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關(guān)鍵詞: 職業(yè)技術(shù)學(xué)校 數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)專業(yè) 數(shù)控加工仿真系統(tǒng) 應(yīng)用研究
全球知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,使機(jī)械工程成為一個(gè)跨越機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、信息、控制、管理和經(jīng)濟(jì)等多學(xué)科的綜合技術(shù)應(yīng)用學(xué)科,數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生,這對(duì)傳統(tǒng)意義上的機(jī)械加工專業(yè)教育提出了新的更高的要求。
一
常規(guī)的原理課程的講解一般分兩部分,一部分在教室講解原理,另一部分在實(shí)驗(yàn)室講解實(shí)際操作,這樣必然增加了課時(shí),也使教學(xué)內(nèi)容不連續(xù)。
計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為媒體開發(fā)的,通用性較強(qiáng),在屏幕上能夠顯示和機(jī)床操作面板一模一樣的界面;以動(dòng)態(tài)的模擬顯示代替機(jī)床實(shí)際運(yùn)行并且還能夠提示操作信息,如編程錯(cuò)誤信息和操作失誤機(jī)床碰撞報(bào)警信息等,使數(shù)控機(jī)床的編程操作易于課堂化教學(xué),從而既減少了機(jī)床設(shè)備和實(shí)習(xí)的損耗,又大大提高了教學(xué)效率。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)功能較為完善,其中語法診斷和模擬示教功能可以使學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互式學(xué)習(xí),即由學(xué)生輸入NC程序,在模擬運(yùn)行過程中,系統(tǒng)能及時(shí)提供錯(cuò)誤信息,刀具相對(duì)移動(dòng)軌跡,以及最終加工的立體效果,學(xué)生經(jīng)過簡(jiǎn)單判斷就能很容易地發(fā)現(xiàn)和修改NC程序的錯(cuò)誤,從而大大減輕了教師批改學(xué)生NC程序作業(yè)時(shí)的負(fù)擔(dān),使教師能夠集中精力幫助學(xué)生解決實(shí)際問題,保證了教學(xué)質(zhì)量,使教學(xué)效果得到了顯著增強(qiáng)。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校(含職業(yè)技術(shù)學(xué)院、中等專業(yè)學(xué)校、技工學(xué)校和職業(yè)學(xué)校)教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的一種機(jī)床控制虛擬仿真系統(tǒng)軟件,可以滿足大批量學(xué)生的教學(xué)需求。數(shù)控加工設(shè)備價(jià)格昂貴、占地面積大,而數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件可以在微機(jī)平臺(tái)上運(yùn)行,解決了培訓(xùn)時(shí)學(xué)員多機(jī)床設(shè)備少的問題,并為學(xué)校節(jié)省了大量設(shè)備購(gòu)置經(jīng)費(fèi)。它可以對(duì)數(shù)控裝置進(jìn)行仿真操作,實(shí)踐課程教學(xué)的目的主要是對(duì)原理的驗(yàn)證。學(xué)生可利用此軟件進(jìn)行仿真操作,同樣會(huì)收到真實(shí)設(shè)備的教學(xué)效果。
此系統(tǒng)還可以依據(jù)不同的客戶要求進(jìn)行設(shè)計(jì),尤其適于初學(xué)者的入門過程。通過該軟件可以使學(xué)生達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的,并且安全可靠。通過動(dòng)態(tài)的仿真操作,教學(xué)過程易教易學(xué),教學(xué)效果顯著增強(qiáng)。
其優(yōu)點(diǎn)在于:(1)系統(tǒng)完全模擬真實(shí)CNC機(jī)床的控制面板和屏幕顯現(xiàn),可輕松操作。(2)在虛擬環(huán)境下對(duì)NC代碼的切削狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn),操作安全。(3)用戶可看到真實(shí)的三維加工仿真過程,仔細(xì)檢查加工后的工件,可以更迅速地掌握CNC機(jī)床的操作過程,過程逼真。(4)采用虛擬機(jī)床替代真實(shí)機(jī)床進(jìn)行培訓(xùn),在降低費(fèi)用的同時(shí)獲得更佳的培訓(xùn)效果,使用更經(jīng)濟(jì)。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有FANUC、SIEMENS等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能,學(xué)生通過在PC機(jī)上操作該軟件,能在很短時(shí)間內(nèi)掌握數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作,可手動(dòng)或CAD/CAM編程和加工。教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué),監(jiān)看窗口滾動(dòng)控制,可隨時(shí)獲得學(xué)生信息。其具有多媒體教學(xué)的特點(diǎn)。
二
如何運(yùn)用這套軟件進(jìn)行教學(xué)呢?我們?cè)诮虒W(xué)中主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探索與實(shí)踐。
1.靈活應(yīng)用教學(xué)方法,變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。
現(xiàn)在,由于大部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好的學(xué)生選擇上大學(xué),職業(yè)技術(shù)學(xué)校教學(xué)很困難,傳統(tǒng)的教學(xué)方式已很難使學(xué)生接受,因此,利用先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師應(yīng)有較高的教學(xué)水平和教學(xué)能力,有較強(qiáng)的數(shù)控職業(yè)能力即數(shù)控編程能力、工藝處理能力、實(shí)際動(dòng)手能力、自動(dòng)編程能力,能較為嫻熟地運(yùn)用行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)方法,在課堂教學(xué)真正體現(xiàn)以學(xué)生為主體,突出顯示學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的活動(dòng),變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中,教師起引導(dǎo)作用,即對(duì)學(xué)生活動(dòng)中遇到困難或無法下手的問題進(jìn)行引導(dǎo)、講解。在課堂教學(xué)中每節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)盡可能集中,深入淺出,便于學(xué)生掌握編程方法與技巧。
2.恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng),充分發(fā)揮其在課堂教學(xué)中的作用。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)主要應(yīng)用于數(shù)控編程與操作這一理論教學(xué)課程,還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練的輔助工具。教師應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用方法,擺正數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置,既不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)放棄教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用,又不能在教學(xué)中教師唱獨(dú)角戲采用常規(guī)的教學(xué)模式而忽視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用,應(yīng)該科學(xué)地、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用。
3.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容,循序漸進(jìn)掌握數(shù)控編程與操作技巧。
在教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容的安排分為三個(gè)模塊。其一為基礎(chǔ)模塊,主要講解與訓(xùn)練最常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心的編程方法、操作及應(yīng)用,這一模塊是教學(xué)重點(diǎn),必須使學(xué)生熟練掌握,靈活應(yīng)用;其二為提高模塊,主要講解與訓(xùn)練SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的三種機(jī)床的編程與操作,幫助學(xué)生進(jìn)一步增強(qiáng)不同在數(shù)控系統(tǒng)下對(duì)不同數(shù)控機(jī)床的編程方法的理解與應(yīng)用能力;模塊三為拓展模塊,主要講解國(guó)產(chǎn)數(shù)控?cái)?shù)控系統(tǒng)中的華中數(shù)控系統(tǒng)和廣州數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床的編程與操作方法,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,提高學(xué)生對(duì)不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力。這三個(gè)模塊的教學(xué)可根據(jù)學(xué)生不同層次進(jìn)行安排,中專中技層次難度較低,高技大專層次難度稍大,三個(gè)模塊課時(shí)較多。這樣,學(xué)生在從業(yè)時(shí)能夠信心十足地面對(duì)所操作的數(shù)控機(jī)床,較快適應(yīng)所從事的工作。
4.正確進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià),增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)和自覺性。
教學(xué)時(shí)所進(jìn)行的教學(xué)評(píng)價(jià)包括學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、學(xué)生相互之間的評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程與操作練習(xí)時(shí)以教師評(píng)價(jià)為主,對(duì)每次的練習(xí)成績(jī)及時(shí)登記。評(píng)價(jià)方法包括口頭評(píng)價(jià)和試題測(cè)評(píng),而試題測(cè)評(píng)方法包括課題測(cè)評(píng)及期末測(cè)評(píng)。教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行口頭評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)注意方式和語言的選擇,對(duì)做得不好的學(xué)生不采用直接批評(píng)的方法,只是指出該學(xué)生哪些地方做得好,哪些不太好,應(yīng)如何改進(jìn)。課堂測(cè)試應(yīng)有較強(qiáng)的目的性,不是難為學(xué)生,而是通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí),提高學(xué)習(xí)熱情,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自覺性和自信心,因此,測(cè)試題應(yīng)與課堂教學(xué)、上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的練習(xí)要求相適應(yīng)??记暗膹?fù)習(xí)應(yīng)有較強(qiáng)的目的性,不應(yīng)超出范圍,課程的總評(píng)成績(jī)不過分注重一次期末考試結(jié)果,而是更多地、客觀地關(guān)注學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效果。教師有明確的教學(xué)目的,逐個(gè)系統(tǒng)、逐種機(jī)床進(jìn)行講解及安排練習(xí),因人施教,因材施教,恰到好處。
