制造执行系统在船舶制造企业中的应用.pdf

第 11 卷 第 3 期Vol.11,No.3CBZYJY2023 年 5 月收稿日期：2022-05-29作者简介：庞龙（1989），男，辽宁凌海人，实验师，学士，研究方向：船舶工程技术。The Application of Manufacturing Execution System in Shipbuilding Enterprises制造执行系统在船舶制造企业中的应用摘要：为全面提升船舶制造企业发展水平，要积极整合技术要点和管控方案，发挥制造执行系统的优势作用，实现经济效益和安全效益的和谐统一。为此，应明晰制造执行系统内涵，并对船舶制造企业中应用制造执行系统的条件和具体方案进行分析，以建立更加可控的实时性调度机制，为船舶企业规模化、批量化、标准化发展奠定坚实基础。关键词：制造执行系统；船舶制造企业；模块中图分类号：G712；U673.2文献标识码：A文章编号：2095-5928（2023）03-78-03渤海船舶职业学院，辽宁 兴城 125105庞龙PANG LongBohai Shipbuilding Vocational College,Xingcheng 125105,ChinaAbstract:In order to comprehensively improve the development level of shipbuilding enterprises,it is necessaryto actively integrate technical points and management and control plans,give full play to the advantageous role of themanufacturing execution system,and achieve the harmonious integration of economic benefits and safety benefits.Therefore,it is necessary to clarify the connotation of manufacturing execution system,and analyze the conditions andspecific plans for the application of manufacturing execution system in shipbuilding enterprises,so as to establish amore controllable real-time scheduling mechanism and lay a solid foundation for the large-scale,batch andstandardized development of shipbuilding enterprises.Key words:manufacturing execution system;shipbuilding enterprises;modularDOI:10.16850/ki.21-1590/g4.2023.03.024船 舶 职 业 教 育SHIPBUILDING VOCATIONAL EDUCATION随着船舶制造行业的全面发展，国内相关船厂和配套企业也逐步向着信息化发展方向转型。制造执行系统是指企业上层生产计划和底层工业控制之间建立面向车间层的生产管理系统，并配合信息实时性分析模式和管理机制，打造信息传输管理平台的同时，对产品进行全过程管理。最关键的是，在制造执行系统应用体系中，能对整个产品生产模式予以优化，并及时对实时性事件作出相应反应，以便于后续处理工作得以落实1。正是由于制造执行系统的特殊性，钢铁、石化、航天、机械制造等领域也逐渐落实相应系统的应用模式，利用企业生产组织和管理实践有效提升企业制造平台的应用效率，为企业创造更大的经济效益。1 船舶制造企业中应用制造执行系统的条件围绕船舶制造企业应用制造执行系统展开讨论，要着重关注环境条件和技术条件，只有落实可控化技术应用模式，才能更好地发挥执行系统的优势作用，确保企业能在执行相应工序的过程中提高工作实效。首先，环境条件。船舶工业本身就是订单型生产企业，船厂一次性订单数量的大幅度增多就需要企业结合市场环境情况进行发展战略和规划的调控。基于此，船舶制造企业要充分关注生产效率，借助制造执行系统中的模块化思想，在批量生产的同时实现分段管理，结合大规模制造生综 合 研 究Comprehensive Study78第 11 卷 第 3 期Vol.11,No.3CBZYJY2023 年 5 月制造执行系统在船舶制造企业中的应用产方式对船体结构和功能的要求，最大限度上满足制造执行系统的应用控制需求。其次，技术条件。在制造执行系统应用过程中，网络系统运行信息化管理非常关键。因此，要想保证系统的应用效能满足预期，就要对车间网络予以统筹管理，打造更加合理的硬件技术体系，确保协同管理的最优化。对于制造执行系统而言，需要的网络不仅包括一般的局域网，还要建立基于车间现场实际要求和信息采集标准的控制网络。在建立工业以太网、现场总线应用模式的同时，还应结合数据采集的具体标准落实相关工作。近年来，国内多数船厂已经完成了企业内网的建设工作，能及时进行文件传输跟踪管理和DNS 系统控制管理，有利于协同型网络管理模式的建立。此外，制造执行系统的应用要基于完善且规范的软件应用平台，在系统应用工作开始前，要对车间予以信息化的规划管控，并配置一系列基础数据平台，从而维持数据管理的可靠性。常见的车间信息规划数据包括产品结构、物料信息、工艺信息、工时信息、设备信息、人员信息、代码信息和库存信息2。2 船舶制造企业中应用制造执行系统的具体方案为确保制造执行系统能发挥其实际作用，要建立相应的应用控制方案，搭建整体技术框架的同时，按照模块设计标准落实相关内容，并逐步提高船舶制造企业生产效率，实现经济效益和社会效益的和谐统一。2.1 整体框架在选取相应体系时，要结合企业实际应用要求和标准，建立相应的应用控制框架。