0 引言
制造執行系統MES是面向現場制造的實時信息系統，通過先進的管理理念和信息化技術，將管理信息化和制造過程自動化融為一體，為企業實現優化生產組織、降低制造成本和提高產品質量提供信息化的管理平臺。
近年來，越來越多的鋼管企業逐步意識到單靠傳統的手工管理很難滿足高質量產品生產和精細化管理的要求，因此紛紛建設鋼管MES。上海寶信軟件股份有限公司開發了鋼管MES并在一些鋼管廠成功應用。
在鋼管生產過程中，經常會出現返修。由于返修具有不確定性和逆向性的特點，這對鋼管物流信息跟蹤造成了一定干擾，因此寶信開發的鋼管MES不僅實現了對正常物流的跟蹤，而且加強了對返修這種異常物流的跟蹤控制，真正滿足了鋼管精細化生產的需要。筆者分析了鋼管生產過程中經常出現的幾種典型的返修流程，介紹了其在鋼管MES中的解決方案，采用這些方案很好地實現了對返修流程的管理。
1 工藝流程及生產特點
鋼管可分為無縫鋼管和焊接鋼管。以無縫鋼管生產為例，主要工藝是把實心的管坯經穿孔機穿制成毛管后，由各種軋管機軋制成鋼管，再經定、減徑加工，最后冷卻和精整成最終成品。為了便于生產管理和組織，一般鋼管廠會將生產流程按工序進行劃分，例如，整個生產流程可劃分為軋管(管坯準備一加熱一穿孔一軋管一再加熱一定減徑一冷床冷卻)一分段一矯直一熱處理一探傷一成品包裝(倒棱、涂油、噴印、測長、稱重)等工序，其中每道工序由一個或多個加工機組完成。
在鋼管MES中，將每個合同生產依次經過的工序組合稱為工藝路徑。不同的產品或不同的合同經過的工藝路徑不同，有的不需要經過一 工序，有的則需要增加其他工序。
鋼管正常生產的物流從管坯投料開始，管坯按照合同預先設計的工藝路徑要求，依次經過各道工序，最終加工為成品。但是，在生產過程中往往會出現很多異常物流，主要有：(1)工藝路徑變更。已經過若干工序，但由于某種原因需要調整后續的工藝路徑。(2)返修。返修是為了使不合格產品符合預期要求所采取的措施，包括返回前道工序重新加工或是送到其他工序去進行特殊處理。在鋼管生產過程中各種各樣的返修異常情況普遍存在。
2 返修的特點及難點
返修不是預先設計好的流程，而是對不合格產品的一種臨時處理方法，而 返修通常是逆向物流，岡此具有不確定性和逆向性這兩個特點。利用MES對返修逆向物流進行及時有效的管理，可以幫助企業控制成本、提高產品質量，因此有著重大意義。
通常情況下，MES采用返修計劃的方式來管理返修流程。通過制定返修計劃，明確返修的類型、去向和返修量等信息。現場按照返修計劃進行乍產，使返修與 常牛產一樣嚴格受控，流程比較清晰，容易控制。
但是，鋼管生產靈活多變，返修頻率較高，如果每次返修都要編制返修計劃，會導致流程變長，不利于問題的快速處理。而且鋼管返修一一般批量較小，用返修計劃來解決會相應增加管理成本。因此，鋼管MES為了實現對現場的快速反應和柔性制造 ，要求不僅能實現對返修流程的全過程管理，而且要簡化流程，使其符合鋼管生產特點，特別要關注以下難點：
(1)返修物流和信息流的一致性。返修的逆向性使信息跟蹤較為困難，尤其要避免將正常物料和返修物料混在一起生產而使生產組織陷于混亂。因此，在返修流程管理中，首先要解決的難點就是明確區分返修物料，在對返修流程進行跟蹤時確保實物與信息的一致性，努力實現物流和信息流同步。
(2)返修方案要有一定的柔性。返修的不確定性造成無法事先預計返修方案，只有在返修發生時，才能根據實際情況制定出有針對性的返修方案。返修方案包括返修量、返修方法、返修開始時間和返修結束后去向等信息。另外，返修方案還要有足夠的柔性來應對多樣的鋼管返修類型，并能夠靈活調整。
(3)返修全過程跟蹤。精益管理是現代生產的主流管理模式，鋼管生產也逐步由粗放型向精細化轉變，如何有效地管理返修逆向物流，越來越受管理者重視。在信息系統的支持下，對整個返修流程進行管理和全程跟蹤，通過準確實時地收集、處理和分析返修信息，能為企業實現高效的生產績效管理提供信息支撐。
(4)返修功能實現不能過于復雜。針對鋼管頻繁多變的返修特點，MES中的返修管理功能的實現不能過于復雜，要有可操作性。
