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沈飞机加类MES案例分享​

发布日期:2014-11-12 来源:北京虎蜥信息技术有限公司 点击数:1735
  • 沈飞机加类MES为什么能取得全面成功?
  • ABP-MES实施策略
  • ABP-MES价值
  • 沈飞MES经验分享

  • 沈飞机加类MES为什么能取得全面成功?

虎蜥近年在自主产权的ABP_J2EE敏捷业务开发平台基础上专注于航空、航天及军工等离散型制造企业MES解决方案的个性化定制,自2009年起承担沈阳飞机工业(集团)有限公司大型数字化项目-《机加类MES》的研究实施工作,目前系统已在该企业数控加工厂稳定运行两年时间,系统上线后获得全面成功,使该企业的车间生产管理水平大幅提升,根据企业总体规划,现已在同类型的10多个生产分厂推广应用,系统先后获得了中航工业最高领导、军方客户领导以及国家领导人的肯定和好评。

基于平台:随需应变,敏捷开发

ABP-MES是虎蜥离散型MES系统解决方案,其中ABP(Anole Business Platform)是虎蜥具有自主知识产权的敏捷业务软件平台的英文简称,它属于新一代技术体系下、基于元模型的声明式软件快速开发平台。

ABP平台技术特点:

(1) 基于J2EE技术架构,采用pure java并充分考虑IBM JDK和Sun JDK的差异,是真正意义的跨平台。

(2)以模型驱动为核心思想,通过建立并执行声明式业务模型(Declared Domain Model),直接产生应用软件系统,开发过程无需编码。

(3) 建立了完整的声明式元模型技术思想体系,采用声明式业务对象来创建应用程序,技术思想清晰、理论属于业界首创。

(4)透明支持分布式异构主流数据库(Oracle、DB2、Sybase、SQL Server、MySQL等)。

(5)开放、跨平台。

ABP平台在开发时具有以下优势:

应用虎蜥ABP软件平台,可实现MES系统快速开发,随需应变,整个开发过程无需编码,只需通过平台的配置即可实现MES的各项业务功能,使项目实施团队有更多的时间关注客户业务需求,另外,平台将所有软件开发的基础技术因素包在平台内部,因此对于使用平台进行开发的人员来讲,无需关注底层技术实现方法,称之为技术无关。

ABP软件平台技术成熟、稳定,基于平台已经成功实施以下典型项目:

开放、跨平台、灵活扩展的技术体系结构

在MES应用层,通过ABP平台灵活配置、开发各种扩展服务组件来实现MES系统在业务逻辑上的需求,这些构件覆盖MES系统各个功能层次上的全部功能设计。 表现层负责产生MES系统的用户视图,并为浏览器客户提供相应的页面显示、定制和用户交互。

ABP-MES具有广泛的开放性及灵活的扩展性,突出反映在以下特点:

(1)操作系统支持:Linux、Unix、Win2k、WinXP等

(2)应用服务器支持:Tomcat、WebLogic、WebSphere等

(3)数据库支持:Oracle、DB2、SQL Server、MySQL等

(4)扩展开发语言支持:Java、JavaScript、jQuery

针对离散型制造业特点的个性化设计

ABP-MES是根据沈阳飞机工业(集团)有限公司数控加工厂的业务需求,针对性、个性化的MES解决方案,具有行业应用的代表性,是典型的多品种、小批量、工艺复杂、流程及生产过程多变的离散型制造企业MES系统。

系统主要以沈飞数控厂的MES需求为原型,该厂是沈飞最重要的一个零件加工厂,承担众多型号项目零件的繁重加工任务,企业生产管理中存在以下管理特点:

(1)零件流量庞大,管理工作十分复杂。

(2)需要准确、及时获取车间生产进度信息。

(3)需要准确、及时了解车间生产过程中的问题,监督各部门对问题的解决进度,实现问题的及时解决。

(4)负责的零件大多是复杂件,加工难度大。生产过程临时订单很多,不确定因素很多,各类因素需要及时监控。

(5)生产过程中大量数据、信息分散在各部门技术人员手中,部门之间的信息交流不畅,对于管理层来讲,车间的实时状况难以了解,近乎于黑洞,从而导致生产问题不能及时得到反馈、解决,造成大量的生产计划延期。

