企業(yè)的鈑金車間作為基本生產(chǎn)單元，主要負(fù)責(zé)壁板、框段等鈑金類零件的生產(chǎn)，在早期，鈑金車間完成了MES系統(tǒng)一期的建設(shè)及實(shí)施應(yīng)用，打通了車間生產(chǎn)的信息化管理鏈路，但隨著公司鈑金型號(hào)任務(wù)數(shù)量逐步增加，質(zhì)量管控要求越來越嚴(yán)格，成本控制要求越來越精細(xì)，原有的MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型不能適應(yīng)車間日益細(xì)化的業(yè)務(wù)管理需求。

一、需求分析

前期鈑金車間完成了MES系統(tǒng)一期建設(shè)及實(shí)施應(yīng)用。一期MES系統(tǒng)以型號(hào)計(jì)劃、月度計(jì)劃、車間作業(yè)計(jì)劃和班組派工單等生產(chǎn)計(jì)劃為主線，重點(diǎn)解決了業(yè)務(wù)流程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵過程。

但是，隨著系統(tǒng)逐步深入應(yīng)用和生產(chǎn)業(yè)務(wù)逐步完善，當(dāng)公司生產(chǎn)管理或者質(zhì)量管控發(fā)生變化的時(shí)候，車間管理方式可以快速進(jìn)行調(diào)整，以滿足公司新增管理規(guī)定的要求， 但是原有的MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型則需要對(duì)業(yè)務(wù)邏輯、流程數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行多處修改，甚至需要對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行“推倒重建”，才能滿足業(yè)務(wù)變更需求，因此車間原有的數(shù)據(jù)模型不能很好適應(yīng)車間日益細(xì)化的業(yè)務(wù)需求。

MES系統(tǒng)一期的數(shù)據(jù)模型存在的問題如下：

1、無法適應(yīng)車間業(yè)務(wù)變更和質(zhì)量管控細(xì)化

MES系統(tǒng)一期的數(shù)據(jù)模型的建設(shè)思路是以 “流程驅(qū)動(dòng)”為核心，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的電子化。但是，當(dāng)車間業(yè)務(wù)流程進(jìn)行優(yōu)化或者質(zhì)量管控細(xì)化，車間原有的強(qiáng)耦合數(shù)據(jù)模型不能很好地融入現(xiàn)有業(yè)務(wù)之中，不僅起不到“添磚加瓦”的作用，反而成為了業(yè)務(wù)過程中的羈絆。

2、無法覆蓋車間生產(chǎn)中的異常情況

MES系統(tǒng)一期的數(shù)據(jù)模型重點(diǎn)打通了車間生產(chǎn)任務(wù)逐級(jí)細(xì)化和任務(wù)分解的信息化管理鏈路，但是車間在生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行過程中，可能會(huì)遇到各種各樣的異常情況，例如技術(shù)更改、工裝返修、設(shè)備故障、原材料實(shí)物有劃傷等等情況。 這些生產(chǎn)異常情況在車間原數(shù)據(jù)模型是未涉及的，隨著車間生產(chǎn)管理要求逐步細(xì)化，原數(shù)據(jù)模型無法滿足車間對(duì)所有的業(yè)務(wù)過程管控需求。

3、無法適應(yīng)職能處室業(yè)務(wù)需求變更

在建立鈑金車間數(shù)據(jù)模型過程中，不僅僅需要考慮車間業(yè)務(wù)邏輯需求，還需要考慮企業(yè)各個(gè)處室對(duì)于車間各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的需求變化，比如生產(chǎn)處對(duì)于車間執(zhí)行情況考核數(shù)據(jù)、財(cái)務(wù)處需要的原材料成本統(tǒng)計(jì)、人力處需要的工時(shí)統(tǒng)計(jì)以及設(shè)備處需要的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)等，需要滿足處室業(yè)務(wù)變更所帶來的變化。