3 返修流程管理
通過對鋼管牛產過程中各類返修流程的分析，筆者歸納了3類典型的返修流程： 計劃內工序返修、計劃外工序返修和復合返修。充分考慮到返修流程管理巾的難點，針對這3類典型返修流程，寶鋼鋼管MES給予了相應的解決方案。
3.1 典型返修流程
3.1.1 計劃內工序返修
包括本工序返修、前工序單道返修、前工序多道返修，是鋼管生產過程中最為常見的3種返修類型。
本工序返修是指物料在某工序生產后，繼續在這道工序加工的過程。例如材料在探傷工序(圖1中X工序)，如果首探不合格后，需侄本工序進行復探。其流程如圖1所示。
圖1 本工序返修
前工序單道返修是指物料在某 序生產后，返回前某道工序重新加工的過程。例如在探傷工序(圖2中X工序)，如果探傷不合格，經質量工程師判定后需返回前道熱處理工序(圖2中A廠序)重新進行調質。其流程如圖2所示。
圖2 前工序單道返修
前工序多道返修是指物料在某工序生產后，返回前面多道工序重新加工的過程。流程與前工序單道返修情況類似，只是返修流程更長。具體流程如圖3所示。
圖3 前工序多道返修
3.1.2 計劃外工序返修
計劃外工序返修包括修磨返修和其他工序返修。其中修磨返修在鋼管生產中比較常見，其他工序返修發生的頻率不高。
修磨是為了降低缺陷率，利用專門的修磨設備對鋼管進行修復的一種特殊處理方式。在合同設計時，修磨工序不作為合同必要的工藝路徑，而是發現有表面缺陷后才進行修磨。因此，從嚴格意義上說修磨并不是一道生產工序，但是為了管理方便，系統將其按工序進行管理。修磨返修流程如圖4所示。
圖4 修磨返修
其他工序返修是指物料在某工序生產后，需要去合同指定工藝路徑外的其他工序進行臨時處理。例如，合同中鋼管本身無需熱處理，但是在生產過程中，少量缺陷管可以通過調質(圖5中C工序)改善性能。這種情況并不屬于真正的返修流程，但是為了快速處理，系統將這類小批量缺陷處理歸入返修流程，其流程如圖5所示。
圖5 其他工序返修
3.1.3 復合返修
在實際生產過程中，返修流程往往比我們預計的還復雜。可能存在計劃內工序返修和計劃外工序返修組合在一起的流程，例如先進行修磨返修，再返回某指定工序進行返修等等。
3.2 返修解決方案
3.2.1 標志返修物料并給出返修指示
當返修發生時，根據管理制度，實物上要有明確的標志，以有效防止異常物料流入正常的生產環節 。在系統中，在信息上對每個返修物料設置了返修料標志，確保了信息與實物的一致性。在標志返修料的同時，還要對每個返修料給出明確的返修指示，根據返修的復雜程度，系統提供了2種方式：
(1)產出時直接給出。當不合格品產出時，現場操作工人可直接根據經驗判定返修類型及返修去向。系統在每個返修料產出時，提供操作者直接確定返修類型和返修去向工序的功能。這種在產出時直接給出返修指示的方法，加快了返修流程處理速度，特別適合處理一些常規的返修流程。
(2)產出后給出。當不合格品產出時，現場操作工人無法判斷如何處置，需交由質量工程師處理。在產出時，先對物料進行封鎖(封閉)，防止流入下道工序。系統提供材料處置功能，使質量工程師可以快速觀察到需要處置的物料。當給出的處置意見是返修時，系統將物料屬性由封閉料改為返修料，并由質量工程師確定返修類型和返修去向工序。這種在產出后才給出返修指示的情況，適用于比較復雜的返修流程。系統通過把返修指示落實到每個返修物料上，使操作者一目了然地知曉返修去向，加快了問題的處理速度，提高了管理效率，也為后續跟蹤和控制返修物流打下了基礎。
3.2.2 根據不同的返修類型跟蹤返修過程
(1)計劃內工序返修。計劃內工序返修都是返回合同設計下的原工序進行返修。針對這類返修類型，寶鋼鋼管MES在工序產出功能中增加了返修產出功能，使之能同時滿足正常生產和返修生產兩種不同的生產類型。當某道工序生產開始時，如果是正常生產，系統會自動檢索出該工序下需要投入生產的合格料信息，操作者確認后投入正常生產；如果是返修生產，系統會自動檢索出返修去向工序下的返修料信息，操作者確認后，則表示返修生產開始。返修生產完畢后，同樣利用返修產出功能收集返修結果。在多道工序返修時，系統判斷如需繼續返修，則提示操作者確定下一道返修指示。通過一步步返修類型和返修去向工序的確定，系統可以控制多道工序返修的物流去向，而且在返修過程中根據實際情況還可以進行靈活調整。當返修全部結束時，系統記錄返修結束時間，同時清除物料上的返修指示，自動恢復到返修前合同指定的下道工序，以便對物料進行后續的正常生產。
