离散制造业MES系统物料配送的拉动式解决方案

一、生产背景

      近年来市场的需求越来越多变和个性化，许多适用于大批量制造的刚性生产线正在被逐步改造为小批量多品种的柔性生产线，因此要求企业内部建立起高效、快速的物流系统与现代生产制造系统相适。但国内企业的生产物流状况普遍比较落后，还处于粗放的拉动配送阶段，生产线的高效率和现场物流的繁杂、低效已经成为制约企业快速发展的瓶颈。无论是20世纪60年代美国IBM公司奥列基博士提出的物料需求计划（MRP），还是20世纪90年代美国著名IT咨询公司GarinerGrouPInc提出的企业资源计划系统（ERP），这些系统都只是强调企业之间的大物流配送，并且基本思想都是准备一定量的库存，按照提前期长短区别各物料下达订单的优先级，从而保证在生产需要时所有物料都能配套备齐，从根本上来说这些都是一种“推动式”的物料配送方式。直到准时生产（JustInTime，JIT）的出现，生产线物料配送方式才发生了根本变化。

二、 拉动式物料配送介绍      

1、“看板”简介

    看板（Kanban）是丰田生产方式（TPS）的一大支柱JIT（JistInTime）的实现工具，看板的启示是从美国的超级市场得来的。看板是传递信号的工具，它可以是某种“板”，一种揭示牌，一张卡片，也可以是一种信号。看板供应是拉动式准时供应的重要方式之一。将准时化要求向上游延伸到供应商处，即用户厂家以看板作为准时化要货指令，供应商按照看板指令实施生产或运输；所供应的外协件不进入用户的仓库存储，直接转运至用户生产线消耗点。看板是用来控制生产现场的生产排程工具。具体而言，是一张卡片，卡片的形式随不同的企业而有差别。看板上的信息通常包括零件号码、产品名称、制造编号、容器形式、容器容量、看板编号、移送地点和零件外观等。

2、“推动式”与“拉动式”

   “推动式”物流系统进行生产控制就是要保证各个生产环节的物流输入和输出都按计划要求按时完成。但是由于各类因素的干扰，外部需求经常波动，内部运行也时有异常事件发生，各种提前期的预测也不尽准确，造成“计划变化滞后”的情况，各车间、工序之间的数量和品种都难以衔接，交货期难以如期实现。为了解决这些矛盾，通常采用调整修改计划、设置安全库存、加班加点、加强调度控制力度、增加计算机辅助管理系统等措施。与此对应，要发生相关的库存费用、人工费用、管理费用和投资。

   “拉动式”从最终产品装配出发，由下游工序反向来启动上游的生产和运输。每个车间和工序都是“顾客”，按当时的需要提出需求指令；前序车间和工序成为“供应商”，按顾客的需求指令进行生产和供应，没有需求就不进行作业，实行“领料制”。需求信息流逆向拉动物流，这种方式称为“拉动式”。它以外部市场独立需求为源点，拉动相关物料需求的生产和供应。生产系统中的上下游、前后工序之间形成供应商-顾客关系，下游和后工序“顾客”需要什么，上游和前工序“供应商”就“准时化”提供什么，物流过程精益化，市场需求导向的理念在拉动式物流中得到充分体现。

     二者最主要的区别在于：在“推动式”生产中，一个加工工序按照已制定好的生产计划和排序对某一种生产物料加工完后，该种物料被“推”向下一个工序，然后再按照此工序已制定好的生产计划和排序进行加工，依此类推，该种物料被一步步从上游工序“推”向下游工序。而在“拉动式”生产中，上游工序的生产只按照由下游工序传递来的生产量、生产种类和排序等指令进行生产，生产被下游工序“拉”动进行。“推动式”生产是以系统性的生产计划为中心的生产管理方式，对于生产的运行，起着重要的计划和协调作用。而“拉动式”生产则注重生产现场的管理，以满足现场的需要和解决现场存在的问题为中心。

三、拉动式物料配送系统的建立

     拉动式配送物料及作业提出了更高的要求：除特殊物料外皆不能在现场拆包装以减少污染和提高装配效率，物料必须标识清楚并在正确工位，仓库送料要平准化，降低产线物料库存，现场不能有混料现象。