(6)DNC系统要与MES系统高度匹配协调,各生产因素需要高度协调。

(7)生产管理不很规范、迫切需要通过MES系统优化管理各类生产要素的生产秩序。

(8)另外,多年来的信息化工作已经在各部门建设了一大批信息系统,各系统之间还相对孤立,相互之间协作需求越来越大。形成越来越多的信息孤岛。

针对以上特点,虎蜥ABP-MES研究团队为企业量身定制了个性化的MES业务模型。

ABP-MES业务模型

MES系统中流转在各业务角色之间的核心信息就是下达至车间的生产订单(计划)信息,生产的过程即是车间组织各类生产资源(设备、人员、材料、工具、夹具、量具、刀具等)对生产计划的执行过程,随着订单信息在各业务角色之间的流转,各类生产资源的状态也会随之改变,同时生产订单的状态也在不断改变,与之相应的则是产品从毛料——〉半成品——〉成品的变化,直至订单最终完成。因此MES系统就是通过信息化的手段全面映射车间的实际生产过程,试图将所有影响生产过程的各类资源状态、订单状态等采集量化后通过信息化手段进行描述,对各类异常状况通过分析、决策,给出尽可能优化的车间生产执行流程,从而提升管理及设备生产效率、减少人为因素对生产过程的影响。

ABP-MES系统业务模型

(1)系统从公司级计划系统(ERP)中获取下发给车间的生产计划,也可以由车间根据需要生成车间的生产计划,紧急情况下也可以由车间产生临时计划;

(2)由车间计划管理人员基于PDM系统对属于部件的车间计划进行零件拆解,产生零件级的生产计划;

(3)计划员基于工艺规程系统(CAPP)将零件生产计划分解为工序级的车间任务,并给定最迟交付日期,打印《生产制造纪录》或《生产卡片》,下发至工段调度员;

(4)工段调度员根据任务进行排产调度,确定任务开工日期,将任务下发至工段工人;

(5)确定开工日期的车间任务,系统将自动根据每道工序的开工时间将所需资源(毛料、工装、样板、刀具、半成品等)计划提前发布至各资源管理部门,提示各部门进行资源准备;

(6)在工人的每道工序任务开工之前,由资源管理部门将所需资源配送至相应机床;

(7)车间工人将每道工序任务的开工、结束状态反馈至计划管理部门,计划管理人员可对计划进行实时监控,对可能脱期的任务进行及时调整或处置;

(8)生产过程中产生的任何问题工人可第一时间通过问题处理系统传递给问题处理部门,并可在车间大屏幕进行滚动显示,超时未处理的问题将逐级上报至生产管理领导的桌面。

ABP-MES功能模型

虎蜥全程投入、持久坚守

虎蜥软件从项目开始,便确定了技术人员全程现场研发,全力投入,不惜代价,确保项目成功的项目实施宗旨,在项目实施全过程,坚持真诚对待客户,珍惜客户每一分投资,系统的每个设计确保从用户角度思考,随时根据用户的需求变化进行业务调整;在项目实施的两年多时间里,系统进行了三次大的版本更改,小的设计更改超过500次以上,虎蜥的付出也赢得了客户领导到员工的尊重,项目合作双方关系协调,业务沟通从始至终处于良好氛围之中。

用户重视,真正的“一把手工程”

沈飞公司的信息化在过去十多年走过很多弯路,也积累了比较丰富的经验,在MES系统选型时就制定了几个主要的原则,第一:不一定选择知名软件公司;第二:选择院校或专业研究团队进行项目前期咨询及规划;第三:最终开发实施选择有技术优势的中小软件企业。基于这些原则,沈飞最终选择了虎蜥进行MES项目的合作。

沈飞公司近年来在大力通过信息化、数字化提升管理及产能,各项政策都在向信息化倾斜,在MES实施过程中,从公司的总经理、主管副总师、网络信息中心、生产部以及各个生产厂的领导均对项目进展倾注了大量的心血,从人力支持、制度倾斜、各级部门的业绩考核等各方面都将信息化成果作为重要考核指标,2012年罗阳总经理去世前在沈飞公司的最后一项工作就是到MES项目应用现场听取工作汇报。沈飞MES实施全过程做到了真正的“一把手工程”。

规范科学的项目管理

项目组每周坚持召开周例会,企业领导坚持参加,项目实施问题可及时得到解决,每次例会的会议记录及时发给所有相关部门领导,确保项目进展及问题得到有效配合。

虎蜥项目团队建立了严格、科学且适合基于ABP平台开发方式的项目管理制度,在项目设计、开发、实施各阶段遵守或参照过以下国家及行业标准:

(1)软件过程管理与控制标准:

【GB/T 8567-2006计算机软件文档编制规范】

【GB/T 9385-2008计算机软件需求规格说明规范】

【GB/T 9386-2008计算机软件测试文件编制规范】

【GB/T 15532-2008计算机软件测试规范】

(2)质量管理、控制标准:

【ISO9001:2008质量管理体系】

(3)公司内部标准:

【虎蜥软件过程管理规范】

【虎蜥编码规范】

【虎蜥数据库规范】


     ABP-MES实施策略

为了确保在已有典型案例的MES方案的基础上,快速、科学的实施企业MES,根据对典型离散型企业用户的了解,我们认为需要遵守如下基本原则:

