设为首页 | 加入收藏夹

八文网 - 汇聚八方文档 - 做最优秀的免费文档下载网站

信息化制造系统的设计与实施途径

文档类型：

Adobe Acrobat PDF 文档文档大小：330.16KB

信息化制造系统的设计与实施途径Techwayson Technology (Shenzhen) Ltd.
1 信息化制造系统的设计与实施途径史0德维森科技(深圳)有限公司 System: Design and Implementation Path摘要(ABSTRACT)
An system design and implementation path is presented here. Based on the steps inthe design path and the design for constructing the material and in the system is developed.
本文分析了信息化制造系统与现有其它企业信息系统的功能界限,给出了一个信息化制造系统的系统设计和实施途径;根据本文提供的设计途径和层次,得出了一个构建信息化制造系统的物流和信息流的程序和步骤.
关键词: EMS, ERP,信息化制造系统,MES, 协作制造
1 导言:制造系统决定企业的竞争优势在整个企业流程里、制造过程只是其中众多的环节之一、但它是形成企业核心竞争力的最有力的武器.其它所有的决定企业能否成功竞争优势,如价格,质量,产品上市时间,可靠性,产品、革新,产品和服务的柔性,现场服务等等、这些优势能达到什么程度,主要取决于企业的制造系统的设计,控制以及管理实施.2信息化制造系统的设计途径当分析一个复杂系统时,如果没有一个工具将系统的物理特性和设计目标不断地保持关联、设计往往会走上歧途、变得没有意义.因此,在一个标准的方的基础上建立信息化制造的设计和实施途径是非常重要的.信息化制造的系统设计方法和分析模型不是本文讨论的范围,这里只给出信息化制造系统设计途径(EMDP).图1 信息化制造设计途径(EMDP)图1 是EMDP的一个示意图.从最高级的商务目标开始,将之逐级分解,一步一步进行系统的详细设计.目标(做什么)和解决方案(如何做) 在信息化制造设计途径上的六个阶段中的每个层次不断重复.从制造目标来说,信息化制造的系统要点被确定后,先将概念流程设计列出商务表现的量测标准定义系统要点和系统容量确定外部客户决定响应时间定义系统流程(物流和信息流)基于响应时间来构造各单元定义商务目标(内部客户) 和制造目标子系统设计
2 FFlloooorr reliable data reliable dataWebReports tailored to
3
3.1 其它信息化系统尚未解决的问题生产成本及信息化的发展,竞争的越来越激烈,必然的结果是要求降低生产的成本,减少信息流通过程中的费用,以获得更大的生产效率;而且随着信息化的商业系统的发展,供应链对企业商业系统的作用,更加要求在整个企业的范围内共享信息,尤其是制造平台的信息.
在很多的企业商业系统虽然包含有生产模块,但这种生产模块仍然是基于企业商业系统的,例如生产计划模块,在商业系统中的生产计划模块是基于企业的整个定单的安排,并不能考虑到生产设备的实际情况,因为本身生产平台的信息并没有和企业商业系统连接.而且在商业系统中、也没有考虑生产设备的健康状况,生产效率等等.大多数商业系统会关心一个定单所要求的原料,基于整个定单的工期等.在生产线这一级,仍然要操作工根据计划来自己安排实际的生产.这样的结果是生产的周期延长,成本增加.在过去的几年中、随着计算机和网络技术的发展,信息化的商业系统的发展越来越迅速.
制造企业必须考虑信息化的环境下,市场对原料供应、外协采购、销售,分销商所带来的影响、这就意味着制造商,供应商,客户和其他分销渠道之间的紧密集成.以下列出了一些问题,是目前所有的企业信息化系统,如等等、都没有涉及的问题,也是留给信息化制造系统(EMS)来解决的问题.这些问题是:
制造过程分析(Manufacturing Analysis)』实时或在线质量管理(On-line Quality Control)』工厂调度(Plant Scheduling)』生产排程(Product Sequencing)』现场控制(Shop-Floor Control)』设备动态管理(Dynamics Equipment Management)』物料能源实时规划(Real-Time Material and Energy Planning)以上系统就是留给信息化制造系统来解决的问题.由这些问题可以看出、由于制造平台和商业系统有着完全不同的特点、例如生产计划的安排不仅要考虑供应链中的原料,更重要的是设备的状况,员工的班组计划,不同产品生产的切换的时间等等、信息化制造系统不是简单的将商业系统延伸到工厂的制造平台,而是对制造业策略价值的改变的基础.信息化制造系统是各种系统,过程和技术的结合,任何其它的企业信息化系统要发挥作用,首先要建立在信息化制造系统的平台和基础之上.通过以上问题的解决,信息化制造系统能够帮助制造企业达到以