二、MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)思路

為了滿足車間業(yè)務(wù)變更和質(zhì)量管控細(xì)化的需求，我們從產(chǎn)品制造過程和車間生產(chǎn)模式上對(duì)原有的車間數(shù)據(jù)模型進(jìn)行了優(yōu)化和再造，將單一的強(qiáng)耦合的數(shù)據(jù)模型分解為強(qiáng)內(nèi)聚低耦合的制造過程模型和業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型，實(shí)現(xiàn)了車間業(yè)務(wù)變更的快速響應(yīng)、覆蓋車間所有業(yè)務(wù)、打通車間與職能處室壁壘。

制造過程模型是產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程的抽象， 將車間每一項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)抽象為一個(gè)任務(wù)執(zhí)行管道， 管道中包括各種定制的正常節(jié)點(diǎn)和異常節(jié)點(diǎn)。通過記錄生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行過程中所發(fā)生的節(jié)點(diǎn)，還原整個(gè)生產(chǎn)任務(wù)的執(zhí)行過程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)全過程的流程記錄和數(shù)據(jù)記錄。當(dāng)車間制造流程發(fā)生變更時(shí)候，僅僅需要對(duì)任務(wù)管道模板和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改，而不會(huì)影響到車間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了車間業(yè)務(wù)變更的系統(tǒng)快速響應(yīng)。

業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型是對(duì)車間業(yè)務(wù)的抽象，將車間核心域劃分為16個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行建模，主要包括工藝管理、質(zhì)量管理、工裝管理、設(shè)備管理、工具管理、量具管理、原材料管理、成本管理、任務(wù)執(zhí)行等，基本涵蓋車間目前所有的業(yè)務(wù)。 通過業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型，將原本依據(jù)業(yè)務(wù)流程建模方式，優(yōu)化為依據(jù)車間核心領(lǐng)域建模方式，從根本上將系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與車間管理進(jìn)行了融合。

業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型以提供領(lǐng)域服務(wù)方式，被車間制造流程模型中的制造節(jié)點(diǎn)調(diào)用，將制造流程和業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行解耦，只有當(dāng)車間業(yè)務(wù)領(lǐng)域發(fā)生變化的時(shí)候，例如制造模式改變，才會(huì)對(duì)車間業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型進(jìn)行修正。

業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型通過消息總線的方式，與企業(yè)各職能處室的領(lǐng)域進(jìn)行系統(tǒng)集成，將企業(yè)的生產(chǎn)管理模式由“處室提要求、車間被動(dòng)執(zhí)行反饋”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;處室訂閱車間業(yè)務(wù)領(lǐng)域的消息，自動(dòng)接收生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)”新的生產(chǎn)管理模式。

三、MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)

1、制造過程模型的實(shí)現(xiàn)

針對(duì)公司產(chǎn)品生產(chǎn)過程的不確定性、制造管理的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)開發(fā)了以“任務(wù)管道”運(yùn)行為核心的制造過程模型，其核心思想是根據(jù)不同生產(chǎn)任務(wù)需求構(gòu)建不同的任務(wù)管道，并為其綁定不同的制造節(jié)點(diǎn)。 在制造執(zhí)行鏈路執(zhí)行過程中，可以對(duì)制造節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整和觸發(fā)異常情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品制造過程的全生命周期管理。

正常節(jié)點(diǎn)是構(gòu)成車間任務(wù)管道執(zhí)行的最基本單元，也是任務(wù)執(zhí)行過程具體表現(xiàn)。 按照正常節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行方式，分為自動(dòng)節(jié)點(diǎn)和人工節(jié)點(diǎn)，對(duì)于自動(dòng)節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成該節(jié)點(diǎn)工作，并將結(jié)果反饋給執(zhí)行角色；對(duì)于人工節(jié)點(diǎn)，需要執(zhí)行人員在系統(tǒng)中進(jìn)行處理和填報(bào)。自動(dòng)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)的多少也是衡量一個(gè)車間自動(dòng)化程度的重要指標(biāo)。