數(shù)控操作工按國(guó)家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)分成兩大內(nèi)容:理論考核和技能考核。其中技能考核分成五個(gè)模塊:數(shù)控機(jī)床操作(利用手工編程加工實(shí)際零件)、工藝編制、CAD計(jì)算機(jī)繪圖、數(shù)控機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)排故分析與講解、CAM自動(dòng)編程模塊。數(shù)控機(jī)床三、四級(jí)操作工技能考核僅考核其中第一模塊,即手工編程加工零件的數(shù)控機(jī)床操作模塊。如果按常規(guī)考核將技能操作考核模塊全部安排在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行,一般需占用數(shù)控機(jī)床4—6小時(shí)。我們采用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件輔試,考生拿到所考核的零件圖紙后,先在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的數(shù)控車(或銑)床上手工編程,檢驗(yàn)合格后將程序通過數(shù)據(jù)傳輸送入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工,這樣減少了在機(jī)床上手工編程、輸入程序、校驗(yàn)程序、仿真加工的時(shí)間,占用數(shù)控機(jī)床僅約2小時(shí),使占機(jī)時(shí)間至少縮短50%,鑒定效率大為提高,同時(shí)也大大提高了鑒定時(shí)的安全性。為了減少刀具和材料的消耗、進(jìn)一步縮短上數(shù)控機(jī)床操作時(shí)間,也可將操作題目分成兩個(gè)零件,將難度大的零件用手工編程在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)上模擬加工,而將難度較小、用材較少的零件模擬仿真后再在數(shù)控機(jī)床上加工。
對(duì)數(shù)控加工仿真軟件在教學(xué)和鑒定中的應(yīng)用研究尚處于研究探索階段,只要積極思考其在應(yīng)用中產(chǎn)生的問題,主動(dòng)采取應(yīng)對(duì)措施,正確發(fā)揮其在教學(xué)和鑒定中的作用,就一定能收到事半功倍的效果。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:機(jī)械;數(shù)控加工;課堂教學(xué);策略
中圖分類號(hào):G718.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1008-3561(2016)17-0050-01自新課改頒布和實(shí)施以來,本著“理論和實(shí)踐一體化”的教學(xué)原則,編寫的機(jī)械數(shù)控加工教材,為新課程結(jié)構(gòu)模式的形成提供了基礎(chǔ)?!皺C(jī)械制造基礎(chǔ)”這一課程作為數(shù)控加工專業(yè)的核心課程,如何提高其課堂教學(xué)水平,促使學(xué)生理論知識(shí)的豐富和實(shí)踐能力的提高,值得深入研究。
一、機(jī)械數(shù)控加工的基本內(nèi)容
比起普通機(jī)床加工,機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)使用自動(dòng)化的管理技術(shù),是一種具備高效率、高精度等優(yōu)點(diǎn)的機(jī)械加工手段,是現(xiàn)代加工制造業(yè)的主要技術(shù)手段?,F(xiàn)代機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)結(jié)合了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子信息技術(shù),聯(lián)結(jié)自動(dòng)化系統(tǒng)和通信傳感技術(shù),提升了信息處理的效率和精度。與傳統(tǒng)機(jī)械加工手段比較,實(shí)現(xiàn)加工制造的智能化管理,實(shí)現(xiàn)人力資源使用的減少和操作人員的操作方式的簡(jiǎn)化和高效,迎合了現(xiàn)代加工制造業(yè)的社會(huì)生產(chǎn)需要。
二、提高機(jī)械數(shù)控加工課堂教學(xué)水平的有效策略
(1)機(jī)械數(shù)控加工集中時(shí)間教學(xué)方法在課堂教學(xué)中的運(yùn)用。經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)和了解,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)的學(xué)習(xí)和初步應(yīng)用。對(duì)于剛剛?cè)腴T的學(xué)生,大部分只是對(duì)書本上的基礎(chǔ)知識(shí)有淺層次的認(rèn)識(shí)和理解,而對(duì)于實(shí)際應(yīng)用到機(jī)械加工當(dāng)中的能力卻相當(dāng)匱乏,導(dǎo)致無法將所學(xué)的理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到工程實(shí)踐中。因此,為了在理論知識(shí)學(xué)習(xí)階段初步掌握機(jī)械數(shù)控加工編程語言和一定的實(shí)際應(yīng)用能力,需要采用集中式的教學(xué)方式,即教學(xué)時(shí)間集中的教學(xué)方式。教學(xué)時(shí)間集中方式,即知識(shí)傳授時(shí)將整個(gè)課程集中在限定的時(shí)間內(nèi)的教學(xué)方法。例如,在機(jī)械數(shù)控加工工藝與編程的教學(xué)中,安排4個(gè)學(xué)時(shí)的連續(xù)教學(xué),其中1個(gè)學(xué)時(shí)用于內(nèi)容介紹,使學(xué)生初步了解機(jī)械加工工藝和編程知識(shí),對(duì)教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行精講,有效地改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。1個(gè)學(xué)時(shí)用于機(jī)械數(shù)控加工程序的編寫教學(xué),另外2個(gè)學(xué)時(shí)用于對(duì)學(xué)生仿寫的編程語言和計(jì)算機(jī)仿真操作進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)。這4個(gè)學(xué)時(shí)集中教學(xué)的方式,從時(shí)間上保證了一個(gè)機(jī)械數(shù)控加工程序的完整教學(xué),實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)、編寫、講解和指導(dǎo)的教學(xué)過程。
(2)以培訓(xùn)工程能力為基點(diǎn)安排三步走在課程教學(xué)中的應(yīng)用。機(jī)械數(shù)控加工工藝與編程這一課程的實(shí)踐內(nèi)容要結(jié)合專業(yè)教育的實(shí)踐內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)專業(yè)理論知識(shí)結(jié)合實(shí)際工作能力的提升和愛崗敬業(yè)專業(yè)精神的形成兩大目標(biāo)。然而實(shí)際工作的能力和工程實(shí)踐的能力不單單指動(dòng)手操作的能力,具體來說,工程實(shí)踐能力指的是從工程認(rèn)識(shí)、工程實(shí)踐直到工程驗(yàn)收整個(gè)過程的綜合能力。對(duì)此要妥善安排組織,避免對(duì)學(xué)生采取二加一或三加一的培養(yǎng)方式,使學(xué)生過早步入企業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)就業(yè),而無法實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)能力和綜合能力提升的目標(biāo),阻礙學(xué)生機(jī)械數(shù)控加工工藝與編程這一課程的繼續(xù)學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)的提高,嚴(yán)重地還造成學(xué)生自由散漫行為的產(chǎn)生。為實(shí)現(xiàn)學(xué)生工程實(shí)踐能力的快速養(yǎng)成和提高,在實(shí)踐教學(xué)階段分三步進(jìn)行。一是在學(xué)校的工程實(shí)訓(xùn)基地,結(jié)合專業(yè)知識(shí)和理論知識(shí),初步掌握設(shè)備的實(shí)際操作方法。該階段要具有較多的教學(xué)輔導(dǎo)人員,以“師帶徒”的形式參與教學(xué),使學(xué)生在工程實(shí)訓(xùn)基地接受正規(guī)化的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,這些是教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。所說的正規(guī)也就是說學(xué)生了解設(shè)備的操作規(guī)程和掌握使用設(shè)備的方法,實(shí)訓(xùn)中的加工材料應(yīng)為實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中的材料,所加工的工件要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn),體會(huì)整個(gè)工程實(shí)訓(xùn)的工藝和要求。二是組織到實(shí)地工廠參觀和實(shí)踐,參觀的目的是使學(xué)生更好地了解機(jī)械數(shù)控加工制造業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展需求及其所處的階段和已具備的水平。該環(huán)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)專業(yè)發(fā)展方向的預(yù)測(cè)和對(duì)自身工程實(shí)踐能力的評(píng)價(jià),為實(shí)現(xiàn)自身的正確定位提供依據(jù),更是教學(xué)實(shí)踐不容忽視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。最后在學(xué)生具備一定的理論基礎(chǔ)后,安排學(xué)生到生產(chǎn)單位實(shí)踐,這種實(shí)踐過程是廣義上的教學(xué)過程,并非真正的教學(xué),而是在工作實(shí)際中獲得能力的教學(xué)階段。同時(shí)也不完全等同于就業(yè),二者界限的合理劃分是促進(jìn)這一過程學(xué)習(xí)效果改善和提升的有效前提。該階段不能使學(xué)生過多地承擔(dān)體力勞動(dòng),應(yīng)以學(xué)生綜合能力的形成和提升為主。于是,該階段最好能將學(xué)生按組或班進(jìn)行劃分,選擇對(duì)口的企業(yè)安排學(xué)生到實(shí)地進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)機(jī)械數(shù)控加工的生產(chǎn)全過程初步了解和認(rèn)識(shí)。最佳實(shí)踐周期為兩個(gè)月,這期間引導(dǎo)學(xué)生選取工程實(shí)踐中的典型工件進(jìn)行分析和研究,為真正投入工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三、結(jié)束語
隨著科技的發(fā)展,日益加大對(duì)機(jī)械制造業(yè)的需求。機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)是實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜零部件的加工制造的一種技術(shù),促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高,是整個(gè)制造業(yè)的核心。在學(xué)生進(jìn)行理論基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí),要有效利用學(xué)校的工程實(shí)訓(xùn)基地等教學(xué)資源,實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)設(shè)備的操作章程和使用方法的快速掌握。加強(qiáng)校企合作,安排學(xué)生到實(shí)地參觀和實(shí)踐,為學(xué)生提供充足的師資和教學(xué)設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)工程綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提升。為提高機(jī)械數(shù)控加工課堂教學(xué)水平,還需要業(yè)內(nèi)人士不斷地學(xué)習(xí)和研究,為課堂教學(xué)效果的改善提供有效的教學(xué)策略。
參考文獻(xiàn):
您好!