下目的: ∨生产过程和商业过程的同步∨工作,信息和原料的流程的编排∨制造企业内部商业过程和制造流程的自动化∨制造平台的信息控制,管理和分析∨所有相互协作部分的设计过程的集成∨平衡双向的信息传递,以优化生产,满足客户的要求和其他的策略目标∨维护系统和制造系统支持的相互协作信息化制造系统应该而且可以从根本上解决供应链不能流畅的问题.有了信息化制造系统,定单系统直接可以和生产线的控制平台之间进行信息交互,从电子商务系统到定单系统,再到生产控制平台的贯通,让生产平台成为供应链的终端.定单系统直接安排每个生产单元的生产计划,减少信息流通的周期,从电子商务平台可以直接控制生产线的生产,减少原料和产品在仓库中的时间,并能更好满足用户的要求,减少交货期,大大降低流通的费用.
3.2 信息化制造系统与其它信息化系统的分工和界限以上列出了常规的企业信息化系统没有解决而需要EMS来解决的问题.但是,在设计实施信息化制造系统时,会遇到另外一个令人头痛的问题.那就是,有一些功能,如物料需求计划,主生产计划,静态设备管理,研发数据管理等、是ERP和PDM所要完成的主要功能,但
4 这些功能与EMS所涉及的制造过程也有着直接的关系,在EMS中将这些功能也包括进来呢,还是交由ERP或PDM来完成对于已经实施了等商业系统或其中的某一个系统的企业来说,面临的问题比较简单,只要为EMS开发出与相关信息化系统的通讯接口即可,也就是将EMS与上述商业系统集成.但对于还没有实施上述企业的系统来说,就面临一个十分困难的选择.如果要求他们在实施EMS的同时,又要实施ERP或PDM,则会给EMS的实施带来许多额外的变数和负担.这个问题的解答涉及EMS与ERP或PDM等系统的分工问题,换句话说,就是EMS是否需要将ERP与PDM中与制造过程有直接关联的功能纳入到EMS的产品体系中来.从制造企业用户的角度出发,EMS作为制造企业的一个完整的解决方案,应该有自己的独立性,也就是说,在用户还没有实施ERP或PDM时,不能因为用户没有ERP而要求用户一定要同时或随后实施ERP,也不能因为用户没有ERP而导致EMS的特点受到局限.因此,对于相关的一些功能,如生产计划,排程,设备管理,资源管理等、EMS应该纳入其中与制造过程有直接关联的功能,并将之作为EMS产品体系中的独立模块.在已经安装和实施了ERP或PDM的企业中、可以不用这些模块而直接与用户原有的ERP或PDM来集成使用.由于有了企业系统的统一的商业标准,这一点的实现变得不但可能,而且较为容易了.而对于供应链管理系统,客户关系管理等系统,由于与制造系统只有间接的关系,EMS的实施可以独立于它们而运行、因此EMS将不考虑实现其相关功能,对于其它一些信息化系统的功能,如企业运行仿真系统,质量标准审计等、则可以考虑将它们作为合作伙伴软件,采用通用的标准平台与之集成,而不建议列入EMS的产品体系.同样,对于底层的信息化系统如或数控系统,由于这些自动化或控制系统本身可以独立应用,而且与上层也可以较为方便地通信,因此,我们把它作为一个独立的子系统或模块;如果用户有现成的相关系统,EMS只要与之进行接口即可,如果用户还没有相关的子系统,则EMS最好能够提供一个一体化的解决方案,把自动化和信息化系统一并解决;或者给用户提出专业的建议,由用户自行采购.事实上,将开放式自动化系统作为EMS的一个模块是比较恰当的,因为、开放式自动化系统的功能与传统自动化系统的本质区别就是可以将生产过程的信息与上层进行无缝共享、而这同样也是EMS的基础.在下面介绍不同的EMS子系统时,我们会对相关的开放式自动化系统进行简单的介绍.
对于等计算机辅助设计和制造等系统,由于功能比较特殊,EMS只提供与之的通信接口,如果用户自己需要而又还没有购买,则应建议用户自行购买.PDM所涉及的设计管理和工程管理以及项目管理等功能的软件也是这样.总的说来,EMS主要完成的制造企业在制造过程中的信息流通,包括从数据的采集处理到存储等、所涉及的系统应该是与制造直接相关的制造系统.对于ERP或MRP中与物料,设备或操作员等制造的直接元素相关的信息化系统的功能,在用户没有相关功能时,EMS应该具备其中的相关功能,以免去用户要另行实施ERP的必要性.对于工业控制层的自动化系统,EMS提供自己的开放式控制系统;但对于已经安装了自己的控制系统的用户,EMS提供与这些自动化系统的接口.对于等与制造过程有间接关联的信息化系统,EMS只提供与它们的接口,而不会越俎代庖,去完成应该由这些系统完成的功能.
4 信息化制造实施途径概念性的系统设计过程中的最终步骤,是要将所需的功能(无论从物理区域还是过程区域)在最基本的层次上以图表的方式绘制出来;用制造系统的设计术语来说,这一步代表着将抽象的制造系统设计概念进行物理实现.信息化制造系统设计的过程域是可以被熟练操控或管理的系统元素的完整的集合.例如,作为对信息化制造系统的过程域的一般看法,以下的物理元素代表着制造系统的控制水平:机器,直接的操作人员,支持资源(维护设备和人员,产品控制,机器处理设备,监督员,经理等)、和功能部门(材料,存储,运输,接货,和采购).对制造系统的过程域很难给出一个严格的定义、因为系统由于存在无限多的系统变量(SVs)而趋向于变得十分复杂.但可以考虑