ABP-MES实施原则

(1)基于ABP-MES典型方案,总体规划,统一实施

基于现有ABP-MES成熟解决方案,由新用户进行学习、了解和试用,总结各自的业务需求,在此基础上,再组织用户统一进行需求讨论,整理得到系统的标准需求,根据标准需求进行功能设计、系统改造及最终的实施工作。

(2)先基础,后核心

通过对行业的了解,当前离散型制造企业的信息化基础普遍较薄弱,MES系统所需的很多基础信息(比如部门、人力资源信息、库房、原材料信息、设备信息)都不完善或基本没有,在实施时,要专门制定基础信息准备的实施方案,并逐步推进,此项工作需要用户与软件开发方相互协作,共同推进。在基础数据准备后,才可能顺利实施核心的业务模块。

(3)先围绕业务管理主线,再实施外围

根据前期ABP-MES的实施经验,可以先围绕用户生产管理的业务主线的功能模块来进行实施,在主线业务实施取得阶段成果的基础上,再进行外围辅助模块的实施。

ABP-MES实施标准流程


ABP-MES价值

1.  ABP-MES实施效果


制造执行系统(ABP-MES)的应用,有效的缩短了飞机结构件数控加工周期、降低了生产成本,取得了显著的技术经济效益和社会效益。本项目从软件的选型、技术途径和关键技术都具有行业通用性,从组织、数据、资源、人员、设施等方面都积累了宝贵的经验,形成的成果不但能够在飞机制造企业生产中发挥重要作用,同时在全行业也具有巨大的推广应用价值。本项目研究成果已在行业内形成示范效应,可以通过技术推广,广泛应用到航空和航天领域产品的结构件生产中,推动技术与管理手段快速发展。


沈阳电视台报道沈飞信息化成果

2.  ABP-MES效益分析


通过ABP-MES在沈飞公司数控厂的应用,在缩短产品制造周期、减少或消除数据输入时间、减少在制品(WIP)、减少或消除作业转换中的文书工作、缩短产品交付周期、改进产品质量、减少次品及可视化辅助制造手段等方面逐步产生可量化的经济效益。

ABP-MES的实施使数控设备利用率由40%提高到60%、计划执行率由60%提高到85%以上、缩短零件制造周期20%~30%和总成本削减10%以上。说明系统是成熟、稳定的,具有完全的自主知识产权,易于推广应用,具有巨大的国防和经济效益。

ABP-MES的研发成果完善了飞机制造数字化的技术体系,建立并形成数字化条件下新的战机制造生产模式和工作流程,强化工艺信息的现场指导作用,减少误操作,降低技术协调成本,有效地促进企业的技术创新和管理创新,为全面打通数字化制造生产线奠定坚实基础。缩小了我国飞机行业型号研制能力与国际先进水平的差距,提高国际竞争能力和在国际合作项目中的参与地位,提高了企业核心竞争力。随着新研制机型的不断增加,项目额外成本逐渐加大,本项目可创造的累积经济效益非常可观。

3.  ABP-MES应用前景


该项目面向离散制造企业的生产过程管理和控制,其技术具有共性,在沈飞的成功应用将给其它航空、航天、兵器、船舶等装备制造企业的车间管理提供宝贵的经验和技术途径,并适合向其推广应用。

同时航空制造业是新技术领先应用的行业,往往是同类机械制造业的技术先行者,其所取得的技术成果会很快的在其他领域获得更广泛的应用。作为典型的面向离散制造过程管控的技术成果,可以通过在该技术框架基础上进行相应的功能模块配置与开发,同样具有应用于其它机械制造企业的价值。

ABP-MES的成功应用标志了沈飞具备了实现数控加工可视化管控以及无图、无纸化制造的能力和技术基础,使该企业飞机结构件制造技术水平实现重大突破,形成全数字化制造的管理模式及生产模式,使我国航空产品的制造发生观念性的改变,促进企业管理体制、型号研制过程的一系列变革,并向着开放式的、具有快速应变能力和创新能力的现代型企业方向发展。

4.  ABP-MES行业影响


ABP-MES在沈飞公司正式运行以来,企业全生产流程的管理方式和生产效率获得大幅提升,同时得到中航工业系统和国家各级领导的关注,已分别得到国务院副总理、中航工业总经理、总装、海装、空装、沈阳市经信委、沈阳市科技局等领导的肯定。2011年在山东青岛举行的“中国国际信息节”主题论坛上,中航工业沈飞被授予“‘十一五’两化融合典范企业”称号,沈飞公司副总经理、总工程师袁立获得“‘十一五’两化融合杰出贡献者奖”。2012年3月沈阳电视台特为该企业信息化工作制作播出专题节目。

