一、企業簡介
北京新立機械有限責任公司隸屬于中國航天科工集團第二研究院，企業建立于1957年，承擔著航天產品的電子設備、精密機械產品和地面設備的生產、總裝及聯調等任務。企業工藝種類齊全、加工設備精良、檢測手段完善，下設精密鑄造、表面處理、橡膠塑壓、熱處理、印制電路板、總裝總調、變壓器、鈑金加工、電子裝配、液壓產品、精密機加、微波器件加工等15個生產車間，形成了完善的技術、質量、生產控制系統，是集工藝設計、研發制造、檢測為一體的機電復合型的國防尖端武器研制和批量生產骨干企業。
北京新立機械有限責任公司是國家大型二級企業、國家一級計量單位、國家檔案管理一級單位和中國500家最大機械工業企業之一。取得《裝備承制單位注冊證書》及《武器裝備科研生產許可證》，通過國軍標9001B質量體系認證；一級保密資格單位認證；職業健康安全管理體系認證；獲得《中國實驗室國家認可委員會認可證書》。企業占地面積三萬一千余平方米，科研生產用建筑面積五萬一千余平方米，現有職工1600多人。
二、企業信息化應用總體現狀
北京新立機械有限責任公司積極開展信息化建設和推廣應用工作，將信息化應用在基礎建設、企業管理、工藝管理、先進制造、經營管理、信息安全以及系統集成等方面，近年建設取得了進展。企業資源計劃（ERP）系統深化應用，實現物料管理及院、廠、車間三級計劃管理，機加和電裝制造執行系統（MES）實施和集成應用；產品數據管理（PDM）與計算機輔助工藝設計（CAPP）系統的集成應用，實現了包括產品結構、工藝準備、工藝文件等產品數據的全面管理以及與上游設計單位的協同工作；數控設備全部用數控程序傳輸（DNC）進行管理，基于模型定義（MBD）的三維工程圖生產模式初步應用，虛擬裝配、鑄造仿真、加工過程仿真等一系列工藝仿真應用得以加強；協同辦公系統整體架構更新，應用更加廣泛，決策支持系統一期建設完成，合同管理、檔案管理、財務管理、統計管理等一系列企業管理信息系統深入應用。通過信息化與工業化的融合，正逐步將北京新立機械有限責任公司打造成數字化、智能化的先進企業。
三、參評信息化項目詳細情況介紹
1.項目背景介紹
北京新立機械有限責任公司作為軍工企業，其生產以多品種、變批量、產研并重、混線生產的生產模式為主，主要問題表現在：
（1）技術與計劃銜接不暢，生產任務已開始，圖紙還未下發，導致缺料現象。（2）臨時任務、緊急任務多，生產計劃及執行任務繁重，型號、工號的時間節點不透明，只能通過頻繁的調度會來組織生產，不能快速響應。（3）車間生產任務不均衡，由于料準備不及時、生產準備不及時、技術準備不及時，留給班組的時間過少，因此出現趕工的現象，對于臨時出現空閑的工人不能及時給予派工。（4）各生產線之間缺乏協調，由于對任務沒有總體的了解，無法有效地進行生產線能力平衡。（5）車間調度與二級庫信息不連通，庫存存在積壓和缺料的現象，齊套情況不能及時反饋給調度。存在串工號領料的問題，原來工號沒有開工但料已領，其他著急開工的工號會將原來的工號的料領用。（6）車間現場生產監控能力弱，對車間外協、資源占用情況、廢品、到料情況、缺料情況不能及時了解，影響車間整個生產的組織。（7）與已有ERP、CAPP等系統不能有效集成，數據和業務孤立。
因此，建立一套切實可行、高度集成的車間制造管理系統就成了勢在必行的一項工作。
2.項目目標與實施原則
