企業的鈑金車間作為基本生產單元，主要負責壁板、框段等鈑金類零件的生產，在早期，鈑金車間完成了MES系統一期的建設及實施應用，打通了車間生產的信息化管理鏈路，但隨著公司鈑金型號任務數量逐步增加，質量管控要求越來越嚴格，成本控制要求越來越精細，原有的MES系統數據模型不能適應車間日益細化的業務管理需求。

一、需求分析

前期鈑金車間完成了MES系統一期建設及實施應用。一期MES系統以型號計劃、月度計劃、車間作業計劃和班組派工單等生產計劃為主線，重點解決了業務流程中的關鍵節點和關鍵過程。

但是，隨著系統逐步深入應用和生產業務逐步完善，當公司生產管理或者質量管控發生變化的時候，車間管理方式可以快速進行調整，以滿足公司新增管理規定的要求， 但是原有的MES系統數據模型則需要對業務邏輯、流程數據及數據結構進行多處修改，甚至需要對數據模型進行“推倒重建”，才能滿足業務變更需求，因此車間原有的數據模型不能很好適應車間日益細化的業務需求。

MES系統一期的數據模型存在的問題如下：

1、無法適應車間業務變更和質量管控細化

MES系統一期的數據模型的建設思路是以 “流程驅動”為核心，重點實現關鍵業務的電子化。但是，當車間業務流程進行優化或者質量管控細化，車間原有的強耦合數據模型不能很好地融入現有業務之中，不僅起不到“添磚加瓦”的作用，反而成為了業務過程中的羈絆。

2、無法覆蓋車間生產中的異常情況

MES系統一期的數據模型重點打通了車間生產任務逐級細化和任務分解的信息化管理鏈路，但是車間在生產任務執行過程中，可能會遇到各種各樣的異常情況，例如技術更改、工裝返修、設備故障、原材料實物有劃傷等等情況。 這些生產異常情況在車間原數據模型是未涉及的，隨著車間生產管理要求逐步細化，原數據模型無法滿足車間對所有的業務過程管控需求。

3、無法適應職能處室業務需求變更

在建立鈑金車間數據模型過程中，不僅僅需要考慮車間業務邏輯需求，還需要考慮企業各個處室對于車間各項業務數據的需求變化，比如生產處對于車間執行情況考核數據、財務處需要的原材料成本統計、人力處需要的工時統計以及設備處需要的設備運行數據等，需要滿足處室業務變更所帶來的變化。

二、MES系統數據模型設計思路

為了滿足車間業務變更和質量管控細化的需求，我們從產品制造過程和車間生產模式上對原有的車間數據模型進行了優化和再造，將單一的強耦合的數據模型分解為強內聚低耦合的制造過程模型和業務領域模型，實現了車間業務變更的快速響應、覆蓋車間所有業務、打通車間與職能處室壁壘。

制造過程模型是產品生產制造過程的抽象， 將車間每一項生產任務抽象為一個任務執行管道， 管道中包括各種定制的正常節點和異常節點。通過記錄生產任務執行過程中所發生的節點，還原整個生產任務的執行過程，實現生產任務全過程的流程記錄和數據記錄。當車間制造流程發生變更時候，僅僅需要對任務管道模板和節點進行修改，而不會影響到車間的數據結構，實現了車間業務變更的系統快速響應。

業務領域模型是對車間業務的抽象，將車間核心域劃分為16個業務領域進行建模，主要包括工藝管理、質量管理、工裝管理、設備管理、工具管理、量具管理、原材料管理、成本管理、任務執行等，基本涵蓋車間目前所有的業務。 通過業務領域模型，將原本依據業務流程建模方式，優化為依據車間核心領域建模方式，從根本上將系統數據結構與車間管理進行了融合。

業務領域模型以提供領域服務方式，被車間制造流程模型中的制造節點調用，將制造流程和業務領域進行解耦，只有當車間業務領域發生變化的時候，例如制造模式改變，才會對車間業務領域模型進行修正。

業務領域模型通過消息總線的方式，與企業各職能處室的領域進行系統集成，將企業的生產管理模式由“處室提要求、車間被動執行反饋”轉變為“處室訂閱車間業務領域的消息，自動接收生產業務數據”新的生產管理模式。

三、MES系統數據模型實現

1、制造過程模型的實現

針對公司產品生產過程的不確定性、制造管理的復雜性，設計開發了以“任務管道”運行為核心的制造過程模型，其核心思想是根據不同生產任務需求構建不同的任務管道，并為其綁定不同的制造節點。 在制造執行鏈路執行過程中，可以對制造節點進行調整和觸發異常情況，實現對產品制造過程的全生命周期管理。

正常節點是構成車間任務管道執行的最基本單元，也是任務執行過程具體表現。 按照正常節點的執行方式，分為自動節點和人工節點，對于自動節點，系統會自動完成該節點工作，并將結果反饋給執行角色；對于人工節點，需要執行人員在系統中進行處理和填報。自動執行節點的多少也是衡量一個車間自動化程度的重要指標。

車間在生產任務執行過程中，會發生各種各樣的異常情況，而這些異常情況處理往往是調度員和車間主任所關注的重點， 這些異常情況基本都是公司各職能處室按照公司質量管理體系進行處理的。當管理顆粒度細化或者管理方式調整，異常情況處理流程需要進行更新和調整。因此，需要在任務管道中增加異常節點，以實現對異常處理過程的記錄。

2、業務領域模型的實現

業務領域模型是對車間業務的抽象，主要包括領域服務、領域模型和數據結構。 通過業務領域模型，將原本依據業務流程構建數據庫結構的方式，優化為依據車間核心領域建模方式，從根本上將系統數據結構與車間管理進行了融合。業務領域模型是對車間業務管理的信息映射，只有當車間管理模式（例如制造模式、工裝單件管理、工具多件管理）改變的時候，才會進行調整。

領域服務在業務領域模型中起著承上啟下作用，它是由領域模型所提供，被車間制造過程模型中的正常節點調用，通過進行數據存儲，完成業務數據的持久化過程。 在系統建模過程中，由于車間管理基本都是按照體系要求進行的，領域服務與企業質量管理系統要求是對應關系，因此領域服務搭建就是將管理體系文件的系統化過程。

四、應用效果

鈑金車間MES系統數據模型通過實際應用，取得了以下效果：

1、通過建立車間數據模型，有效提升MES系統適應生產業務變化的能力。 鈑金車間數據模型建立，將業務變化和模式變化進行區分， 把單一的強耦合的數據模型分解為制造流程模型和業務領域模型，有效提升了系統適應各種業務變化的能力。

2、實現了產品生產制造的全過程追溯，有效提升產品質量控制。“生產任務管道”運行過程包含了從任務分解、任務績效評價和產品交付整個產品制造生命周期， 涉及了產品制造過程的計劃、物料、生產準備、質量、進度、異常處理等所有業務流程。 通過還原“生產任務管道”，實現從時間、事件、設備和人員多維度進行產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路徑。 在鈑金車間MES系統建設過程中，將車間正常節點和異常節點按照工藝、生產、質量、設備等方面進行分類匯總，形成車間管理體系建設圖。 通過車間管理體系建設圖，為后續車間信息化建設提供了建設依據以及建設路徑，將傳統的“推倒重來”的系統建設方式轉變為“繼往開來”的建設模式，為后續公司信息化建設指明了方向。

五、結束語

本文以“制造數據”為驅動，從產品制造過程和車間生產模式上對原有的車間數據模型進行了優化和再造，建立MES系統的數據模型， 有效提升MES系統適應公司業務變化的能力，實現了產品制造生命周期追溯和質量管控。