車間在生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行過程中，會(huì)發(fā)生各種各樣的異常情況，而這些異常情況處理往往是調(diào)度員和車間主任所關(guān)注的重點(diǎn)， 這些異常情況基本都是公司各職能處室按照公司質(zhì)量管理體系進(jìn)行處理的。當(dāng)管理顆粒度細(xì)化或者管理方式調(diào)整，異常情況處理流程需要進(jìn)行更新和調(diào)整。因此，需要在任務(wù)管道中增加異常節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)異常處理過程的記錄。

2、業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型的實(shí)現(xiàn)

業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型是對(duì)車間業(yè)務(wù)的抽象，主要包括領(lǐng)域服務(wù)、領(lǐng)域模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 通過業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型，將原本依據(jù)業(yè)務(wù)流程構(gòu)建數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的方式，優(yōu)化為依據(jù)車間核心領(lǐng)域建模方式，從根本上將系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與車間管理進(jìn)行了融合。業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型是對(duì)車間業(yè)務(wù)管理的信息映射，只有當(dāng)車間管理模式（例如制造模式、工裝單件管理、工具多件管理）改變的時(shí)候，才會(huì)進(jìn)行調(diào)整。

領(lǐng)域服務(wù)在業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型中起著承上啟下作用，它是由領(lǐng)域模型所提供，被車間制造過程模型中的正常節(jié)點(diǎn)調(diào)用，通過進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的持久化過程。 在系統(tǒng)建模過程中，由于車間管理基本都是按照體系要求進(jìn)行的，領(lǐng)域服務(wù)與企業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)要求是對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此領(lǐng)域服務(wù)搭建就是將管理體系文件的系統(tǒng)化過程。

四、應(yīng)用效果

鈑金車間MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型通過實(shí)際應(yīng)用，取得了以下效果：

1、通過建立車間數(shù)據(jù)模型，有效提升MES系統(tǒng)適應(yīng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)變化的能力。 鈑金車間數(shù)據(jù)模型建立，將業(yè)務(wù)變化和模式變化進(jìn)行區(qū)分， 把單一的強(qiáng)耦合的數(shù)據(jù)模型分解為制造流程模型和業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型，有效提升了系統(tǒng)適應(yīng)各種業(yè)務(wù)變化的能力。

2、實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)制造的全過程追溯，有效提升產(chǎn)品質(zhì)量控制。“生產(chǎn)任務(wù)管道”運(yùn)行過程包含了從任務(wù)分解、任務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)和產(chǎn)品交付整個(gè)產(chǎn)品制造生命周期， 涉及了產(chǎn)品制造過程的計(jì)劃、物料、生產(chǎn)準(zhǔn)備、質(zhì)量、進(jìn)度、異常處理等所有業(yè)務(wù)流程。 通過還原“生產(chǎn)任務(wù)管道”，實(shí)現(xiàn)從時(shí)間、事件、設(shè)備和人員多維度進(jìn)行產(chǎn)品制造過程的記錄和追溯。

3、逐步形成了車間管理體系的建設(shè)路徑。 在鈑金車間MES系統(tǒng)建設(shè)過程中，將車間正常節(jié)點(diǎn)和異常節(jié)點(diǎn)按照工藝、生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備等方面進(jìn)行分類匯總，形成車間管理體系建設(shè)圖。 通過車間管理體系建設(shè)圖，為后續(xù)車間信息化建設(shè)提供了建設(shè)依據(jù)以及建設(shè)路徑，將傳統(tǒng)的“推倒重來”的系統(tǒng)建設(shè)方式轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;繼往開來”的建設(shè)模式，為后續(xù)公司信息化建設(shè)指明了方向。

五、結(jié)束語

本文以“制造數(shù)據(jù)”為驅(qū)動(dòng)，從產(chǎn)品制造過程和車間生產(chǎn)模式上對(duì)原有的車間數(shù)據(jù)模型進(jìn)行了優(yōu)化和再造，建立MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型， 有效提升MES系統(tǒng)適應(yīng)公司業(yè)務(wù)變化的能力，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品制造生命周期追溯和質(zhì)量管控。