SCI论文（www.lunwensci.com）
摘 要：随着我国内外部环境发生的深刻变化，制造业的 竞争日益加剧，如何在这种竞争格局下，提升自身的竞争 能力成为制造企业获得高质量发展的关键。本文以某电容 制造企业作为研究对象，应用MES理论和方法对其电容装 配生产管理展开深入研究，首先分析了企业生产效率、生 产成本等方面存在的问题，然后利用MES系统对企业生产 管理改进及其效果进行了总结，旨在为制造企业实施MES 提供参考。
制造业是我国经济的重要组成部分，随着我国制 造业的快速发展，如何提升市场竞争力成为制造企业 能否实现可持续发展的关键。在MLCC电容制造行业日 趋加剧的市场竞争中，要想让产品得到市场和顾客的 认同就必须重视产品制造过程中的生产管理改进，确 保生产计划与生产作业之间的协调配合，全面提升生 产效率、产品质量，降低生产成本。
一、MES概述和发展历程
美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)将MES(Manufacturing Execution System)定义为“位于上层的计划管理系统 与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系 统”，MES集生产车间层面上的控制功能与各类软硬 件设施于一体，提供实施执行计划所需的各项资源 (客户、人、机、料等)的当前状态。1992年，AMR 首次引入了三层结构的企业集成模型，包括计划层 (面向客户)、实施层(面向生产控制)和控制层 (面向生产作业现场)。MES的发展大致可以分为以 下几个时期：
(一)专用MES
专用MES是20世纪70年代兴起的针对车间维修、 生产调度等具体问题而发展起来的一种独立系统。专 用MES带来两大难题， 一是横向的信息孤立，二是纵向的系统整合(ERP、PDM等)。
(二)综合MES
通常情况下，综合MES是为某一特定行业开发 的，例如航空、半导体、食品等，具备较强的兼容 性。与专用MES相比，综合MES优势在于具有独立数 据库，系统内部高度集成、数据模式统一，但是其整 体可重构性较差，难以根据实际情况进行功能重设， 难以随着业务流程的变化而进行动态调整。
(三)智能MES
智能MES最明显的特征是基于各种人工智能技术 和设备，如RFID(Radio Frequency Identification，射频 识别)、传感器，可以对生产过程的状况进行更为准 确地跟踪，并且可以对数据进行更为全面的记录，从 而得到更充分、更明确的数据，提高生产管理效率。 智能MES还可以通过智能化技术，如多代理技术，实 现车间生产自动化。
二、华新科技生产管理中存在的问题
(一)企业概况
凭借着一次购足的产品解决方案与遍布全球的快 速供货平台，华新科技股份有限公司(以下简称“华 新科技”)成为被动元件领导品牌。自1992年成立以 来，华新科技在短短10年间依靠产业价值链的策略联 盟，迅速成长。目前全球员工人数已达7000人;有8 座生产基地布局在亚太地区，并通过环球50多家区域 性大型分销商的供货与仓储网络服务国际一流企业客 户。产品线包括积层陶瓷芯片电容(MLCC)、芯片电 阻(Chip-R)、射频元件(RF Components)、RF天 线、圆板电容(DISC)、氧化锌变阻器(Varistor)、 电感(Inductor)及芯片保险丝(Chip Fuse)，产品市 场占有率处于领先地位。
华新科技深刻了解技术创新能力的重要性，自 2001年以来持续以年营收的3%投资于技术研发与创 新，致力于微型化、成本效益优化、绿色环保及材料 自主研发等各式特殊产品开发。顺应3C产品轻薄短 小、多功能整合的趋势，华新的元件产品被广泛应用 于各式电子产品中，从电脑、通信设备、消费性电子商品以至于车用及工业应用，早已深入广大消费者的 生活于无形，彻底实践“华新，常在您身边”的品牌 承诺。
(二)企业生产管理现状
华新科技生产管理组织架构具体如图1所示。