5 为这些变量按科目进行分类,以下十个主题就是从产品系统设计的过程域的形式出发,为信息化制造的系统变量定出的分类科目标题[Rosenfeld分类科目元素
设备: 体积或重量,地点、用途
产能: 产能增加量,产量变化的时间
垂直整合: 流向(上游下游)、整合程度
过程技术: 设备,自动化,规模,柔性化程度
职工和管理: 工资政策,技能,工作的保密性
物流与物料计划: 库存,生产计划,供货商关系
组织与激励: 成本系统,绩效报告,组织层次,
产品开发: 与制造过程的接口,供货商的开发
质量程序: 监控,干预
合作伙伴的管理: 范围, 协作由于以上各个分类中的物理元素都在制造现场、流程开始时,首先由SWIP(标准在制件)对个生产单元的工作进行缓冲,每个单元都要通过各种手段得到控制和改进、以解决基本的系统单元内的问题.然后各系统元素之间的直接的物料和信息的连接被生成和建立,对构件进行部署,从而将各元素都连接到系统,形成系统的物流和信息流;最后,对构件进行具体化,即将逻辑建立转化为物理连接,并生成代码、经过编译,链接后产生最终代码.
在整个过程中、流程的概念是系统的关键所在,系统的设计和实施就是由物流和信息流相伴而生的.这就是信息化制造系统实施的途径(EMIP),见图2.
图2:信息化制造系统实施途径(EMIP)柜斩00系统某一分类科目单个系统元素处理流程系统内单元SWIP构件修正后的单元单科目内系统信息流物科目间系统信息流
6
5 信息化制造投资判断在制造企业管理层决定是否要进行信息化制造系统的实施之前、需要先设计一个商业计划,重点要说明计划对企业的目标达成有何益处.根据上面给出的信息化制造的设计和实施途径(EMDP和EMIP),这里给出判断信息化制造是否应该投资的八个步骤:1) 企业必须首先由对企业内的制造系统的评估开始,来确定制造部分的改进给企业商务带来的商机和潜在的问题.对实施信息化制造前后的生产率的比较进行评估和测量时,必须要考虑到制造过程的每个方面,而不能只是片面评估.
2) 详细描述存在的问题和未来的机会,以便在实施信息化制造时,对需解决的问题能够提供一个清晰的了解.3) 根据商务和制造策略按顺序列出系统实施的好处.在列出的清单中、应重点包括
但不限于以下事项:对资产回报的改进、库存和运输成本降低的水平,对客户服务的改进、电子商务的能力等.其中、交货时间的减少,库存降低的水平和生产周期的缩短应着重给出.4) 要获得企业相关决策机构对项目的支持、保证项目能够顺利完成.
5) 要开发一个项目实施的整体计划,展示项目的益处和给企业带来的机会.其中、项目评估结果,推荐的解决方案和行动,项目开展的好处要报给企业最高管理层.
项目实施计划要得到制造管理层的支持、这个计划应涉及项目运作的测评,和前面提到的实施效益的关键性能指标的测评.6) 实施团队应该能够确定项目具有小规模试验的机会,小规模试验的实施时间应该较短、并有清晰的成功与否的测试指标,和项目是否要继续进行下去的权威性的评判底线.7) 要准备一个小规模试验总结.该总结应该是一份项目成功的详细报告,并要提到今后的实施要注意的问题,要列出所有的潜在风险和具体的防范计划.
8) 最后,要作出一份实施策略,在不同的工厂中实施时,要作出一份有普遍性的设计方案,作为各个厂实施的模板.项目实施团队必须由资深人员组成,必须对每一步实施可能会遇到的相关各方面的问题有深入的了解.
6 结论要把制造系统高端的商业目标转换为系统低端或子系统以及装置的功能,很关键的一点就是要从物流和信息流的角度来设计信息化制造系统.信息化制造系统必须在一个标准化的,结构化的方法下才能得到良好的实施与管理. 本文给出的信息化制造系统的设计和实施途径,从高端目标和决策角度,来指导信息化制造系统的设计;并通过系统内物流和信息流的设计,子系统和装置功能的设计来指导信息化制造每一步的实施.参考文献Cochran, D.S, The Design and Control of Manufacturing Systems, Ph.D. Thesis, AuburnHarold, Dave, for Process Industries, Control Engineering, August, 2001Mintchell, GaryA,How to Succeed with Open Control ,Control Engineering, March, 2001Rockwell Automation, Manufacture Business Solution, Company Report, 2002Suh, N.P, The Principles of Design, Oxford University PressISBN

pdf文档的标签：系统制造设计信息化实施途径

更多推荐标签：设计校园网组织环境案例概论网络侵权工业监控黄河水院求职人员交换机论文饮品调查问卷写作技巧花卉调查问卷飞行力学设计艺术机读卡登天的感觉心得报告书立足专业报纸报头欣赏环境科学前沿王同顺电炉工试题电梯程序设计建筑施工企业有位才有为中西建筑文化税务征管编号水泥销售方案合伙企业协议介绍女士提包秘书毕业提纲