結合電裝生產線多品種、變批量、產研并重、混線生產的生產模式特點，建立適應電裝專業化生產車間的MES系統；通過車間生產計劃、車間技術準備和生產準備，實現車間計劃、技術準備和生產準備任務的協調管理；通過基于車間動態擾動的計劃管理技術，提高資源利用率；通過生產現場可視化制造執行過程監控，實現物料等實物的車間現場周轉物流管理，以及生產突發事件、物料狀態、生產進度和質量信息的及時反饋；通過數字標識技術，實現以作業節點為核心的進度、質量等執行數據統一采集和結構化數據管理。生產線MES系統可對生產任務接收、技術/生產/工時準備、生產計劃監控、型號狀態跟蹤等全過程進行狀態控制，實現車間生產的全過程管理，技術、工藝、調度和操作工人等人員的全面參與和全方位協同，提高生產精益控制能力。結合電裝MES系統的應用要求，實現電裝MES系統與CAPP、ERP、質量管理等系統的數據信息集成，達到車間生產的全過程管理與協同，提高車間生產精益管理能力�！ �
3.項目實施與應用情況詳細介紹
3.1 項目技術方案與功能介紹
電裝MES系統總體規劃框架由系統支持層、數據采集層、用戶交互層、生產制造執行系統功能層等構成，如圖1所示。
圖1 MES總體規劃框架圖
系統支持層包括操作系統、網絡、數據庫等基礎軟件和硬件，以支撐系統的運行；
數據采集層通過對計算機，條碼等數據采集手段，對現場的物料信息、進度信息等制造現場數據進行實時采集，為系統的正常運行提供準確，實時的保障。實現對物料實物以及進度，質量等制造現場相關數據的采集，達到對型號任務的生產過程中的進度、缺料、質檢等數據動態了解的目的；
生產制造執行系統功能層實現各種業務管理，包括車間計劃管理、物料管理、設備管理以及作業計劃的動態調度等，并通過車間綜合查詢和生產綜合分析，確保制造執行過程高效順利的進行；公共基礎功能提供對基礎數據、用戶權限等的管理。
用戶界面層指相關人員通過人機交互頁面，實現信息有效可視。
在已有研究成果的基礎上，開展系統之間的集成技術研究，滿足電裝MES系統研究和工程化應用的需要，圍繞提高電裝MES系統與其他系統的集成應用水平，實現以全方位管理和全員參與為核心有序、協調、可控的協同車間管理，提高車間快速響應能力和車間制造能力。
基于數字標識的計劃與物流的協同管理。圍繞多型號、多批次、變批量以及研制和批生產并重的生產特點，以生產計劃優化調度為牽引，拉動物料進行并行化生產準備，實現計劃的快速協調，提高車間快速響應制造能力，縮短生產周期。主要包括多型號多批次生產計劃優化排產、基于生產計劃的物料協同管理，以及物流流轉過程跟蹤與監控等技術進行研究。
MES系統的核心業務流程如圖2所示，主要體現在以下四個過程：
圖2 MES系統應用業務流程
系統功能如下：
（1）生產計劃管理：車間調度根據廠生產調度處下發的生產任務制定車間生產計劃，根據車間生產計劃制定技術準備計劃和生產準備計劃；車間工藝組根據廠技術處下發的圖紙、工藝文件和工藝流程制定生產工序以及料表，根據上述信息生產調度進行車間生產準備，包括物資準備和生產資源準備。車間調度檢查車間二級庫房的物資齊套和生產資源情況，若缺料需要到物資處領取線料、輔材、元器件、標準件，到中央齊套庫領取精工件等。
（2）生產調度：生產線調度從工藝組獲得型號的工藝路線，二級庫房獲得齊套信息，進行生產作業計劃的編制，然后根據生產任務下發隨批單（三圖一表——電原理圖、接線圖、裝配圖和導線表等文件）給班組和操作工人進行生產。各級調度根據生產擾動、生產進度、物料齊套和型號質量等生產現場信息進行動態調度，實現對資源、人員的動態調整。
（3）生產過程監控：主要對生產線的型號批次進度、物料齊套、外協件和產品質量等信息進行監控。對型號批次進度的監控信息可以及時向調度反饋保證生產任務及時完成；對于產品出現質量問題是由于技術問題造成的，需要將此監控信息反饋給工藝組進行工藝變更。上述監控信息都需要反饋給調度進行生產的組織安排，以保證生產過程的連續性、平穩性。