企业董事会制定并下发生产规划，总经理负责对 接集团的生产计划以及物流管理，电容事业部、电阻 事业部、射频元件事业部、曲板电容事业部等生产车 间主要工作是编制具体的生产计划并下发、组织生产 及控制生产过程，资材处主要按照生产计划向供应商 发出采购要约并负责跟踪物流到货、仓储、配送等环 节，品质中心检验到货物料及产品质量、发现质量问 题及时处理，各生产车间根据计划进行生产，人资福 利暨发展处按照物流部门制定的生产计划及各车间的 人员需求进行人员招聘，研发事业部负责提供生产技 术支持，全球后援中心的主要工作是进行生产线的调 试、维护等。
(三)企业生产管理存在的问题
1.效率问题
该企业大朗厂区电容事业部月产能规划24B， 但实 际产能只有22B。尤其在旺季，由于生产线的低端产 能难以适应市场及顾客的需要，导致生产效率低下问 题越来越突出。在企业生产管理系统中被用于评价生 产效率的主要指标包括产品的数量交付率、种类交付 率，其中，数量交付率的目标是100%，种类交付率的 目标是97%。2021年度电容生产线实际交付率如表1所 示，总体处于较低水平，且存在较大波动。
长期以来，由于产能不足，导致该企业电容生产 线的运转受到很大限制，往往需要采用拖延时间或者 加班方式来减少顾客投诉以及对销售造成的冲击。虽 然加班对提高产能起到了一定作用，但无法彻底改变 产能低下的问题。此外，长时间加班也会导致员工不 满，并不是最优解决方案，同时还会增加生产设备的 运转时间及生产费用，如何提升生产线产能、保证准 时、保质、保量交付产品是企业生产管理迫切需要解 决的问题。
2.成本问题
由于该企业MLCC生产线的生产效率不高，经常组 织员工加班，导致生产时间拉长，使生产设备运行成 本以及人力成本大幅增加。同时生产质量管理不到位 导致产质量损耗与维护费用提升。
此外，由于MLCC结构复杂、品种多样、生产计划 波动大以及组装工艺复杂，产品生产周期较长，非标 准零件无法通用，致使部分高价值非标零部件和车间 内在制品长期存放，造成存货增多，对企业的资金周 转产生不利影响，从而加剧产品生产成本压力。除此 之外，因为生产物料清单不精确，导致现场材料管理 混乱，生产物料清单中有但是并没有真正用到的零部 件常年堆放在现场，而真正需要用到的而生产物料清 单中没有的零部件则通过不规范方式提取，导致车间 生产成本核算混乱，增加了生产成本控制难度。
三、基于MES的制造企业生产管理改进及效果分析
(一)MES系统的实施
MLCC车间生产MLCC电容高度自动化，具有设 备整合、信息收集能力，同时ERP系统、能源系统等已建立，可以和MES系统对接。基于精益化生产管理 要求，按照集团总体发展战略，研究开发一套完整的 MES体系对MLCC车间进行MES系统改造，全面控制车 间生产计划执行情况、生产设备状态以及车间实际生产 效率。MES系统由以下几个部分组成：生产规划与生产 过程监控、数据采集与监控、设备管理、质量管理、物 流管理，为该企业MLCC车间实现智能化生产管理奠定 基础。从2022年开始，MES系统在MLCC车间进行了实 际应用测试，以“以精益化生产”为理念，以MLCC车 间的优良的自动化技术为依托进行MES系统实施。
(二)MES系统对企业生产管理的改进
1.效率提升
(1)生产规划和生产过程监控
对该企业生产管理实际状况展开深入分析，以该 企业生产管理对MES系统的要求为依据，以生产计划 管理、生产过程跟踪与控制为重点，通过生产计划 及生产过程跟踪与控制模块，达到对电容生产计划 下达、执行、完成等过程的管控，及时了解生产现状 与进展，同时对生产过程中产生的数据进行采集，确 保数据的精度、实时性和可追溯性。该模块是MES系 统中覆盖范围最广、最重要的模块，包括生产计划导 入、经中间各工序的生产过程直到下线完工的全程追 踪与记录，并着重开展试验件、设备件的管理，从而 形成完善的产品谱系，其基本流程如图2所示：
(2)数据采集与设备管理
