汽車模具是汽車成型的重要工藝裝備之一。汽車模具行業是一個融合了多專業、多學科知識,為汽車制造業服務的行業,是國際上公認的關鍵基礎工業。汽車業的發展和技術水平的提高在一定程度上取決于汽車模具工業的技術水平的發展與提高。
汽車模具作為汽車工業的重要工藝裝備,是汽車制造業的工藝基礎,由于產品本身的復雜性,及其典型的單件訂單生產方式,決定了其生產過程與一般產品的顯著區別。其主要特點如下:
(1)面向訂單生產。由于訂單規格、數量、交貨期變化大,每個產品都有其特殊性,從產品訂貨決策到制造全過程,每一套模具都具有一定的獨立性,企業必須按訂單組織生產。(2)生產進度難以控制。出于產品是單件生產,幾乎每個產品都需要重新進行設計、工藝、技術準備等工作,因此經常無法及時掌握生產進度變化,難以控制整個生產過程。(3)計劃多變。由于產品種類繁多,影響生產過程的不確定因素很多,經常出現緊急訂單、設備故障、零部件返工返修等情況,使得生產計劃發生改變,甚至出現計劃跟不上變化、與生產實際脫節的現象。(4)生產管理困難。模具制造過程復雜,生產過程中不確定因素多,憑經驗調度無法保證整個生產過程的協調,過程控制困難,管理難度大。
近十幾年來,在企業信息化的帶動下,我國汽車模具生產水平取得了巨大的進步,但與發達國家相比還存在較大差距,主要體現在車間生產組織管理方面:如計劃調度仍然憑經驗,車間信息傳遞仍然是手工作業。制造執行系統(MES)的出現為我國汽車模具企業提高車間生產組織管理水平提供重大的機遇。根據汽車模具動態多變的生產特點,建立了一個針對汽車模具企業的MES系統,解決汽車模具企業車間生產管理中急需解決的問題。該系統的主要包括資源分配及狀態管理、電子看板管理、工序級作業計劃、生產動態調度、制造成本動態管理與生產作業分析等6個主要模塊。
1、資源分配及狀態管理
對資源狀態及分配信息進行管理,包括機床實際使用狀態、輔助工具(如刀具、夾具量具等)的使用、保管和維護等信息以及開始進行加工時必須具備的文檔(工藝文件、數控設備的數控加工程序等)和資源狀況的詳細歷史記錄。通過對車間資源的優化管理,合理地安排生產,從而減少設備閑置率,提高質量和資產回報率。
2、電子看板管理
電子看板是建立在計算機網絡基礎上的一種可視化看板,具有拉動車間物料流動、傳遞生產指令、采集現場信息、跟蹤產品狀態等功能,是實現汽車模具車間生產自動化、數字化的有效手段。通過電子看板,能夠跟蹤整個模具生產全過程,使生產過程透明化,從而獲得每套模具的詳細歷史記錄,提供對每套模具生產過程的可追溯性。
3、工序級作業計劃
負責工序級的計劃排產,提供基于指定生產單元相關優先級、屬性、特征、方法等的作業排序功能。通過基于有限能力的作業排產,其目的就是要安排一個合理的序列以最大限度地壓縮生產過程中的輔助時間,同時又能滿足模具交貨期。
4、生產動態調度
以作業、訂單等形式管理和控制生產單元中的物流和信息流。當生產現場出現緊急插單、設備故障、返工返修、生產拖期等情況時,生產調度采用合理的優化技術和方法調整作業計劃和調度資源,使之與實際生產條件相適應,從而提高生產過程的連貫性,確保生產高效運行。
5、制造成本動態管理
按照動態作業成本法,將費用按不同作業詳細分類、歸集和分配,正確劃分可變成本和固定成本、可控成本和非可控成本,依據產品BOM所描述的加工裝配過程,結合實時的數據采集信息,從低層向高層逐層累積,從而計算出車間生產成本。它反映了產品動態增值的實際過程,能夠實時準確地實現成本的精確統計。
6、生產作業分析
能提供實時更新的實際生產執行進度、產品質量分析、資源利用率等信息的統計與分析以及這些實際生產結果報告與歷史和預計結果的比較關系,從而更好地分析和優化生產過程,使生產始終維持最優狀態。
通過汽車模具MES的構建,建立了生產信息共享的機制和平臺,加強了生產資源及生產過程的數字化管理與控制,在計劃層與控制層之間架起了一座溝通的橋梁,從而實現汽車模具生產的“管控一體化”。