（4）數據采集：數據采集涉及多項業務，如生產、技術、庫房、質量等，包括領料、生產等多個環節，采集點和采集對象多樣。實現對物料等實物的流轉過程中相關數據的及時采集；基于工藝流程對型號任務的生產過程中的進度、缺料、質檢等數據進行采集；對調試故障信息的準確采集，其中包括故障原因和處理方法的采集；基于工號、圖號、批次的生產過程中缺料信息的及時采集。通過對采集的數據進行分析，反饋給技術、調度、質量和操作等業務人員，保證生產任務的高效完成。
3.2 系統實施步驟介紹
第一階段：項目啟動階段。主要工作是召開動員大會，成立項目組織，明確每個項目組織要做的工作及各自承擔的責任，明確工作程序。
第二階段：需求分析階段。這個過程主要對相關業務部門進行業務調查，運用過程分析方法，了解實際業務部門流程，對現有流程進行分析，并針對進行規劃，調整，設計，提出適合實際的系統解決方案,此文件是指導后續進行軟件開發的依據。
第三個階段：通用平臺建立和運行階段。在企業已有信息平臺基礎上建立系統配置環境；配置系統運行所須的基礎數據；對用戶進行初步培訓；讓企業相關人員試用通用平臺，了解解決方案，幫助企業更好地發現并提取詳細業務需求，同時優化企業相關業務流程。系統采用客戶機/服務器管理模式（C/S版），系統信息數據存儲在服務器上。客戶計算機通過內部網絡與服務器之間完成數據的輸入、輸出和處理工作。硬件要求：服務器、客戶機、內部網絡、軟件、針式打印機、數據備份。人員要求：根據系統的使用特點，系統需要項目團隊由相關人員組成。組織領導、技術管理員、主管調度、物料齊套員、系統管理員等角色人員組成。
第四階段用戶文檔的建立。編制使用手冊和技術手冊，這些文檔需要在實施過程中不斷補充完善，項目驗收時一并交付用戶。
第五階段實際解決方案設計。企業對自身需求有了明確認識后進行實際解決方案設計，提出需求進行確認，固化需求，并結合業務管理概念和具體軟件功能，逐項分析，提出解決方案，此階段可進行業務流程優化并改進解決方案。解決方案設計完成后，按照解決方案中的具體要求在通用平臺上進行系統符合性開發，需按照軟件工程要求進行系統集成測試、完善必要的程序文檔。對解決方案中規劃要轉換、要優化的流程及方法進行業務流程再造，修改并完善原來的制度、職責和流程。
第六階段系統集成測試實施階段。在階段計劃指導下，在企業環境進行系統安裝、參數配置，對企業相關人員進行用戶系統培訓，參照相關文檔，進行系統功能測試。
第七階段：試運行。在集成測試保證系統正常運行后，相關人員對系統進行試用，業務部門為主，項目組協助。經過一段時間試運行，如果部分業務沒有滿足企業實際情況或進行了業務流程改進，則需進行系統維護循環，進行業務需求再實現。如果事實驗證系統是安全可行了并且符合企業實際業務需求，可以正式投入運行。試運行階段對用戶要進行全面培訓，各相關部門按照自己的業務，完成系統所需要的參數及基礎數據的初始化工作。項目領導小組應及時下發相關規則和指令，保證系統實施成功。
第八階段：正式上線運行。正式上線運行就是完全擺脫原來手工的管理模式正式進行計算機管理，這個階段可以完全的擺脫原有方式。業務部門可獨立操作系統，運行中做好有關記錄，并及時發現問題，項目組進行系統監控與優化，進行系統維護和提高，最后進行系統審核，確認項目實施工作完成。由使用部門制定系統業務流程，規范管理行為，落實管理責任，提高工作效率，并制定相關的管理制度，保證系統正常運行。