1、物料配送系统所需要的基础资料

    经以上分析，我们计划在某总装线推行物料拉动式配送系统，直接从仓库备好物料送到产线各工位。该系统所需要的基础资料有：物料基本信息，包括产品BOM、各工位物料用量；物料标识的建立，共分3种物料标识；物料配送工具准化（主要是物料容器）；物料上线流程IT化；物料配送过程设置，包括送料逻辑、安全库存等。

2、物料配送基础资料准备

   2.1 物料信息数据采集。通过工艺及生产相关人员建立起物料基础数，以后有新集种则自动按照该模式建立物料信息。该信息采集的前提是工艺部门要有完整的工艺流程及标准的产品物料信息BOM（BillOfMaterial，物料清单），并且生产现场严格按照工艺流程排布工位。

   2.2 物料卡用于仓库对原物料进行地址管理；送料单用于标识车间组装单元和加工单元的需要生产物料的地址管理；物料标识贴在盛放生产物料的容器上，上面有需要该物料的产线工位地址，不同模组的物料标识颜色不同。其中的送料单相当于一张看板，后面会详细讲解它的作用。

   2.3 物料容器标准化。我们的生产现场虽然也有物料容器，但是对容器的使用方法却仍然没有规范，在操作效果上，实质仅仅是切换了容器而已。这种光切换而不进行管理的做法会对今后的物流管理接口和软件的标准化带来障碍和浪费。

       a、对于小尺寸的物料（如螺钊、螺母、螺栓等），在节拍（或单元配送时间）中消耗量大，但所需容器又小，一律选用尺寸较小的塑料盒上线，仓管员在仓库拆好包装，按需要数量放入料盒。

       b、对于体积较大的物料，选用较大尺寸的塑料周转箱（400×600×140型、400×300×140型），以满足单元时间的配送。

       c、对于过于庞大的物料，我们设计了专门的物料周转车进行配送，这其中需要考虑料车的通用性。

       d、对于特殊物料，如防静电要求高或PE盘装的精密物料，建议原包装方式上线。

四、项目实施的目标和效果图

作为MES系统的一个子系统，物料配送对产线的连续生产起到关键性作用，下面是一个家电生产企业采用拉动式配送时各个环节的详细要求，对于离散制造业而言，基本上要可以参考实施：

1、系统通过ERP系统接口自动读取排产计划和BOM表。

2、分装区电脑安装看板系统内的物料分装信息软件，操作员通过触摸屏查询生产计划，选择当天的生产计划和BOM表，并通过标签打印机打印整套的物料标签。物料标签打印开始后，物料状态置为“分装中…”，打印结束后，标签打印置为灰色，不能再次打印。如果需要再次打印，需要经过主管授权方可，同时将以前打印的标签置为“已作废”。

3、整套标签扫描结束后，物料状态置为“分装完成”。

4、分装完成的物料通过传输装置送到配送区，配送区操作员接收后通过手持终端进行扫码，确认收到物料，此时物料状态置为“配送中…”。

5、配送区操作员配送完成后，发送到总装段，再次扫码，此时手持终端上需要进行确认，确认后物料状态置为“配送结束”。

6、产线自动进行物料齐套性检测，对物料的缺料以及库存不足进行预警。

7、登记产生设备的实时故障情况，设定需要解决紧急程度，并视情况发短信通知部门负责人和公司负责人。

8、产线操作员还可以通过手机APP查询生产计划、生产订单、BOM表以及打印标签，避免了排队情况的发生。

9、生产的数据通过互通接口，发布生产线实时状况，公司领导可以在远程通过电脑或手机APP查看生产状况。

10、通过无线扫码枪或手持终端扫描物料上的条码，实时展示各个生产线以及工序的标准产能、实际产能、累计产能、达成率等。

11、通过计算机系统分析工作时间段和订单切换时间段，提前在LED屏上提示；

12、通过主控电脑输入和调整计划数，并在现场LED屏上反映出来各个订单计划量；

13、整套系统的扫码数据采集和LED显示系统分离，这样在LED屏损坏的时候，仍然能监控到整体的进度；

14、生产数据除了实时显示外，也能保存到数据库中，这样可提供日报，月报等分析手段