主要涉及数据采集和设备管理两大模块，数据采 集模块包括设备状态监控、报警数据采集与管理、生 产数据采集与管理等7个子模块，设备管理包括了设备 突发故障管理、设备保全管理、设态鉴定等7个子模 块。在构建完备的数据库后，如果设备在实际工作过 程中发生故障，设备管理部门可以快速发现问题，进 行针对性检修和维护，以确保设备整车运行。
2.成本降低
(1)物料管理
针对电容生产特点，物料管理改进建议包括标准 件和非标件两大类：
标准件的物料管理以“双箱制”为物料管理模 式，确保电容生产标准件大量、及时供给，同时可以 强化标准件使用情况监控，及时反馈生产现场存在的 用料问题，为标准件物料管理改进提供更多的数据， 有利于减少物料浪费，从而降低生产成本。
非标件的物料管理采用“点到点”的物料管理模 式，结合MES系统中的订单管理、成品追踪等功能实 现准确高效的非标件物料管理，体现精益生产中的拉 动式生产方式。利用MES系统的信息中心功能可做到 物料管理者与使用者之间的信息对称，利用产品用材 料需求信息和材料流动数据指导物料管理，达到提高 非标件物料管理效率、提升生产管理水平的目的。以 MES系统为基础，对生产过程中物料管理进行改进， 有效解决以往因数据及信息传输的局限性导致的生产 线物料管理低下问题，尤其是物料在仓储、运输过程 中产生的大量浪费。同时，增强物料储运与生产进程 之间的协调性，降低生产成本，提高生产效率。
(2)质量管理
在了解产品质量管理要求的基础上运用MES系统的质量管理模块主要改进包括从设备中收集质量数 据、返修管理和质量统计。其中，有关设备质量的参 数主要有试叠、维修手册更新、综合测量等，返修管 理主要是现场进行产品记录，质量检验人员对产品质 量的判定(正常、上线不良、放行、废品)，产品质 量数据主要有机加工合格率、毛坯合格率、毛坯上线 合格率、放行率、 一次装配合格率等。具体管理流程 如图3所示。
(
三)MES系统实施效果分析
实施MES系统后，该企业电容生产车间生产效 率、生产成本的改进效果如下：
1.实施MES系统后，该企业MLCC电容数量交付率 比2021年提高了7.8%，全年交付率达到99%，生产效 率大大提升。
2.实现了生产线PLC联网与控制，能实时了解设备 状态，提升维修效率，2022年全年节省维修费用、能 源费用105万元。
3.改变物料管理方式，通过拉动要货方式使物料 库存储备降低，物料配送准时率达到98%以上。
4.有效提升了产品质量管理水平，显著降低产品 返修率以及客户投诉率，装调一次合格率提升7.5%， 质量损耗及返修成本降低。
四、结语
综上所述，MES系统集成了生产计划及生产过程 跟踪与控制、物料管理、数据采集与监控、设备管 理、质量管理、统计报表分析等模块，可以实现企业 生产管理数据可视化、管理精细化、决策科学化，从 而提高企业的市场竞争力。
参考文献
[1] 陈宇，陈新，陈新度，等.制造企业生产设备运行维护实时 管理系统[J].系统工程理论与实践，2008.28(4)：65-72.
[2] 陈红明.面向离散制造行业的MES系统关键技术研究[D]. 中国矿业大学，2022.
[3] 刁立.普中智能公司MES产品营销策略优化研究[D].兰州 大学，2022.
[4] 张昊，陈宇，梁永宏，等.基于实时信息的生产设备运行维护 管理系统研究[J].机床与液压，2008.36(9)：39-44.95.
[5] 刘清兆.Q纺织工厂MES系统项目设计与实施管理研究 [D].北京工业大学，2021.
[6] 倪锦程.基于MES的线缆生产数据采集与处理系统[D].天 津科技大学，2020.
[7] 李翰墨.某军工轴承企业的车间调度研究及MES开发[D]. 河南科技大学，2020.
[8] 薛未业.面向离散制造车间的MES人员管理系统研究与 设计[D].同济大学，2020.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/guanlilunwen/70484.html
