光伏制造业MES解决方案

【导读】
生产制造执行系统作为把控生产过程的系统,其起源大多来自工厂的内部需求,旨在加强MRP计划的执行功能同时对所生产的产品进行信息追溯。它的应用能解决上层生产计划管理与底层
通常,把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流,把完成整流功能的电路称为整流电路,把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应,把直流电能变换成交流电能的过程称为逆变,把完成逆变功能的电路称为逆变电路,把实现逆变过程的装置称为逆变设备。在光伏发电系统中,通过逆变器将太阳能光伏电池板所产生的直流电能变换成交流电能,所以逆变器是光伏发电过程中的重要器件。
 
随着我国光伏产业的发展,预计2015年我国光伏逆变器需求量将达到15.0GW,2020年将达到20GW,逆变器的需求也将不断增大。面临这样的机遇和挑战,要求逆变器制造企业需要提高产品的质量,严把生产的各个环节。作为制造型企业,要求整个生产过程必须要提高设备、人员、材料的使用率,并能够及时发现和分析生产过程中出现的质量问题,减少质量事故造成的损失。企业对产品的原材料、设备、工艺、加工时间等进行及时记录,才能把握生产过程中的第一手数据,从而实现产品整个制造过程的可追溯性。生产制造执行系统(Manufacturing Executive System,MES)可以满足厂家的这些生产要求。
太阳能光伏逆变器

1 MES系统介绍
生产制造执行系统作为把控生产过程的系统,其起源大多来自工厂的内部需求,旨在加强MRP计划的执行功能同时对所生产的产品进行信息追溯。它的应用能解决上层生产计划管理与底层生产过程之间脱节的矛盾,使现代制造企业不仅有很好的计划系统,而且有能使计划落实到实处的执行系统。同时产品的可追溯性也为日后产品的质量追溯、售后维护等工作奠定了基础。
 

2 系统架构及设计
通过对生产流程的分析,结合生产管理系统的特点,将MES系统与ERP系统进行信息交互,包括物料、生产订单等信息,形成统一的信息基础,以支持MES系统的运行。


3 太阳能光伏逆变器制造过程的MES解决方案
生产制造执行系统功能模块包括7个管理模块(或子模块),如图1所示。
生产制造执行系统功能模块 
图1 生产制造执行系统功能模块
 
3.1产品数据管理
主要用于维护产品信息、物料信息、产品分类等,此部分内容为MES执行的数据基础。

3.2 制造工艺管理
此部分主要用于对产品的工艺路线进行维护,在工艺路线中维护需要装配的物料。在装配时,工人完成物料的装配后对物料的条码进行扫描,若物料条码与系统中维护的物料条码匹配,则该部分装配通过。在通过后,MES系统会记录装配数据、装配人员等信息。若物料条码匹配失败,则说明该物料不属于这个产品,提示该物料装配失败。在逆变器生产制造这种客户对产品主要材料需求变化较多的行业里,通过MES系统对物料进行把控,有效地减少了车间内物料装配错误的情况。

3.3 生产计划管理
逆变器生产往往按照订单制进行,在计划时,可以直接导入ERP中的生产订单,对订单进行生产计划的安排。

3.4 产品信息追溯管理
逆变器生产过程主要以装配为主,将各个物料(功能器件)整合在逆变器机柜中,并通过铜排连接,各个物料(功能器件)通过软件的控制来实现逆变功能,所以生产过程中,需要对重点物料进行管控,并实施控制计划,确保过程质量,降低物料损失和质量损失。通过对直接或间接影响产品质量的物料和装配过程进行监控,来保证逆变器产品的生产过程处于受控状态,比如对装配物料、装配时间和装配员工的可追溯性,使整个光伏逆变器产品的生产过程有迹可寻,实现生产过程可视化和透明化。通过MES系统的实施,使工厂实现了以下功能:

a.产品生产过程中所使用物料的可追溯性。
对生产过程中所使用物料的型号、批号、供应商等进行记录,为今后产品的质量问题追溯提供数据基础。

b.现场生产进度的实时管理。
通过MES系统对车间装配进度的实时监控,可以实现对生产现场装配进度的实时调度,以保证生产高效、顺畅地进行。

c.生产物料的及时准备。
MES系统对装配物料的追踪,也可利用在生产物料准备的工作中。传统的备料只能根据各个班组的需求去库房领取。这种模式下库房的备料十分被动,缺料的状况经常出现。而使用MES系统后,通过系统将产品所需装配的物料和已经装配的物料进行比对,并且计算出车间剩余工序所需的物料,将数据提供给库房管理人员,便于员工准备第二天生产所需要的物料。

d.车间现场管理的提升。
逆变器的装配方式采用组立式的生产方式,全部作业在机柜上完成。当车间在制品机柜数量达到一定规模的时候,在车间内摆满了机柜,这时寻找某个特定的机柜就变得十分困难。但依靠MES系统对生产现场的管理功能,笔者在建立MES系统时创造性地提出了给每个机柜增加4位储位编码的想法,利用4位储位代码来定位机柜在车间内的位置。当需要寻找某个机柜时,只需在MES系统输入产品编码,即可找到其储位编码,同时精确地找到机柜所在的位置。通过这种方式,在对某些机柜进行更改,或者返工的时候,使机柜的查找变得十分容易,提高了生产的效率。

3.5 订单进度管理
订单进度管理用于各个订单从订单下达到订单执行,直至订单完成的过程管理。

3.6 工时效率管理
此部分主要用来统计生产工时,并对异常工时进行记录,用于对生产过程中的工时进行分析。

3.7 设备工具管理
设备工具工装管理模块主要是对车间所有工具的领用、借用和维修管理。将车间内所使用的所有设备、工具、工装等录入系统,通过系统管理设备、工具、工装的领用及借用,并根据设备、工具和工装等使用时间进行记录,对到期需要保养的设备、工具和工装,系统会自动提醒,防止设备超期服务,影响产品质量。


4 MES实施的效果
现阶段,特变电工西安电气科技有限公司的MES系统已经全面上线,进入到正式运行阶段,其效果显著,大大提升了车间的信息化程度。主要效果如下:

a.通过产品数据管理,梳理了车间的在制产品。生产流程的标准化,促进了生产班组按章操作,保证了生产的安全可控。

b.通过工艺管理,明确了不同产品的生产工艺及装配物料,实现了生产管理的可视化和实时性。

c.MES系统对车间的装配进度进行了实时的监控,能够使管理人员迅速发现车间生产进度的偏差,并可以及时进行纠正,确保了生产车间的稳定运转。
 
d.通过MES系统实现了产品的可追溯性,在产品生产过程中某个物料出现问题时,能够迅速查出出现问题的物料的品牌、型号、供应商,装配时间、装配人等信息,便于解决出现的问题。

e.在对车间内某个机柜进行作业时,可以通过储位信息迅速地找到机柜所在位置,减少了找机柜所浪费的时间。


5 结束语
通过MES的实施,将车间内原先零散的“信息”全部集中在MES中,使信息公开化,避免各个工作岗位人员信息不对称,导致影响生产效率。同时生产信息的可追溯性,对提高生产效率、生产质量都有着重要的意义。

  • 2019-10-08 09:56
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