我叫xx,是江蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系電氣自動(dòng)化專業(yè)的應(yīng)屆畢業(yè)生。本專業(yè)主要培養(yǎng)電工技術(shù)、plc編程控制與維護(hù)技術(shù)、組態(tài)技術(shù)、控制理論、電子cad應(yīng)用等寬領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。
我曾在德國(guó)大眾在華企業(yè)之一的上海大眾公司任職,職務(wù)是動(dòng)力設(shè)備維護(hù)管理。我公司生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)/設(shè)備大量使用omron電氣產(chǎn)品,例如:安全用光電傳感器,安全門開關(guān),繼電器,plc等等。加上大眾公司與omron企業(yè)XX年在北京,天津進(jìn)行的關(guān)于omron系列傳感器樣本及工作原理及德國(guó)fanuc數(shù)控系統(tǒng),mitsubishi,人機(jī)界面,等方面的專業(yè)培訓(xùn)。這些經(jīng)歷幫助我在近4年的時(shí)間里對(duì)德企業(yè)有全方位的了解,并對(duì)omron產(chǎn)品有較深刻的理解和認(rèn)識(shí)。另外我對(duì)機(jī)械、電氣領(lǐng)域的專業(yè)英語術(shù)語有良好的掌握,德語入門會(huì)用,計(jì)算機(jī)操作熟悉(ms office ,auto cad),在此之前也有超過1年的商品銷售資歷,3年民營(yíng)/私企工作經(jīng)歷,符合職位描述基本要求。
最后衷心的感謝您在百忙之中翻閱我的這份材料,并祝愿貴單位事業(yè)欣欣向榮,蒸蒸日上!
關(guān)鍵詞:UG CAM;后處理;TCL語言;數(shù)控程序
中圖分類號(hào):TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
UGNX/POSTBUILDER擴(kuò)展了TCL語言,下面代碼會(huì)涉及到一些擴(kuò)展命令,這些命令是以MOM或mom開頭的,以適應(yīng)一些UGNX/POSTBUILDER中的特殊用途。例如調(diào)用和輸出在加工過程中的工藝參數(shù)、操作文件等。在UGNX/POSTBUILDER中仍然可以使用TCL語言,具體方法是在用戶命令中使用TCL語言來實(shí)現(xiàn)用戶功能更擴(kuò)展,這就是本文研究的功能能夠?qū)崿F(xiàn)的基礎(chǔ)。
1 自動(dòng)添加符合要求的程序頭
在平時(shí)的UG程序編制中,幾乎每個(gè)程序都會(huì)遇到的問題就是:程序頭的修改。因?yàn)檐囬g機(jī)床系統(tǒng)的多樣性,使得每個(gè)機(jī)床系統(tǒng)都需要對(duì)應(yīng)不同的程序頭才能使程序正確的讀入到機(jī)床中。而UGNX/POSTBUILDER中只能輸出較為簡(jiǎn)單的程序頭,比較復(fù)雜的程序頭實(shí)現(xiàn)很困難,這樣編程人員的工作無形中增加了給程序修改程序頭的工作,而且?guī)缀趺總€(gè)程序都要修改,這樣既浪費(fèi)時(shí)間,又容易出錯(cuò)。
下面以制作西門子 802D系統(tǒng)的程序頭及結(jié)尾后處理文件為例,首先,在802D系統(tǒng)中的正確識(shí)別的程序頭及尾部格式是:
%_N_1000_MPF
;$PATH=/_N_WKS_DIR_/_N _PREDATOR_WPD
N001 G40 G00 G90 X0 Y0 Z200.
……
M30
由以上格式可以看出,如果僅僅用UGNX/POSTBUILDER自身更改程序頭的辦法只能是將“%_N_1000_MPF”這些字符強(qiáng)制輸入到程序中,而且對(duì)于與文件名相對(duì)應(yīng)的字段“1000”,則不能更改。即使可以輸出程序,也需要對(duì)生成的程序進(jìn)行修改。另外第二行中的“$”符號(hào),本身具有特殊含義,也不能將它直接加入到程序開頭部分。顯然,這樣無法滿足機(jī)床對(duì)程序的要求。其實(shí)利用TCL語言就可以很輕松的實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,而且可以根據(jù)不同的文件名,操作名而改變其對(duì)應(yīng)的頭文件部分的,使生成的程序與文件名保持一致。對(duì)應(yīng)802D的程序頭,其TCL語言代碼如下:
global mom_output_file_basename
set a $mom_output_file_basename
set b %_N_
set c _MPF
mom_output_literal “$a$b$c”
mom_output_literal {;$PATH=/_N_WKS_DIR_/_N _PREDATOR_WPD}
將上述代碼在UGNX/POSTBUILDER的Program&ToolPath標(biāo)簽下的Custom Command下建立一個(gè)新的命令,將新命令插入到后處理程序的頭部位置,并將原來包含“%”的塊替代,生成的程序如圖1,與原來的默認(rèn)生成的程序的對(duì)比:
通過前后程序的對(duì)比可以看出,生成的程序?qū)⒏鶕?jù)輸入的名稱不同而改變相應(yīng)的字符,這樣的程序無需再頻繁的復(fù)制粘貼程序頭,大大節(jié)省了下發(fā)程序的時(shí)間。
2 程序走刀時(shí)間輸出
可以看出,只要在UG軟件中提供了我們所需要的對(duì)應(yīng)信息的變量值,我們就可以將這個(gè)值通過TCL語言,將這個(gè)值輸出到程序中,供編程和操作人員參考。
程序的走刀時(shí)間在生產(chǎn)上起到重要作用,無論是排產(chǎn)還是提高效率,零件的加工時(shí)間都是不錯(cuò)的參考。而走刀時(shí)間最準(zhǔn)確的方法就是直接記下機(jī)床走刀的時(shí)間,但是,車間生產(chǎn)任務(wù)繁重,不能一一測(cè)試,那么UG中能不能給我們計(jì)算出時(shí)間來呢?答案是肯定的,這個(gè)信息也在UG中有著對(duì)應(yīng)的變量,它就是“mom_machine_time”。將它在程序結(jié)束(End of Program)中插入,可以對(duì)程序切削時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并在結(jié)尾輸出。實(shí)現(xiàn)該功能的代碼如下:
編制模型文件時(shí),有時(shí)需要對(duì)不同工序,或者不同狀態(tài)進(jìn)行建模,這樣,程序輸出時(shí)會(huì)產(chǎn)生混淆,不易判斷是那個(gè)模型文件輸出的程序,一旦混亂,后果將不堪設(shè)想。如果生成的程序可以自己將源模型文件的位置及文件名指定好,那么產(chǎn)生錯(cuò)誤模型二次輸出程序的幾率將大大減少,而且對(duì)于反復(fù)編程的研制零件來說,模型統(tǒng)一意味著不但程序生成的快,而且易于在原程序基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化,提高效率。實(shí)現(xiàn)代碼如下:
結(jié)語
通過TCL與UGNX/POSTBUILDER結(jié)合的二次開發(fā),解決了困擾實(shí)際工作的一些問題,相信對(duì)今后減少程序編制中的失誤,提高編程效率,正確向操作人員傳達(dá)關(guān)鍵信息等有著重要的意義。在這次對(duì)TCL語言的研究中,自己不僅對(duì)TCL語言的運(yùn)用有了一定了解,還對(duì)建立UG后處理的過程有了更深入的認(rèn)識(shí),將UG這個(gè)工具軟件更好的服務(wù)于技術(shù)及生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]張磊.UGNX4后處理技術(shù)培訓(xùn)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.
