應(yīng)。

圖2 車間-產(chǎn)線計劃編制示意圖

3、車間物料在制管理

應(yīng)用托盤，實現(xiàn)物料配送的標(biāo)準(zhǔn)化管理，并通過掃碼操作完成分揀確認(rèn)、交接、投料等操作的記錄和準(zhǔn)確性控制。建立物料在制和產(chǎn)品在制賬，以便實時查看原料的投入、消耗以及產(chǎn)品產(chǎn)出情況，保證物流和信息流的同步。

圖3 在制管理功能示意圖

4、現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)控

主要包含如下幾個方面：用戶登錄、生產(chǎn)流轉(zhuǎn)過程管理、投料管理、文檔管理、完工匯報、現(xiàn)場品質(zhì)控制、生產(chǎn)時效性管理、條碼應(yīng)用、托盤管理及異常報警預(yù)警管理。

（1）用戶登錄：系統(tǒng)應(yīng)支持刷卡登錄和用戶名密碼登錄兩種模式，進入系統(tǒng)操作平臺；

（2）生產(chǎn)流轉(zhuǎn)過程管理：依照預(yù)先設(shè)定的格式，產(chǎn)生作業(yè)流轉(zhuǎn)卡，通過流轉(zhuǎn)卡條碼進行批次跟蹤，記錄生產(chǎn)過程，管控產(chǎn)品過站；

（3）投料管理：對投料進行校驗管理，實時把控物料消耗。對特定保質(zhì)期的物料，提供叫料功能；

（4）文檔管理：在工位機或其他操作頁面上，可以鏈接查看生產(chǎn)所需圖文檔；

（5）完工匯報：記錄完工信息，對跳站進行管控，并提供多維度的生產(chǎn)進度報表；

（6）現(xiàn)場品質(zhì)控制：記錄檢測結(jié)果，防止不良品混入，并設(shè)置一次校驗合格率，出現(xiàn)品質(zhì)異常時，能夠及時報警；

（7）生產(chǎn)時效性管理：對錫膏、膠水、敏感元器件等原材料進行管控；對烘烤、固化等工序的加工時間進行管控；對前序和后序間的完工與上料間隔時間進行管控；

（8）條碼應(yīng)用：支持為工具工裝、產(chǎn)品、托盤、流程管控卡、包裝編碼，并依照條碼進行追蹤和記錄。

（9）托盤管理：對物料托盤和產(chǎn)品流轉(zhuǎn)托盤進行管理，記錄物料配送、接收和產(chǎn)品流轉(zhuǎn)信息；

（10）異常預(yù)警報警管理：系統(tǒng)根據(jù)采集到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在后臺進行數(shù)據(jù)計算和指標(biāo)核對。當(dāng)數(shù)據(jù)與設(shè)定目標(biāo)數(shù)據(jù)有差異時，通過電子看板提示操作工和生產(chǎn)管理人員注意生產(chǎn)異常，并及時處理，保障車間的正常生產(chǎn)。

5、品質(zhì)管理

應(yīng)用MES系統(tǒng)幫助品質(zhì)人員控制并完成產(chǎn)品的檢驗，形成產(chǎn)品單件檔案，記錄產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各工序檢驗到產(chǎn)品最終檢驗、包裝的全部過程，發(fā)現(xiàn)品質(zhì)問題、分析故障原因、及時反饋問題，并采用必要的手段處理品質(zhì)問題，從而有效地控制產(chǎn)品品質(zhì)，提高品質(zhì)管理水平。包括品質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、品質(zhì)數(shù)據(jù)采集、控制及預(yù)警、品質(zhì)統(tǒng)計分析、追溯管理等。

6、設(shè)備管理

在系統(tǒng)中建立設(shè)備臺賬，并對設(shè)備的運行、報警、故障維修等進行記錄，形成設(shè)備履歷。管理設(shè)備點檢、設(shè)備維修保養(yǎng)工作，降低設(shè)備風(fēng)險。實施監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，并通過電子看板讓車間管理人員、設(shè)備維護人員實時掌握設(shè)備的運行情況。

