制造业MES的可追溯性

制造业MES的可追溯性随着市场竞争越来越激烈，制造企业需要在产品召回、提高质量、降低成本等各个方面进行提升。而这些方面的提升和改进，需要获取企业生产过程中的各种可追溯数据。可追溯性是MES系统的一个重要特性，可追溯数据模型不仅可以完整记录生产过程数据，还可以扩展到质量追溯、采购追溯等方面，对企业制造过程控制和制造过程改进具有重要意义。目前，制造企业信息化系统是由企业资源计划系统(ERP)、制造执行系统(MES)和过程控制系统(PCS)3个支撑系统构成的体系结构。MES负责企业生产调度和系统过程优化，MES是流程工业综合自动化系统的关键环节，在整个流程工业综合自动化系统中起承上启下的作用，是企业生产与管理活动的信息集成桥梁，非常有必要从企业全局的角度统一规划面向整个生产执行过程的的产品追溯数据管理。MES功能描述中将追溯归结为产品跟踪和谱系，对于可追溯性也有各种要求：1)不仅要追溯组成最终产品的零部件批次情况，还要追溯产品批次的生产、运输、储藏等过程;2)可追溯性按追溯范围可以分为外部可追溯性和内部可追溯性，前者关注产品从供应链的一个环节转移到下一个环节的相关信息，内部可追溯性发生在企业内部。关注从原材料采购到形成最终产品全过程的可追溯性，外部可追溯性的实现是以内部可追溯性为基础的;3)可追溯性是以对产品进行正确的标识为基础的。一、产品追溯模型1、产品追溯数据模型实体对象制造过程追溯数据采集是保证可追溯性的前提，从产品追溯到其生产过程，或者从原材料追溯具体生产过程直到形成产品等等，需要准确严格记录其生产过程数据、质量检验数据和物料之间的组成变化数据等等。在产品追溯数据模型中有具体的实体对象来记录这些数据信息，其中包含的实体对象主要分为以下几部分：1)物料批次演绎关系主要包括物料批次、物料批次组成关系等实体对象。这些实体对象记录了物料批次之间产出与消耗的关系，以及物料批次之间的变化关系，比如：毛坯与零件之间的消耗关系、零件与零件之间的装配关系和数量等等。2)生产控制数据主要包括零件生产任务、工序任务等等。这些实体对象的主要作用是用来控制生产过程的，指导生产活动的，并记录实际的生产过程数据。零件生产任务下达到车间，车间将其分解为工序任务，并指派具体人员和设备进行加工，加工完毕后，对完工情况数据进行采集。3)质量数据主要包括各种质量检测记录，是指工序任务加工完毕之后，对工序加工质量的检测数据和产品整体的检测数据。4)基础数据基础数据部分主要包括产品定义、工艺路线、工序定义、设备、人员信息等等数据。这些数据是MES系统运行的基础，也是追溯数据中不可或缺的。2、产品追溯数据模型产品追溯主要是对上述实体对象数据进行收集，依靠具体数据满足追溯的需求，结合实体对象间的逻辑关系，生成产品追溯数据模型。整个生产过程可以看做是一系列的将原材料、零件、部件等转变成最终产品的活动。主生产计划触发了零件生产任务，并在车间被分解成为工序任务。物料批次在生产过程中的消耗需要追踪记录下来，以便确认其生产成为了哪种产品。因此，需要将生产过程中的物料批次之间建立关联关系。当整个生产活动利用这种方法关联起来的时候，就会生成一个多层次的物料批次清单。多层次批次清单在结构上与多层次的物料清单(BOM)非常相似。在实际生产过程中，经常会发生物料批次合并的情况，比如，在生产过程中，某工序需要的加工数量非常大，多个物料批次就会被合并成一个数量更大的批次。无论是什么原因造成的物料批次合并，物料批次追踪必须将其记录下来。因此，新生成的批次必须有独一无二的标识，而且它与被合并物料批次之间的合并关系，也要被记录下来。除了批次合并，生产过程当中也会由于某些原因而进行批次分解。生产过程中经常会根据前工序的生产质量情况，将一个批次分解为两个独立的批次，一个批次的零件时合格的，另外一个批次的零件时不合格的。同样，新生成的物料批次也需要有独一无二的标识，并同时与被分解的物料批次之间建立关联关系。在产品定义中，物料总是被规定按照标准的工序进行加工。但在实际执行过程中，产品追溯要求记录加工过程中具体发生的数据，而不是标准工序中的数据。因此，每一步的工序任务都可以关联到一个具体物料批次上。而且，工序任务也必须与加工设备和操作人员进行关联。在每道工序加工完毕之后，总是要对加工完毕的物料进行检测，以确定是否达到加工要求。在检测过程中，会生成检测数据记录，这些数据记录都必须与工序任务关联起来，并可以被追溯查询。二、结束语可追溯性是衡量MES的重要标准之一，可以结合条码和RFID等自动识别技术对现场进行实时生产数据采集和生产资源跟踪管理。从本质上而言，产品追溯并不能直接对产品质量有促进作用，但是它能在跟踪产品、生产过程、质量控制等领域发挥重要作用，辅助企业解决其在各个层面遇到的具体问题，比如查找产品档案、产品质量检测数据、生产者及其出厂日期等等。除此之外，产品追溯管理甚至能为相应的产品加工过程制定实际可操作的行业标准，并在建立追溯系统过程中，利用其对现场管理、产品批次管理、工艺流程管理、生产管理等各方面的完整性、精确性高的要求，实现企业管理流程的规整与完善。