關(guān)鍵詞: 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程群 教學(xué)改革 教學(xué)成效
現(xiàn)今的時(shí)代是信息化的時(shí)代,信息化的特征就是對(duì)所有信息進(jìn)行數(shù)字化的處理,并由此構(gòu)成數(shù)字系統(tǒng)。所謂數(shù)字系統(tǒng),即對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行傳送、加工、處理的電子設(shè)備。一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)既可能是一個(gè)小而簡(jiǎn)單的,又可能是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng),如:數(shù)字鐘是一個(gè)數(shù)字系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也是一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展,采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段完成復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來越力不從心。以FPGA/CPLD為代表的大規(guī)模集成可編程邏輯器件(PLD)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA Electronic Design Automation)設(shè)計(jì)方法,代表著現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。
重慶郵電大學(xué)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程群教學(xué)團(tuán)隊(duì)從培養(yǎng)能在通信與信息領(lǐng)域從事科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造等高級(jí)工程技術(shù)人才的目的出發(fā),經(jīng)過多年的實(shí)踐和總結(jié),提出了層次型的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程體系,完善了數(shù)字系統(tǒng)系列課程內(nèi)容,理順了課程之間的銜接,提出了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)系列課程的建設(shè)要體現(xiàn)三個(gè)特性:理論體系的系統(tǒng)性、學(xué)科知識(shí)的前沿性和工程實(shí)踐的應(yīng)用性,并已將課程改革寫入專業(yè)的培養(yǎng)方案,在2011年9月獲得重慶市優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)的稱號(hào)。
1.構(gòu)建系統(tǒng)的課程體系。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)以現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段和方法為主線,重塑了教學(xué)課程體系,構(gòu)建了以經(jīng)典數(shù)字電路課程教學(xué)為基礎(chǔ),以現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用和設(shè)計(jì)課程教學(xué)為提升的理論和實(shí)踐教學(xué)課程相融合的體系結(jié)構(gòu),在經(jīng)典數(shù)字電路教學(xué)中注重理論體系的邏輯性,在電子技術(shù)應(yīng)用和數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的前沿性和工程實(shí)踐的應(yīng)用性。具體層次見圖1。
圖1 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程體系圖
1.1注重?cái)?shù)字電路基礎(chǔ)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)課程素養(yǎng)。
“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)經(jīng)典電路的分析設(shè)計(jì)方法的課程,因此,課程的教學(xué)以構(gòu)筑學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)為主線、訓(xùn)練邏輯思維能力為主體。
針對(duì)不同專業(yè)培養(yǎng)要求,數(shù)電課程在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)上采取了不同教學(xué)方法和手段,如:通信與信息類專業(yè)側(cè)重系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)以綜合設(shè)計(jì)為主;計(jì)算機(jī)類側(cè)重外部邏輯關(guān)系和可編程PLD、淡化內(nèi)部電路原理,實(shí)驗(yàn)以應(yīng)用為主;自動(dòng)化類側(cè)重控制觀念和電氣特性,重視A/D、D/A內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)以應(yīng)用控制型為主。
針對(duì)我校通信學(xué)院和光電學(xué)院強(qiáng)化班學(xué)生的特點(diǎn)和教學(xué)要求,教學(xué)團(tuán)隊(duì)開展了數(shù)電課程的雙語教學(xué),旨在讓學(xué)生提前掌握專業(yè)詞匯,提高閱讀外文文獻(xiàn)和自學(xué)現(xiàn)代電子技術(shù)的能力。自2005年在光電學(xué)院強(qiáng)化班進(jìn)行試點(diǎn)開始,至今已送出6屆1000多名學(xué)生。
1.2強(qiáng)化現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力。
由“可編程邏輯器件與應(yīng)用”、“單片機(jī)原理與應(yīng)用”、“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”、“DSP原理與應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)”、“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)與仿真”6門課程構(gòu)成現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和理論層次。該層次以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力為目標(biāo),在課程內(nèi)容的具體設(shè)置中,教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出開放的思路、打破單一課程限制。如:在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間內(nèi),有步驟地推進(jìn)FPGA初級(jí)應(yīng)用訓(xùn)練(原理圖的設(shè)計(jì)訓(xùn)練);在FPGA教學(xué)時(shí)間內(nèi),有目的地聯(lián)系數(shù)字信號(hào)處理、通信原理等專業(yè)背景課程,強(qiáng)化FPGA在數(shù)字系統(tǒng)、通信領(lǐng)域等各方面的應(yīng)用能力。
其中,“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)與仿真”為重點(diǎn)建設(shè)課程,課程涵蓋知識(shí)面廣泛,強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)綜合性設(shè)計(jì)。特別根據(jù)電子競(jìng)賽相關(guān)內(nèi)容模塊,添加了電源設(shè)計(jì)、信號(hào)源設(shè)計(jì)等內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)用數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。
2.采取多樣化的教學(xué)方法和手段,增強(qiáng)教學(xué)效果。
2.1形象、生動(dòng)的理論教學(xué)方法。
通過長(zhǎng)期的教學(xué)研討,團(tuán)隊(duì)形成了案例教學(xué)法、比喻教學(xué)法、啟發(fā)教學(xué)法、思維訓(xùn)練法等多種方法綜合使用的教學(xué)方法,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和興趣。以“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”課程為例,談?wù)劯鞣N教學(xué)方法。
2.1.1案例教學(xué)法。如數(shù)字電路課程教學(xué)中,學(xué)完組合邏輯與觸發(fā)器后,以三人搶答器為例,先從組合邏輯電路的設(shè)計(jì)入手,分析其功能,找出其缺陷,再添加觸發(fā)器,改進(jìn)其功能,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)電路和改進(jìn)電路的意識(shí)和愿望;在講了組合邏輯電路的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)之后,以MULTISM為仿真軟件,演示組合邏輯電路競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的險(xiǎn)象及消除方法,要求學(xué)生課后查找資料,提交仿真作業(yè);在講完計(jì)數(shù)器后,以電子鐘設(shè)計(jì)為例,串講前面所講的譯碼器、計(jì)數(shù)器、數(shù)碼管,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的興趣。
2.1.2比喻教學(xué)法。在講卡諾圖化簡(jiǎn)時(shí)以“擒賊先擒王”來說明圈圈得越大越好;“不打落水狗”來說明保證每個(gè)圈中至少有一個(gè)小方格不被重復(fù)圈過。
2.1.3啟發(fā)教學(xué)法。觸發(fā)器的講解過程中,從RS觸發(fā)器入手,講其特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其電路的缺點(diǎn),從而提出改進(jìn)電路鐘控RS觸發(fā)器,再進(jìn)一步分析其電路優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生提出改進(jìn)電路,引出鐘控JK觸發(fā)器、鐘控D觸發(fā)器,進(jìn)一步引出主從觸發(fā)器。隨著電路一步一步地改進(jìn),又會(huì)帶來新的問題,引發(fā)學(xué)生思考,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此時(shí),再以人生哲理為例,引發(fā)學(xué)生從電子技術(shù)的改進(jìn)過程中思考人生。
2.1.4思維訓(xùn)練法。在講中規(guī)模計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)任意模值的計(jì)數(shù)器過程中,以畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖為工具,引導(dǎo)學(xué)生從復(fù)位法、置位法及進(jìn)位輸出置最小數(shù)、級(jí)聯(lián)等多種方法設(shè)計(jì)電路,實(shí)現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)電路的思維訓(xùn)練,從而完成數(shù)字電路時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)——任意模制的計(jì)數(shù)器均可實(shí)現(xiàn)。
2.2以自學(xué)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。