结合应用基础主要选取的是 WindowsDNA 体系结构。整体框架包括表示层、应用逻辑层和数据服务层。2.1.1 表示层其本身是用户的接口部分，能有效实现用户和系统之间的信息实时性交互界面处理，确保能为用户提供较为规范的数据输入界面，并完成输出数据的显示管理。主要对象是浏览器和其他应用平台，基于网络建立相应的应用结构，能满足制造执行系统的控制需求，从而建构较为科学规范的应用体系。具体流程是服务请求经过服务器进行用户信息验证，回传客户端，这样就能打造最有效的信息控制模式。2.1.2 应用逻辑层主要是建立相应的逻辑单元，包括工序详细调度内容、资源分配和状态管理、过程管理、质量管理、数据采集和管理以及用户界面，以便于用户选取相应的功能单元。在客户提出数据请求后，就能借助对应的分析结构和控制标准，对数据进行关键节点的提取，建立匹配的应用平台，以维持对应控制结构的合理性，最终将处理结果直接回传到客户端，实现信息的互联。2.1.3 数据服务层作为整个系统结构的底层，数据服务层主要是进行相应数据库的管控，并建立数据库数据的读写操作，在获取应用逻辑层数据后能够结合操作要求建立相匹配的数据分析控制体系，从而维持数据关联性，分析工作的质量水平。较为常见的数据库包括产品数据库、物料数据库以及其他数据库3。2.2 模块设计主要包括工序详细调度模块、过程管理模块、质量管理模块、资源分配管理模块、数据采集和管理模块、用户界面模块。工序详细调度模块。主要是对 CIMS 系统进行管理，有效接收企业的生产计划，结合生产计划建立有效资源体系内的作业管理，确保排序和调度工作都能落实到位，并结合人工干预模式保证车间近期生产工作都能按照规划有序开展，及时进行车间现场和底层控制系统信息的发布和管理，维持统筹控制的合理性。过程管理模块。主要是对执行生产作业计划进行系统化分析和评估，利用信息技术进行生产过程的实时性监控，并有效协调生产体系中的不同要素，及时完成异常情况的分析和处理，提供实时性线上帮助，最大程度上提高应用控制的基本水平。质量管理模块。在船舶制造车间常规化管理工作中，中间产品的质量管理也是非常关键的因Comprehensive Study综 合 研 究79第 11 卷 第 3 期Vol.11,No.3CBZYJY2023 年 5 月船舶职业教育素，主要涉及车间自检体系、企业内部质检工作等，要结合船舶制造企业对产品质量管理的具体要求落实相关工作，并打造完整的质量管理标准模型。最关键的是，对于船舶制造企业而言，船体装配是非常关键的环节，要着重关注其安装精度和焊接质量。因此，在船舶制造执行系统应用体系内，要结合质量模块进行质量的实时性跟踪记录，及时分析产品加工过程精度是否存在偏差，保证质量预控流程的合理性和规范性4。资源分配管理模块。要综合评估执行要素和管理要点，以保证相关分配模式和控制机制都能贴合执行系统的具体要求，按照近期生产规划完成车间劳动力、设备以及物料等基础资源的合理分配，并及时跟踪实时性状态，以便更好地实现消耗统计，确保后续资源管理效能得以提升。数据采集和管理模块。首先，数据主要来自生产计划系统，包括装配信息、物料清单信息以及加工工艺信息等，建立相应的信息管理模式和控制平台，并配合信息生产系统实现信息的富集。其次，数据主要来自工业现场，需建立相匹配的信息收集通道，利用数据监视处理、数据收集处理等完成信息的实时性管控。最关键的是，对标准船型工作包和派工单物量工作进行实时性管控，有效维持信息数据库管理的平衡，最大程度上提高数据应用效能。最后，信息的实时性处理能够提取车间调度和管理系统的信息，如产品质量信息、订单信息、设备故障诊断信息等，以保证数据基础决策支持的合理性5。用户界面模块。主要是进行相应系统的综合管理，配合用户的权限管控机制，完成生产调度和计划查询，保证物料设备信息管理的及时性，有效实现信息的合理性控制。2.3 实施过程在明确船舶制造执行系统相关内容的基础上，结合系统的应用要求建立相匹配的控制模式，保证实施效果最优化，并维持管理的平衡。第一，项目落实前要充分开展相应的辅助工作，如要进行制造执行系统相关内容的培训，并针对车间现场问题进行实时性诊断和需求分析，从而更好地评估和落实后续工作。值得一提的是，企业要全面评估分析结果，并将需求分析和投资效益分析形成对应的总结报告，以便于制造执行系统能够及时制定有效的管理决策，提高相关系统应用效能。第二，要开展完善的准备工作，确保软件环境和硬件环境的和谐统一，需事先进行基础数据的录入处理，结合大量分析研究工作，保证网络系统能发挥其实际价值，配合局域网完善车间现场数据采集和控制管理工作，并维持相关数据监督机制的合理性。第三，依据系统应用要求进行模拟运行和试运行，主要是在掌握相关基础数据后，结合车间日常工作内容，确保及时进行实战性模拟，保证系统界面和报表内容最优化。第四，在应用一段时间后进行系统的运行维护，保证后期支持阶段应用控制效果最优化，利用先进制造模式强化制造执行的整体效果，为船舶企业进一步开展后续升级工作予以支持6。总之，在船舶制造执行系统应用控制基础上，需整合具体的应用模式，确保相应模块都能发挥其实际作用，提高企业车间生产控制水平，建立更加可控的实时性调度机制，为船舶企业规模化、批量化、标准化发展奠定坚实基础。参考文献院1 秦如明.船舶制造执行系统的开发与集成关键技术研究J.科技创新与应用,2012(23):79.2 杜振川.船舶分段制造执行系统与设计平台的集成开发J.机电设备,2020,37(5):62-68+77.3 卞德志,郭际名,胡昌平,等.基于船舶离散加工制造的MES系统研究J.制造技术与机床,2020(1):149-152.4 张毅,胡靖元,赵林波,等.一种基于MES的船舶军工制造企业生产管理系统设计与实现J.工业仪表与自动化装置,2019(4):117-121.5 喻天祥,王冬梅,祁超,等.面向船舶智能制造的工艺数字化管理技术J.造船技术,2020(2):69-71+76.6 夏家俊.基于精益制造管理的船舶MES系统研究与开发D.武汉:湖北工业大学,2020.责任编辑：刘月综 合 研 究Comprehensive Study80