万界星空产线MES实施案例：精益数字化车间的构建与实践

 

案例背景：某知名汽车零部件企业“精益数字化车间”项目

公司简介：

行业： 汽车零部件制造（精密机加、装配）

产品： 发动机核心部件、转向系统零部件

产线特点： 多条半自动化生产线，包含数控机床、机器人、自动化检测设备及人工装配工位。生产节奏快，质量要求极高，需满足主机厂的严格追溯标准。

项目动因（为什么需要产线级MES？）：

1. 信息孤岛严重： 设备独立运行，生产数据依赖人工纸质记录，效率低且易出错。管理层无法实时掌握产线状态。

2. 过程不透明： 订单进行到哪道工序？设备是否在运行？为何停机？良品率是多少？这些信息无法实时获取，如同“黑盒”。

3. 质量追溯困难： 发生客户投诉时，需要花费大量人力、时间翻阅纸质记录来追溯问题批次，效率低下，且可能存在记录不完整的问题。

4. 生产效率瓶颈： 无法精确统计设备综合效率（OEE），难以发现生产中的瓶颈（如设备等待、换模时间过长等）。

5. 物料管理粗放： 线边仓物料消耗情况不清晰，经常发生因缺料导致的停线等待。

项目目标

透明化： 实现从订单下达到产品完工全过程的实时监控与可视化。

无纸化： 淘汰所有纸质工单、流程卡、检验记录单。

精细化： 精确统计产线OEE，目标是将OEE从现有的65%提升至80%以上。

可追溯： 建立完善的全过程质量追溯体系（原料批次->加工参数->操作人员->检测结果->成品序列号），实现一键式追溯。

实时化： 物料消耗实时上报，实现精益拉动式配送，减少线边库存20%。

万界星空产线MES实施核心功能

1. 资源分配与状态管理：

设备联网与数据采集： 通过PLC接口、传感器、IO盒子等方式，实时采集设备状态（运行、停机、故障）、转速、报警代码等。

人员管理： 操作员通过工位机刷卡/扫码登录，绑定人员与工序、设备、生产任务。

2. 生产调度与派工：

接收上层ERP系统的生产订单，自动分解为工序级任务。

通过工位终端向操作员下达电子工单，指导生产。

3. 工序级详细调度：

在电子看板上实时显示生产计划、实际进度、差异分析，指导班组长进行动态调度。

4. 文档管理：

电子化SOP（标准作业程序）、图纸、工艺参数，推送到工位终端，确保操作员使用最新版本。

5. 数据采集（Automated Data Collection）：

自动采集：设备参数、产量、停机时间。

人工采集：通过扫描枪扫描物料条码、设备条码、工单条码，记录工时、检验数据、异常情况（如缺料、质量问题）。

6. 质量管理：

首件检验/巡检/末件检验： 在MES中触发检验任务，检验员使用平板电脑录入数据。

SPC统计过程控制： 对关键质量特性进行实时监控与分析，出现超差趋势时自动报警。

不合格品管理： 记录不良品信息，并触发返工或报废流程。

7. 过程管理与追溯：

绑定关系建立： 为每个产品（或批次）生成唯一序列号，通过扫描将物料、设备、人员、工艺参数、检测结果进行绑定。

正向追溯： 通过一个成品号，可追溯其所有的生产组件和过程信息。

反向追溯： 通过一个物料批次号，可追溯所有使用了该批料的成品。

8. 绩效分析：

实时看板： 在产线头尾部署大型电子看板，实时显示计划达成率、产量、OEE、不良率等关键指标。

报表系统： 自动生成日报、周报，为管理决策提供数据支持。

实施过程

1. 第一阶段：规划与基础建设（2个月）

成立跨部门项目组（IT、生产、质量、设备）。

进行详细的业务需求调研和流程梳理。

设计网络架构、数据采集方案。

挑战： 老旧设备协议多样，联网难度大。解决方案： 采用多功能网关，支持多种工业协议转换。

2. 第二阶段：试点线实施与调试（4个月）

完成设备联网和数据采集调试。

部署工位机、扫描枪、电子看板等硬件。

进行MES核心模块（派工、数据采集、质量管理）的配置与开发。

与ERP系统进行接口联调。

挑战： 操作人员习惯改变，有抵触情绪。解决方案： 进行充分的培训，并让一线班组长参与测试，收集反馈优化操作流程。

3. 第三阶段：试运行与优化（1个月）

系统并行运行（纸质+电子），验证数据准确性。

根据实际使用情况优化界面和功能。

固化操作流程和管理制度。

4. 第四阶段：正式上线

试点线全面启用MES，取消纸质单据。

实施效益与成果：项目上线6个月后，取得了显著成效：

管理可视化： 生产状态实时透明，管理人员可通过PC或手机App随时查看产线动态，决策响应速度提升50%。

效率提升： 通过对停机原因的分析和改善，试点产线OEE从65%提升至78%。

质量改善： 质量问题得以快速暴露和定位，产品一次交验合格率提升3%。

成本降低： 实现无纸化，节省了大量纸张和打印成本；通过精准的物料配送，线边库存降低18%。

通过项目的实施落地，该企业实现从传统以人工为主的制造管理模式，向以数控装备、自动化生产、信息化管理为主的智能制造模式转变，从制造效率、用工成本、产品质量、工艺稳定性等方面带来了良好的经济效益。

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