為了加強(qiáng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力以及工程實(shí)踐能力,團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的摸索,對(duì)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)系列課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了大力度的改革。
2.2.1加大實(shí)驗(yàn)課時(shí),調(diào)整理論、實(shí)驗(yàn)課時(shí)所占比例。如數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)(56學(xué)時(shí)理論+24學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn))、可編程邏輯器件與應(yīng)用(16學(xué)時(shí)理論+16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn))、嵌入式系統(tǒng)(16學(xué)時(shí)理論+16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn))、DSP原理與應(yīng)用(20學(xué)時(shí)理論+20學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn))、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)與仿真(30學(xué)時(shí)理論+26學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn))。
2.2.2從2006年開始我們通過中央與地方共建資金、學(xué)校撥款、企業(yè)捐助的方式,建立了基礎(chǔ)教學(xué)平臺(tái)和開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地兩級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)上采取傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與開放實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的形式。教師講授基礎(chǔ)入門知識(shí),除必須完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目外,學(xué)生可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況自行安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
以“可編程邏輯器件與應(yīng)用”課程為例,必做實(shí)驗(yàn)包括:QUARTUSⅡ簡(jiǎn)介與應(yīng)用、帶使能端的計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)、數(shù)控分頻器的設(shè)計(jì)等,采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式,由教師講授基本原理和設(shè)計(jì)思路,學(xué)生按部就班完成。該部分實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生主動(dòng)性較少,主要目的在于設(shè)計(jì)流程、軟件開發(fā)、硬件平臺(tái)的掌握。選作實(shí)驗(yàn)包括:基于LPM-ROM的四位乘法器設(shè)計(jì)、序列檢測(cè)器的設(shè)計(jì)、數(shù)碼管掃描顯示電路、硬件電子琴設(shè)計(jì)、數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)等。學(xué)生還可以自行擬定題目,與教師商量后進(jìn)行。該部分實(shí)驗(yàn)采用開放實(shí)驗(yàn)教學(xué),以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)踐精神和動(dòng)手設(shè)計(jì)能力。
3.日常教學(xué)與科技活動(dòng)有機(jī)融合
教學(xué)團(tuán)隊(duì)把相關(guān)課程與各類課外創(chuàng)新活動(dòng)結(jié)合起來,多渠道促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
首先,我們從課程學(xué)習(xí)中選擇優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的培訓(xùn)。建立系統(tǒng)化的現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系和開放實(shí)驗(yàn)教學(xué),能夠提升多數(shù)學(xué)生創(chuàng)新能力和一定的電子設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力,具有參加各類科技活動(dòng)最基本的素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,選拔條件更加出眾的學(xué)生進(jìn)行后續(xù)的集中培訓(xùn)。
其次,根據(jù)各屆競(jìng)賽的題目和要求修改課程教學(xué)內(nèi)容。例如:在“EDA”、“可編程邏輯器件與應(yīng)用”等課程會(huì)根據(jù)的新技術(shù)的發(fā)展增加相應(yīng)的技術(shù)講座?!半娮酉到y(tǒng)綜合設(shè)計(jì)與仿真”為新開設(shè)課程,重點(diǎn)在于系統(tǒng)性應(yīng)用綜合知識(shí),在基本模塊講完后,進(jìn)行綜合性實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì),其中就包括精心選擇的各類電子競(jìng)賽試題。各類科技活動(dòng)對(duì)推動(dòng)課程教學(xué)的各項(xiàng)改革起到了促進(jìn)作用。
最后,我們與中國(guó)電子協(xié)會(huì)合作,進(jìn)行全國(guó)電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證培訓(xùn)。多渠道提升學(xué)習(xí)動(dòng)力,營(yíng)造科技氛圍。
4.建設(shè)高水平師資隊(duì)伍
我校通過引進(jìn)、國(guó)內(nèi)外進(jìn)修培訓(xùn),以及采用“以科研促教學(xué)”、“以科技競(jìng)賽促師資隊(duì)伍”、“理論實(shí)踐教學(xué)雙肩挑”的模式,加快教師隊(duì)伍的成長(zhǎng),形成了一支以中青年為主,職稱、學(xué)歷和知識(shí)結(jié)構(gòu)合理的教師隊(duì)伍。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在特色專業(yè)建設(shè),教學(xué)方法與手段改革,精品課程建設(shè),教材建設(shè)(自編教材12本),自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備(自行研發(fā)設(shè)備6項(xiàng)),尤其是指導(dǎo)學(xué)生課外科技活動(dòng)、組織和參加各種科技競(jìng)賽等方面取得了很大的成績(jī),具有較強(qiáng)的示范作用。
5.結(jié)語
數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)系列課程的教學(xué)改革獲得了較大的成功,課堂教學(xué)成效得到了顯著的提升,尤其在課外科技競(jìng)賽方面取得了豐碩的成果。2005年以來,教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師指導(dǎo)參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,獲得全國(guó)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng),重慶市一等獎(jiǎng)6項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)。2008年以來,參加重慶市盛群?jiǎn)纹瑱C(jī)電子設(shè)計(jì)大賽,獲得創(chuàng)意獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)7項(xiàng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)。2010年,參加“高教社&XILINX杯”重慶市大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽本科組7人獲得二等獎(jiǎng)、2人獲得三等獎(jiǎng);參加“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽,獲得全國(guó)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng),重慶賽區(qū)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。人才的培養(yǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)而艱巨的工程,我們?nèi)孕枰粩嗟靥剿鳎瑢で笕绾尾粩嗵嵘龑W(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力與實(shí)踐能力。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞: 高職高專類應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè) 項(xiàng)目教學(xué)法 有效銜接
1.傳統(tǒng)教學(xué)的弊端
根據(jù)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,我們可以將各環(huán)節(jié)分為電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求、電路原理圖設(shè)計(jì)、印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)與制作、元器件采購(gòu)與測(cè)試、電路安裝、調(diào)試與維修、產(chǎn)品整機(jī)裝配、產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品售后服務(wù)。
根據(jù)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,高職高專類應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生可從事的崗位大體可分為電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員、電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝管理人員、電子產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)試與測(cè)試人員、電子產(chǎn)品生產(chǎn)維修及售后服務(wù)人員、電子產(chǎn)品生產(chǎn)營(yíng)銷人員。
根據(jù)面向崗位的課程體系開發(fā),我們可將專業(yè)類課程分為專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)技能訓(xùn)練課程、專業(yè)核心課程。