(2)計劃外工序返修。為了解決修磨返修這種不在合同設計路徑下的返修流程，系統開發了專門的修磨產出功能，負責跟蹤修磨返修的全過程。修磨一旦完成后，表示本次返修結束，合格的物料自動恢復去向，不合格的物料則由系統進行報廢處理。其他工序返修情況比較特殊，在功能簡化思想的指導下，寶鋼鋼管MES將此類型與修磨返修合并解決。使修磨產出功能同時滿足兩種計劃外工序返修類型的跟蹤。但是這種方式的缺點是僅能得到返修結果，而無法精細地給出該工序的工藝控制參數，因此若是大批量缺陷處理，則建議通過合同工藝變更流程來實現。
(3)復合返修。復合返修類型的情況雖然復雜，但出現的概率比較低。寶鋼鋼管MES采取的方案是將復雜的返修過程拆分開來。例如，第1次返修判定為修磨返修時，利用修磨產出功能解決。當修磨返修完畢后，對物料封閉后再次進行返修指示，確定第2次的返修類型及返修去向等等。另外，系統在返修指示中還增加了返修工藝路徑描述，即在第1次返修指示時，由質量工程師錄入完整的返修工藝路徑，描述清楚整個返修過程所需經過的所有返修工序，使操作者能了解整個返修規劃。
3.2.3 收集返修信息
快速高效地收集返修信息，真實準確地反映生產狀況，可以幫助管理者更好地掌控現場生產。
上述方案中描述的功能是由MES完成跟蹤返修過程及收集信息的。寶鋼鋼管MES還建立了與L2過程機的通信接口，在有J2過程機支撐的情況下，返修開始時，將帶有返修指示的物料信息下發過程機進行生產，在返修結束后由L2返回返修結果。MES與下位機配合，通過返修信息的自動收集，減少了人工干預，提高了返修流程管理的自動化水平和效率。
3.2.4 處理返修信息
返修反映了產品質量是否穩定，也增加了制造成本，因此對返修信息進行分析和利用，是企業降本增效的有效手段。系統從以下方面體現：(1)正確處理返修結果。返修結束后，物料屬性(根數、長度、質量等)通常會發生變化，系統需正確地修正物料屬性，反映客觀變化。(2)有效分析返修數據。返修生產量會干擾原工序下的產量，績效統計時，返修量不能作為該工序的產量統計，而是作為加工量統計。系統除記錄返修量外，還通過返修類型、返修次數和返修時間等細化指標，進一步滿足生產績效考核的需要。(3)返修信息作為生產資料的一部分上傳給ERP系統，成為工序成本考核的依據。
4 應用效果及結論
寶鋼鋼管MES由寶信軟件公司開發，先后于2009年和2011年在寶山鋼鐵股份有限公司精密鋼管廠MES和煙臺寶鋼鋼管有限責任公司MES兩個項目中得到了實際應用。其中返修功能實現了對返修流程的全程管理，對返修流程中的難點都給予了相應的解決方案，取得了較好的效果。
寶鋼鋼管MES不僅能跟蹤正常物流，對返修逆向物流也能進行全程跟蹤。系統通過返修類型、返修去向工序等指示，對每個返修物料都清晰地控制了物流去向，使整個返修過程不再無章可循。針對不同的返修類型，系統的返修產出和修磨產出功能，完成了返修過程的跟蹤，功能劃分清晰，而且具有一定的靈活性。通過對返修信息的實時收集和有效處理，不僅滿足了生產績效考核的需求，同時也促進了企業更好地實現物流、信息流和資金流三流同步的管理目標。
利用信息技術，加強對返修逆向物流的管理，是增強企業核心競爭力的重要途徑。寶鋼鋼管MES的返修流程管理，功能實用性強，特別適合鋼管靈活多變的生產特點，可以在鋼管MES中推廣.
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://www.guhuozai8.cn/
本文標題：返修流程管理在寶鋼鋼管MES中的實現
本文網址：http://www.guhuozai8.cn/html/consultation/1082057641.html
相關文章