（二）系統(tǒng)集成

設(shè)計工藝人員在PLM系統(tǒng)將工藝路線、制造BOM等維護完畢后，傳遞給ERP系統(tǒng)。ERP系統(tǒng)連同物料數(shù)據(jù)一起，下傳給MES。當(dāng)有生產(chǎn)任務(wù)下達(dá)時，MES從ERP系統(tǒng)中獲取生產(chǎn)工單，并向ERP系統(tǒng)提出領(lǐng)料需求，進一步開展生產(chǎn)，并對生產(chǎn)過程中的人、機、料、法、環(huán)進行全面記錄和控制。生產(chǎn)完工后，將完工信息反饋給ERP系統(tǒng)，令工單管理形成閉環(huán)。

另一方面，應(yīng)用中間表、SCADA等技術(shù)，項目實現(xiàn)了MES與智能裝配與檢測設(shè)備的互聯(lián)互通，實現(xiàn)防跳站控制以及測試過程的海量數(shù)據(jù)采集。減少人員操作，提升自動化集成水平，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品一致性。

（三）統(tǒng)計分析

依托于MES系統(tǒng)運行積累的寶貴數(shù)據(jù)，項目組連同比亞迪部品件IT團隊，將企業(yè)生產(chǎn)制造核心資源的數(shù)據(jù)進一步精細(xì)和豐富，通過看板和報表等方式進行了展現(xiàn)。

1、看板管理

車間現(xiàn)場管理的情況復(fù)雜、多變，因此為了能夠提高車間所有人員的業(yè)務(wù)協(xié)同能力，讓所有人員及時了解車間生產(chǎn)現(xiàn)狀，例如任務(wù)完成進度，領(lǐng)料情況，生產(chǎn)異常等。系統(tǒng)為各個部門所關(guān)注的看板需求提供統(tǒng)一定制管理平臺。依托于系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)源，進行定制化開發(fā)。

2、報表管理

依托于報表工具，實現(xiàn)電子裝配行業(yè)生產(chǎn)加工過程中記錄的多個數(shù)據(jù)源關(guān)聯(lián)，集中各相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)于一張報表，便于管理者實施掌握企業(yè)信息，及時進行業(yè)務(wù)管控和管理改善。項目形成了生產(chǎn)達(dá)成率、工站良率、WIP等多張管理報表，體現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)的價值。

四、MES系統(tǒng)建設(shè)成效

在北自所項目組與比亞迪部品件項目團隊的共同努力下，實現(xiàn)了項目預(yù)期目標(biāo)，在成本控制、良率改善等方面均有提升，具體指標(biāo)如下：

1、企業(yè)生產(chǎn)效率提高37.5%。通過MES系統(tǒng)提高計劃排產(chǎn)的有效性，降低了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，并通過與自動化設(shè)備的集成，大大提升生產(chǎn)效率，將原有生產(chǎn)線節(jié)拍400PCS/H提升至550PCS/H。

2、產(chǎn)品不良率降低76%。系統(tǒng)的應(yīng)用確保了生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)實時掌控，做到提前預(yù)防，及時報警，減少人工干預(yù)，大幅減少了各個工藝階段產(chǎn)生的不良品數(shù)量，不良率由30%降低到7.2%。

3、企業(yè)運營成本降低26.9%。MES實施之后，每班次減少人員15人，人日成本由占總成本的7.3%降低到了5.2%；耗材成本由占總成本的7.2%降低到了5.6%，能源消耗費成本由占總成本的1.1%降低到了0.6%。

五、總結(jié)

在北自所項目組與比亞迪部品件項目團隊通力合作下，MES項目順利完成建設(shè)，幫助企業(yè)實現(xiàn)了車間生產(chǎn)流程實時數(shù)據(jù)采集與可視化、車間管理和控制的透明化，為企業(yè)提升制造管理能力、優(yōu)化企業(yè)綜合實力提供助力，為企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型升級、打造信息化環(huán)境下的核心競爭能力奠定基礎(chǔ)。MES項目的成功實施，讓比亞迪部品件通過信息化、智能化建設(shè)深刻體會到了切實增長的經(jīng)濟效益，這充分的體現(xiàn)了北自所秉承的“提供增值服務(wù)，提升客戶效益”的服務(wù)理念。此外，MES系統(tǒng)的實施應(yīng)用保證了比亞迪部品件的生產(chǎn)能力和信息化水平始終處于行業(yè)領(lǐng)先地位，贏得了華為等高端客戶的認(rèn)可。

審核編輯：符乾江