大家公認(rèn),專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容單調(diào),雖然涵蓋了所有的專業(yè)必需的知識(shí)點(diǎn),但是缺乏實(shí)際運(yùn)用的案例,導(dǎo)致學(xué)生考試以后便很快忘記了;在后續(xù)的設(shè)計(jì)類課程中,需要靈活運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的時(shí)候,卻不知道如何入手,翻開專業(yè)基礎(chǔ)課程的教材,卻一片茫然,原因在于后續(xù)設(shè)計(jì)類課程突然將專業(yè)要求提得比較高,能力要求出現(xiàn)了一段間隙,沒有很好地與專業(yè)基礎(chǔ)課程銜接,這樣的情況容易導(dǎo)致學(xué)生在課程開始階段的迷失,甚至?xí)?dǎo)致學(xué)生逐漸地排斥本門課程,并最終放棄學(xué)習(xí)過程而只求考試及格。如此的現(xiàn)象在各大高校中都有存在。如何實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程之間的有效銜接,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,樹立學(xué)生學(xué)習(xí)的信心是眾多教育教學(xué)工作者應(yīng)當(dāng)深入思考的問題。
2.項(xiàng)目?jī)?nèi)容連貫性的啟發(fā)
專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容之間的有效銜接,可以與現(xiàn)階段正在逐步推廣的項(xiàng)目教學(xué)法相結(jié)合,選用適當(dāng)?shù)捻?xiàng)目,在專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)技能訓(xùn)練課程、專業(yè)核心課程之間建立起良好的橋梁紐帶,引導(dǎo)學(xué)生以此類項(xiàng)目為主線,逐漸建立學(xué)生的信心和興趣,舉一反三地進(jìn)行自我學(xué)習(xí)。
為了能比較具體地說明問題,本文以一例作為實(shí)例。如圖1是增益數(shù)控電路。其工作原理是用芯片NE555構(gòu)成一個(gè)多諧波發(fā)生器其頻率f=1/0.7(R1+2R2)C提供脈沖波,用RS觸發(fā)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和與非門能夠達(dá)到每按一下按鍵就能通過十個(gè)脈沖,平時(shí)該輸出口處于高電平。用一個(gè)按鍵與一個(gè)上拉電阻構(gòu)成一個(gè)開關(guān),平時(shí)處于高電平,每按一次形成一個(gè)脈沖。將這兩個(gè)脈沖輸出連接到與非門的輸入端,再將與非的結(jié)果輸入到X9C102P的INC端調(diào)節(jié)輸出電壓。
為了達(dá)到一個(gè)項(xiàng)目同時(shí)滿足專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)技能訓(xùn)練課程、專業(yè)核心課程教育教學(xué)訓(xùn)練的需求,其應(yīng)滿足以下條件。
(1)知識(shí)點(diǎn)在專業(yè)基礎(chǔ)課程中具有代表性。
應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)類課程在各大高校中開設(shè)的情況大同小異,數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)兩門課程是必需的。一般所選用的項(xiàng)目中數(shù)字電子技術(shù)或者是模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)該體現(xiàn)得比較清晰,容易分離出知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用講解,這樣該項(xiàng)目可以作為專業(yè)基礎(chǔ)課程的應(yīng)用實(shí)例。
本案例中(如圖1)的集成計(jì)數(shù)器芯片應(yīng)用、集成門電路應(yīng)用、集成數(shù)字電位器應(yīng)用、上拉/下拉電阻應(yīng)用、RS觸發(fā)器應(yīng)用、555定時(shí)器應(yīng)用、三極管的開關(guān)作用等,都是非常典型的知識(shí)點(diǎn),在了解電路作用的前提下,進(jìn)行局部電路分析可以幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)鞏固學(xué)習(xí)和靈活運(yùn)用。
(2)復(fù)雜度適中,作為專業(yè)技能訓(xùn)練類課程的入門項(xiàng)目。
應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)技能訓(xùn)練類課程在各大高校中開設(shè)的情況也是大同小異,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(簡(jiǎn)稱EDA)課程是必需的,EDA課程有課分為板級(jí)設(shè)計(jì)類的印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)和芯片級(jí)設(shè)計(jì)類的可編程邏輯門陣列(FPGA)兩門課程。
對(duì)于這兩門課程,如果是單講軟件的使用操作,那就失去了其本身的意義,在這兩門課程中,學(xué)會(huì)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件是一定的,并且要體會(huì)板級(jí)電路設(shè)計(jì)和芯片級(jí)電路設(shè)計(jì)的區(qū)別和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,更重要的是要能夠自己設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路,完成設(shè)計(jì)要求。
要利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行板級(jí)或者芯片級(jí)的電路設(shè)計(jì),熟悉電路原理,掌握設(shè)計(jì)關(guān)鍵是至關(guān)重要的,對(duì)于初學(xué)者而言,如果課程開始便選用未見過的電路,則很難理解,更加談不上進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。但是,如果教學(xué)所使用的項(xiàng)目中各單元電路部分是在先修的專業(yè)基礎(chǔ)類課程中作為實(shí)際案例,在不同的場(chǎng)合和章節(jié)中已經(jīng)分析過的,那么在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)課程中,學(xué)生將會(huì)很好地銜接和過渡。例如電路圖的模塊化設(shè)計(jì),數(shù)字功能模塊的設(shè)計(jì)都需要對(duì)單元電路原理非常熟悉才能進(jìn)行電路的合理劃分和硬件描述語言程序的設(shè)計(jì)。
在先修專業(yè)基礎(chǔ)類課程中所選用的項(xiàng)目的復(fù)雜度應(yīng)該適中,在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程中,作為入門項(xiàng)目,甚至是提高項(xiàng)目。
本案例作為印制電路板設(shè)計(jì)入門項(xiàng)目,屬于典型的數(shù)字電路印制電路設(shè)計(jì),可以將設(shè)計(jì)的一般要求融入其中,在原理已經(jīng)基本明了的情況下,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電路的進(jìn)一步設(shè)計(jì)將會(huì)事半功倍,而且比較容易建立學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。比如,布局設(shè)計(jì)中輸入/輸出接口、按鍵、信號(hào)產(chǎn)生電路等關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)技巧;布線設(shè)計(jì)中電源線、接地線、時(shí)鐘脈沖信號(hào)線、被控制信號(hào)線等的參數(shù)設(shè)計(jì)和走線技巧。
隨后在專業(yè)技能訓(xùn)練類課程的提高項(xiàng)目和綜合項(xiàng)目中逐漸地增加訓(xùn)練強(qiáng)度和設(shè)計(jì)難度,達(dá)到更高的水平。
(3)可移植性好作為核心類課程的設(shè)計(jì)原型。
應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)核心類課程一般都包括單片機(jī)設(shè)計(jì)、綜合電路設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)類課程。運(yùn)用數(shù)字控制類芯片可以使電路智能化,功能更加強(qiáng)大,而且電路卻非常簡(jiǎn)單。例如在本案例中的按鍵消抖動(dòng)是采用門電路構(gòu)成的RS觸發(fā)器實(shí)現(xiàn),其可以在單片機(jī)中軟件消抖動(dòng);本案例中的步進(jìn)控制需要為數(shù)字電位器輸入單脈沖或者是連續(xù)的十個(gè)脈沖,使用單片機(jī)程序可以非常容易地實(shí)現(xiàn)而擺脫復(fù)雜的硬件電路。
類比設(shè)計(jì)可以將抽象的枯燥單片機(jī)功能講解用實(shí)際效果來體現(xiàn),直觀的學(xué)習(xí)比抽象的學(xué)習(xí)更受學(xué)生歡迎,而且學(xué)習(xí)的效果會(huì)更好。
(4)易調(diào)試,觀察現(xiàn)象明顯。
在高職類院校的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)中,經(jīng)常會(huì)包括一些安裝調(diào)試類課程。同樣,在入門項(xiàng)目中,教師采用先修課程中已經(jīng)出現(xiàn)過的項(xiàng)目原理,可以在課程開始時(shí),借助項(xiàng)目原理已經(jīng)比較清晰的前提,將教學(xué)重點(diǎn)放在調(diào)試技巧、儀器使用技巧、數(shù)據(jù)記錄分析技巧方面,在后續(xù)的提高項(xiàng)目和綜合項(xiàng)目中再逐漸地增加電路的復(fù)雜程度和調(diào)試難度,達(dá)到更高的水平。
3.結(jié)語
采用銜接式的項(xiàng)目?jī)?nèi)容引導(dǎo)教學(xué),在專業(yè)課程體系中,構(gòu)建一個(gè)甚至是多個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)全過程,有助于形成真正的以產(chǎn)品為對(duì)象的教學(xué)體系;對(duì)于接受引導(dǎo)學(xué)習(xí)的學(xué)生而言,可有效地實(shí)現(xiàn)課程間的平滑過渡,每次新階段的學(xué)習(xí)都能很快上手,并逐漸學(xué)習(xí)和掌握新的知識(shí)和技能,最終形成完整的知識(shí)體系。對(duì)于校企合作而言,訂單式培養(yǎng)是校企合作的一項(xiàng)重要內(nèi)容,企業(yè)可以提供自身的比較有代表性的產(chǎn)品作為教學(xué)的對(duì)象,在分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試中實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)企業(yè)實(shí)踐與學(xué)校教育的良好對(duì)接。
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在經(jīng)濟(jì)全球化的今天,中國(guó)作為制造大國(guó),也成為全球供應(yīng)鏈中緊要的一環(huán)。近年來,中國(guó)的制造企業(yè)在提高自身競(jìng)爭(zhēng)力方面做出了非常多的努力,其中很大一部分都著力于提升企業(yè)的制造信息化水平。企業(yè)紛紛進(jìn)行了相應(yīng)CAD(Computer Aided Design,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))/CAM (Computer Aided Manufacturing,計(jì)算機(jī)輔助制造)/ERP(Enterprise Resource Planning, 企業(yè)資源計(jì)劃)等信息系統(tǒng)的配置,生產(chǎn)效率較之從前的傳統(tǒng)生產(chǎn)局面已有了很大提高??梢哉f,這期間國(guó)內(nèi)制造企業(yè)完成制造信息化的“第一次革命”。然而,隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)企業(yè)提出了更高的要求,LEANManufacturing(精益制造)、MTO(按訂單生產(chǎn))、零庫(kù)存生產(chǎn)、資源外置、協(xié)同生產(chǎn)等等全新的生產(chǎn)及管理理念不斷地沖擊著企業(yè)管理者的大腦——企業(yè)已經(jīng)投入了大量資金及人員用于基礎(chǔ)信息平臺(tái)(CAD/CAM)的建設(shè),也引入了PCS(Process Control System,過程控制系統(tǒng))、ERP 等先進(jìn)管理手段,為何生產(chǎn)效率和生產(chǎn)力仍然處于較低水平?在一個(gè)完整的信息化制造流程中,每一個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,密不可分。而其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)往往被企業(yè)忽略掉了,這就是MES(Manufacturing Execution System,制造執(zhí)行系統(tǒng))。它用于管理人員實(shí)時(shí)掌控制造企業(yè)最重要的部門——車間的生產(chǎn)情況,可直接與設(shè)備聯(lián)結(jié),有效提高生產(chǎn)過程的可視化程度,實(shí)時(shí)提供生產(chǎn)中的每一步的信息。這些信息將協(xié)助企業(yè)提升工廠效能、應(yīng)對(duì)日漸苛刻的生產(chǎn)交貨期。這樣MES在計(jì)劃管理層ERP與底層控制PCS之間架起了一座橋梁①,其功能如圖1-1所示。