沈阳电视台报道沈飞信息化成果


沈飞MES经验分享


成功实施沈飞MES,虎蜥开发团队探索并积累了一整套离散型制造企业MES实施方法论及重要经验。

(1)罗马不是一天建成的

对于离散型企业,从传统的手工管理到实现企业全面信息化是一个漫长艰苦的蜕变过程,而MES系统覆盖了企业生产流程的所有关键业务,其实施困难程度和复杂程度更超乎想象。

大多企业希望一下找到完全适合的产品化方案,不切实际。离散型企业业务流程复杂,管理特点多样,与大量已有信息系统存在集成关系,业务管理方式变化频繁,难以找到现成方案。最好的、最先进的方案不一定是最适合的。

“罗马不是一天建成的”,放在MES系统的实施上也同样适用,就是需要不断积累小的进步,才能取得最终成功,因此必须正确认知企业信息化的这个规律。

(2)信息化阶段理论

根据多年企业信息化实施经验,我们将企业信息化发展分为以下几个阶段:

一般企业从一无所有到全面信息化,需要经过:起步、初步本地化应用、本地化应用、集成化应用、业务流程再造、业务网络、范围重新定义设计等多个阶段。

我们将这些过程分为三个大的阶段:

第一阶段:起步和初步本地化应用,在这个阶段,企业根据各个业务单元的基本需求,可以实现业务单元的基础信息管理,这个阶段的信息化是小范围的,是独立的应用,属于初级阶段。

第二阶段:本地化应用和集成化应用,这个阶段,在本地化应用比较完善的情况下,可以将多个相关的本地化应用系统进行集成,实现部分业务的流程化,这个阶段除了能够管理基础信息外,还可以实现一些常见的流程业务管理。

第三阶段:业务流程重新设计和业务网络、范围重新定义及设计,这个阶段,企业的局部和集成应用已经相对成熟,在应用过程中会发现某些流程或业务设计的不合理问题,可能需要对业务流程或网络、范围等需要重新定义和设计,这个阶段表明企业信息化已经进入到一种全面、集成化阶段,这个阶段企业信息化方面的经验和基础能够支撑企业进行各种流程优化的综合业务设计;属于高级阶段。

结论:企业信息化需要分阶段进行,合理定位,合理目标,循序渐进。

(3)正确认识所处阶段

依据阶段论的定义,企业用户不仅需要对本企业信息化有一个长远规划,还要客观分析当前自身的实际状态,正确认识所处阶段,客观定位,这样在关键决策上才不致于犯盲目和冒进的错误,有助于企业制定切实可行的MES实施方案。

(4)找到合适的合作者

MES实施过程是一个甲乙双方共同学习的过程,也是企业已有管理经验及流程等知识转移的过程,往往在项目开始之初并不能确定所有的需求,需要长期逐步积累小的成功并最终实现企业级的大集成。这就需要企业寻找到能且愿意陪企业共同走过这个艰难过程的软件服务商。

(5)选型原则及方法

1、 MES不是产品化软件,没有任何一个成熟MES完全覆盖客户需求

由于MES横跨制造企业几乎所有核心业务部门,流程跨度大,变化多,不同企业个性化的特点突出,每个企业已存在的业务流程及管理方式具有一定合理性,其中包含了企业多年的经验及知识积累,MES实施过程中的流程再造不应该是颠覆性的,必须尊重企业现有管理特点。

因此,MES供应商必须具备且有意愿为客户提供大量个性化定制的能力。

2、 MES属于大型复杂应用系统,供应商须具备开发大型系统的架构平台

对于MES这类大型应用软件系统的开发,采用具有敏捷开发特点的业务基础软件平台已经是行业内普遍的共识,因此,MES供应商应基于成熟的软件平台进行个性化的配置开发,对项目的成功才有保证,如果基于传统的底层代码方式开发,将难以快速适应需求变化,导致项目周期延长,会存在很大风险。

3、 兼顾客户现有各类系统,MES应选择市场上主流且具备长远发展空间的语言及架构

实施MES前,一般客户都会存在各类独立应用的基础系统,如:计划系统、PDM、CAPP、库存管理、财务、人事等各类应用,因此,选型时在兼顾各类应用系统开发语言的基础上,最好选择市场主流的语言架构为好。

4、 选择与自身业务模式相近且具有成功案例的供应商

选择有成功案例的供应商,且案例特点与客户业务模式类似,项目成功将会有较大保障。

5、 建立适合自身特点的MES风险控制模型,进行严格评估

根据客户MES需求特点及各类选型要素,建立一个科学的风险评估模型,对每个入围供应商逐项评分,最终能比较客观的确定目标供应商。

6、 其他因素

MES供应商开发团队实力、规模、项目管理规范及标准、甲方项目预算与供应商的预期差异度、供应商对本项目的客观重视度、供应商诚信记录、是否有失败案例或存在大量售后服务投诉等等。

(6)MES风险控制策略

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