圖3 MES系統實施步驟
3.3 集成應用情況
電裝車間MES系統通過與ERP、CAPP系統的集成，實現了生產訂單和工序信息、物料信息的獲取，可以為車間的生產計劃排產提供最大的便利，節省人為操作。電裝MES目前已經進入運行階段，先后已經有 33個工號進入系統，其中涉及的生產訂單12299條，工序62135條，物料12958條。
工位現場工藝文件展示系統已經完成實施和部署，電裝車間現場配置了12臺公用立式觸摸顯示屏，用于工人自行查詢生產信息以及通過條形碼進行報開工與完工操作。同時，在每個工人工位配置了30臺可移動觸摸屏（如下圖所示），工人可以方便地查看任務、查看并標記與自己責任任務相關的工藝文件。目前MES內實現工藝文件集成4705份，為生產現場實現無紙化奠定了基礎。
3.4 MES實施難點和經驗總結
在系統實施期間，結合用戶實際需求解決了一些個性化和易用性等工作。比如產品臺帳維護和流程卡的管理，比如提到的臺帳管理，動態數據查看管理，料表齊套等實際狀況，在與具體使用系統的操作者詳細交流后，結合情況分析后對系統進行了優化，使客戶使用更加方便。
在實施過程中，會存在一些難點問題，主要表現在以下幾個方面。
(1) 系統集成問題。系統必須和其他信息系統集成才會發揮其管理的作用。這些系統的穩定性及所提供數據的準確性和完整性至關重要。
(2) 系統之間的相關數據轉化，格式一致性等工作需要進一步重視。應用系統涉及的相關數據多而且相互關聯，一處數據沒有準備到位，會影響其他人員的工作效率。因此，在系統的實施初期，要充分認識到基礎信息初始化的重要性與復雜性，通過集中組織人力物力，全面做好相關的初始化工作。如果初始化工作不能一次性完成，會因為時間的延長而磨滅了工作人員的動力與耐心，導致基礎數據的不完整，結果影響到相關功能的使用。
(3) 用戶面對系統的抵觸情緒。用戶長期養成的工作習慣難以改變，用戶習慣于用一個軟件或手工管理，就很難運用其他新的軟件或版本來代替。用戶在工作中多年養成的習慣要在一時之間改變。在系統實施時，根據信息流的相互關系，規劃好各主要功能模塊的實施次序，并做好過渡期間系統的應急方案。實施在功能上要從簡到繁，逐步推進實施進程�？梢詮囊恍┗A的東西入手，逐步完善基礎數據，同時也讓用戶慢慢習慣新的應用系統。這樣的過程，企業可以根據自身人員素質的情況，對新系統適應的情況等，調節進度。但對于應用系統，快不能少于三個月，慢不能長于一年。無論快與慢，必須等到一個新的功能被實際應用，并發揮作用以后，再推進新的功能。
4.效益分析
集成的MES系統在電裝車間生產計劃制定、任務派工、及進報工、物料齊套、生產現場工藝無紙化等環節得到應用，在項目實施后，車間計劃管理水平得到較好的提高。
以某型號最近批次的16個工號產品為例，以前平均每個工號要打印3份工藝文件，每份40頁，因此需要打印近2000頁工藝文件并逐份發放到工人工位。而集成的MES及現場工藝展示系統，使操作工人在工位就可直接看到與工位相關的工藝文件，節省了文件發放及查找的時間成本及耗材成本。
MES系統實施后，由于采用工人自動刷卡（出入證）及掃描《生產過程跟蹤卡》進行自動報開工與完工，節省了車間調度現場巡察記錄時間，同時生產進度信息可在會議室投影展示，節省了領導、調度、生產線工人之間的溝通時間。以前調度人員下現場及溝通時間要占到日工作時間的80%，即6個小時，而系統實施后，這一時間縮短到每天1-2小時!
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