本文從MES
第二章 MES在中國(guó)的現(xiàn)狀及研究意義
第一節(jié) 傳統(tǒng)的MES(T-MES)
傳統(tǒng)的MES可大致分為兩大類:專用的MES系統(tǒng)(Point MES) 和整合的MES系統(tǒng)(Integrated MES)。專用的MES是指為解決某個(gè)特定領(lǐng)域問題,如車間維護(hù)、生產(chǎn)調(diào)度而開發(fā)的單獨(dú)應(yīng)用系統(tǒng)。整合的MES則是針對(duì)一特定行業(yè)如航空、裝配、半導(dǎo)體、食品和衛(wèi)生等行業(yè)而設(shè)計(jì),具有一定的通用性。并且逐步加強(qiáng)了與上層事務(wù)處理和下層實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的集成能力。
我國(guó)對(duì) MES的研究開發(fā)起步較晚,目前主要停留在MES思想、內(nèi)涵及體系結(jié)構(gòu)方面的研究上,應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)一般局限于 MES單一功能。一些大學(xué)和科研院所等單位在國(guó)家863計(jì)劃資助下在 MES理論與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方面做了一定的工作。但目前存在著很多問題,例如:(1)可集成性差;(2)缺乏智能性和敏捷性;(3)缺乏非常規(guī)信息條件下的科學(xué)決策方法。
由于工廠可能會(huì)從不同的軟件供應(yīng)商購(gòu)買適合自己的MES模塊,使得MES系統(tǒng)包括了很多子系統(tǒng),這些子系統(tǒng)都有各自的處理邏輯,數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)模型和通信機(jī)制。為了實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)的集成,往往采用API技術(shù),OLAP技術(shù)和相應(yīng)的通信機(jī)制。其中,外部應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)用和插入使用API的方式,而應(yīng)用EDI技術(shù)和外部環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
雖然專用的MES能夠?yàn)槟骋惶囟ōh(huán)境提供最好的性能,卻常常難以與其它應(yīng)用集成,整合的MES比專用的MES邁進(jìn)了一大步,具有一些優(yōu)點(diǎn)如:?jiǎn)我坏倪壿嫈?shù)據(jù)庫(kù),系統(tǒng)內(nèi)部具有良好的集成性,統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型等等。但其整個(gè)系統(tǒng)重構(gòu)性能弱,很難隨業(yè)務(wù)過程的變化而進(jìn)行功能配置和動(dòng)態(tài)改變。為了解決傳統(tǒng)EMS
的不足,可集成MES (Integrated MES,I-MES)逐漸成為人們研究的熱點(diǎn)。
第二節(jié) 可集成的MES(I-MES)
MES是近10年來在國(guó)際上迅速發(fā)展、面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng),它是實(shí)施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術(shù)手段。在我國(guó)實(shí)施的CIMS戰(zhàn)略中,車間自動(dòng)化一直是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),而實(shí)施MES則是提升車間自動(dòng)化水平的有效途徑,因此 MES技術(shù)的推廣應(yīng)用可有力促進(jìn) CIMS的發(fā)展。另一方面,隨著CAD/ CAM及 ERP在制造企業(yè)的逐步應(yīng)用,其進(jìn)一步的信息化需求將迫使企業(yè)更多地去考慮在車間層次構(gòu)建更高效的智能自動(dòng)化信息系統(tǒng),發(fā)展敏捷化MES無疑是其必由之路,因此 MES在我國(guó)具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。
然而,由于國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的 MES技術(shù)及系統(tǒng)沒有充分考慮車間制造信息中大量存在的不確定性等非常規(guī)特點(diǎn),缺乏在這些非常規(guī)信息條件下的科學(xué)決策方法,而片面地去追求車間信息的數(shù)量或精確性,不僅造成車間信息集成困難和決策效率不高,導(dǎo)致 MES缺乏足夠的敏捷性與智能性以適應(yīng)日益不確定的車間制造環(huán)境,而且大大增加了MES的開發(fā)和使用成本,嚴(yán)重影響了 MES這一先進(jìn)的車間生產(chǎn)管理與控制技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用與普及。因此必須從根本上解決 MES的敏捷化問題,并大大降低 MES的開發(fā)與使用成本,有力促進(jìn) MES在我國(guó)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和推廣應(yīng)用。本文提出的應(yīng)對(duì)策略為上述問題的解決提供了一條有效途徑,它通過車間信息的有效集成和制造決策過程的智能化來保證車間生產(chǎn)的運(yùn)行敏捷性,通過可重構(gòu)和分布式對(duì)象技術(shù)解決 MES的結(jié)構(gòu)敏捷性,從而從根本上來解決 MES的敏捷化問題,這對(duì)我國(guó)整個(gè)制造工業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、提高我國(guó)制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力具有非常重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
第三節(jié) MES的研究意義
20世紀(jì)90年代以來,經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)日益增加,信息技術(shù)的發(fā)展極為迅速,市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生了根本性的變化。顧客驅(qū)動(dòng)已成為市場(chǎng)的主要特征,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要素涉及到工控時(shí)間、質(zhì)量、價(jià)格、服務(wù)和環(huán)境。而信息技術(shù)的廣泛采用,使得以顧客訂貨和市場(chǎng)需求為軸心的生產(chǎn)活動(dòng)已可以不受時(shí)間和地域的限制,競(jìng)爭(zhēng)的高科技含量因此大大提高了。面對(duì)激烈競(jìng)爭(zhēng),企業(yè)界的重要對(duì)策就時(shí)采用將制造技術(shù)與信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)有機(jī)融合的新一代先進(jìn)制造技術(shù)。雖然大量的先進(jìn)制造技術(shù)運(yùn)用于企業(yè)管理中,但對(duì)于一個(gè)企業(yè),如果僅僅從生產(chǎn)工廠的視角來分析其在競(jìng)爭(zhēng)中所處的地位,顯然是短視的。即使是最好的MES解決方案,對(duì)于整個(gè)企業(yè)來講,也不過是提供一個(gè)相對(duì)狹窄的視角,缺乏在管理層為進(jìn)行決策支持所需要的生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)的廣度和深度。這就啟示我們,完整的、能夠引導(dǎo)一個(gè)企業(yè)保持長(zhǎng)期的業(yè)務(wù)利益和價(jià)值的企業(yè)信息系統(tǒng),必須是控制、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES和企業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)ERP三者協(xié)同作用的整合??上У氖?,在人們認(rèn)識(shí)到ERP的重要作用的同時(shí),并不曾給予MES足夠的重視,更何況上ERP項(xiàng)目動(dòng)輒要投資上千萬,甚至上億元。一般中小企業(yè)難以承擔(dān),即使是大型企業(yè)花那么多錢也不是輕而易舉的。
M ES是美國(guó)管理界90年代提出的新概念。美國(guó)先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR(Advanced Manufacturing Research)通過對(duì)大量企業(yè)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)普遍由以ERP/MRPII為代表的企業(yè)管理軟件,以SCADA、HMI為代表的生產(chǎn)過程監(jiān)控軟件和以實(shí)現(xiàn)操作過程自動(dòng)化,支持企業(yè)全面集成的MES軟件群組成。根據(jù)調(diào)查結(jié)果,AMR于1992年提出的三層的企業(yè)集成模型。由于MES強(qiáng)調(diào)控制和協(xié)調(diào),使現(xiàn)代制造業(yè)信息系統(tǒng)不僅有很好的計(jì)劃系統(tǒng),而且能使計(jì)劃落實(shí)到實(shí)處的執(zhí)行系統(tǒng)。因此短短幾年間MES在國(guó)外的企業(yè)中迅速推廣開來,并給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。企業(yè)認(rèn)識(shí)到只有將數(shù)據(jù)信息從產(chǎn)品級(jí)(基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí))取出,穿過操作控制級(jí),送達(dá)管理級(jí),通過連續(xù)信息流來實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息全集成才能使企業(yè)在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。
隨著企業(yè)生產(chǎn)模式逐漸向敏捷制造發(fā)展,企業(yè)業(yè)務(wù)流程重組(BPR)的實(shí)施、企業(yè)環(huán)境的異構(gòu)性以及企業(yè)間動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的組建等等對(duì)MES又提出了更高的要求,傳統(tǒng)的MES解決方案難以適應(yīng)敏捷制造的要求,面向敏捷制造的MES不僅要費(fèi)用合理更要具有良好的適應(yīng)性(adaptable),可重構(gòu)性(reconfigurable),可集成性(integrated),因此,國(guó)外許多組織和研究機(jī)構(gòu)開始研究面向敏捷制造的MES。然而,國(guó)內(nèi)對(duì)MES概念和應(yīng)用的研究卻不太多,更不說有成熟的軟件產(chǎn)品。隨著企業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷推廣,企業(yè)信息化應(yīng)用水平逐漸提高,企業(yè)越來越需要車間執(zhí)行層的管理信息系統(tǒng)。因此如何深刻理解MES內(nèi)涵,把握它的發(fā)展趨勢(shì),在我國(guó)企業(yè)中開發(fā)和應(yīng)用MES,對(duì)于提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)差距是迫在眉睫的事情,也將是企業(yè)信息化水平深層次推進(jìn)的需要。
當(dāng)前擺在人們面前的嚴(yán)峻問題是,如何發(fā)現(xiàn)企業(yè)在實(shí)施MES時(shí)存在的弊端,并有針對(duì)性地提出解決問題的辦法。這樣對(duì)構(gòu)建我國(guó)企業(yè)科學(xué)的治理結(jié)構(gòu)、提升企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,無疑更具重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義??磥碚_認(rèn)識(shí)MES的作用和正確地發(fā)揮MES的作用是非常關(guān)鍵的事情。本文將重點(diǎn)放在至今在國(guó)內(nèi)尚未引起足夠注意的,但是對(duì)企業(yè)發(fā)展壯大有著重要意義的MES,以期對(duì)這個(gè)溝通ERP和PCS之間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)給予應(yīng)有的重視。
第三章 MES的概述
第一節(jié) MES的形成
一、MES的產(chǎn)生背景
20世紀(jì)80年代中期以后,伴隨著客戶對(duì)產(chǎn)品需求的多樣化,制造企業(yè)的生產(chǎn)模式開始由大批量的剛性生產(chǎn)向多品種少批量的柔性生產(chǎn)轉(zhuǎn)變;伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和大型數(shù)據(jù)庫(kù)等信息技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)的信息系統(tǒng)也開始從局部的、事后處理方式轉(zhuǎn)向全局的、實(shí)時(shí)處理方式。其間出現(xiàn)了精良生產(chǎn)、敏捷制造等新的理念和方法;在管理系統(tǒng)軟件領(lǐng)域從MRP(Materials Requirements Planning,物料需求計(jì)劃),到MRPⅡ,直到ERP系統(tǒng)的迅速普及;在過程控制領(lǐng)域,PLC(Programmable Logic Controllers,可編程邏輯控制器), DCS(Distributed Control System,分布式控制系統(tǒng))得到廣泛應(yīng)用②。
盡管企業(yè)信息化的各個(gè)領(lǐng)域都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,但是在實(shí)現(xiàn)信息集成的過程中,仍然會(huì)面臨信息孤島和信息斷層③所帶來的各種問題.例如,在計(jì)劃過程中無法準(zhǔn)確及時(shí)的掌握實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài),在生產(chǎn)過程中得不到切實(shí)可行的作業(yè)計(jì)劃,車間的管理人員和操作人員難以跟蹤產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,不能有效地控制在制品庫(kù)存,用戶無法了解訂單的執(zhí)行狀況等等.產(chǎn)生這些問題的主要原因在于生產(chǎn)管理系統(tǒng)與生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的相互分離,計(jì)劃系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)之間的界限模糊,缺乏緊密的聯(lián)系.針對(duì)這種情況,1990年11月,美國(guó)的調(diào)查咨詢公司AMR(Advanced Manufacturing Research,先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu))首次提出MES的概念,作為解決企業(yè)信息集成問題的解決方案④⑤。
隨著企業(yè)信息化在理論和實(shí)踐兩個(gè)方向上的不斷深入,以系統(tǒng)和集成思想為基本哲理的制造業(yè)信息化系統(tǒng)的體系已經(jīng)基本清楚,如圖3-1所示⑥,將企業(yè)看作一個(gè)球體,以企業(yè)、生命周期和價(jià)值鏈為坐標(biāo),將集成系統(tǒng)所涉及的各種應(yīng)用分系統(tǒng)放置在球體空間的不同位置,說明各種系統(tǒng)邏輯上的關(guān)聯(lián)關(guān)系。整個(gè)企業(yè)信息化的系統(tǒng)體系中,MES扮演了承上啟下,關(guān)聯(lián)上下的重要作用。
圖3-1 協(xié)同制造管理的應(yīng)用圖
二、MES的發(fā)展歷史
MES作為生產(chǎn)形態(tài)變革的產(chǎn)物,其起源來自工廠的內(nèi)部需求。為了更好得理解MES的產(chǎn)生背景,我們先回顧一下計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)的演化歷史。
上個(gè)世紀(jì)八十年代,MRPII(Management Resource Planning,制造資源計(jì)劃)在APICS(美國(guó)生產(chǎn)與庫(kù)存管理協(xié)會(huì))大力宣傳和組織推動(dòng)下得到了迅速的普及和廣泛應(yīng)用。推廣過程中,MRPII也暴露出一些不足之處,如MRPII對(duì)預(yù)測(cè)需求和銷售管理不夠重視,對(duì)車間的大量實(shí)時(shí)事件與數(shù)據(jù)不能很好地利用等等。
許多企業(yè)認(rèn)識(shí)到,需要其它系統(tǒng)來解決MRPII在這些方面管理薄弱的問題。于是,為了滿足銷售、預(yù)測(cè)的需求,產(chǎn)生了DPR(Distribution Resource Planning,分銷資源計(jì)劃)。同樣,為了強(qiáng)化車間的執(zhí)行功能,MES也就應(yīng)運(yùn)而生。
傳統(tǒng)的MES(Traditional MES,T-MES)大致可分為兩大類:1、專用MES系統(tǒng)(Point MES)。它主要是針對(duì)某個(gè)特定領(lǐng)域的問題而開發(fā)的系統(tǒng),如車間維護(hù)、生產(chǎn)監(jiān)控、有限能力調(diào)度等。2、集成MES系統(tǒng)(Integrated MES)。該類系統(tǒng)起初是針對(duì)一個(gè)特定的、規(guī)范化環(huán)境而設(shè)計(jì)的,目前已拓展到許多領(lǐng)域,如航空、裝配、半導(dǎo)體、食品和衛(wèi)生等行業(yè),在功能上它已實(shí)現(xiàn)了與上層事務(wù)處理和下層實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的集成。
雖然,專用MES能夠?yàn)槟骋惶囟ōh(huán)境提供最好的性能,卻常常難以與其它應(yīng)用系統(tǒng)集成。專用的MES整個(gè)系統(tǒng)重構(gòu)性能弱,很難隨業(yè)務(wù)過程的變化而進(jìn)行功能配置和動(dòng)態(tài)改變。集成的MES,比專用MES邁進(jìn)了一大步,具有很多優(yōu)點(diǎn):如單一的邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)內(nèi)部具有良好的集成性、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型等等。
美國(guó)AMR研究小組在分析信息技術(shù)的發(fā)展和MES應(yīng)用前景的基礎(chǔ)上,提出了可集成MES(Integrated MES,I-MES)這一概念。它將模塊化和組件技術(shù)應(yīng)用到MES的系統(tǒng)開發(fā)中,是兩類傳統(tǒng)MES系統(tǒng)的結(jié)合。
從表現(xiàn)形式上看,I-MES具有專用MES系統(tǒng)的特點(diǎn),即I-MES中的部分功能可以作為可重用組件單獨(dú)銷售。同時(shí),它又具有集成MES的特點(diǎn),即能實(shí)現(xiàn)上下兩層之間的集成。此外,I-MES還能實(shí)現(xiàn)客戶化、可重構(gòu)、可擴(kuò)展和互操作等特性,能方便地實(shí)現(xiàn)不同廠商之間的集成和原有系統(tǒng)的保護(hù)以及即插即用(P&P)等功能。
三、MES的定義
美國(guó)先 進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR(Advanced Manufacturing Research)將MES定義為“位于上層計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間的、面向車間層的管理信息系統(tǒng)”,MES為操作人員、管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶需求等方面)的當(dāng)前狀態(tài)信息。
制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)(Manufacturing Execution System Association,MESA)也給MES做出定義:“MES能通過信息傳遞,對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成整個(gè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠里面有實(shí)時(shí)事件發(fā)生時(shí),MES能對(duì)此及時(shí)做出反應(yīng)、報(bào)告,并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理。這種對(duì)狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使得MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動(dòng),有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過程,從而使其既能提高工廠及時(shí)交貨能力、改善物料的流通性能,又能提高生產(chǎn)回報(bào)率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。”
后者對(duì)于MES的定義強(qiáng)調(diào)了以下三點(diǎn):1.MES是對(duì)整個(gè)車間制造過程的優(yōu)化,而不是單一解決某個(gè)生產(chǎn)瓶頸。2.MES必須提供實(shí)時(shí)收集生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的功能,并做出相應(yīng)的分析和處理。3.MES需要與計(jì)劃層和控制層進(jìn)行信息交互,通過企業(yè)的連續(xù)信息流來實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息集成。
第二節(jié) MES的作用和特點(diǎn)
一、MES的作用
在許多工廠中,全廠管理的功能目前仍然由文件和人工系統(tǒng)進(jìn)行,通常有經(jīng)驗(yàn)的人員執(zhí)掌著工廠生產(chǎn)效益的鑰匙。在大多數(shù)運(yùn)行中,人工系統(tǒng)和有經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行人員的判斷總是起著重要作用,圖3-2。但是,市場(chǎng)要求產(chǎn)品的品種和數(shù)量經(jīng)常變化,靠人工和經(jīng)驗(yàn)調(diào)整生產(chǎn)顯然效率低、反應(yīng)慢、缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。而且人工系統(tǒng)也不可能適應(yīng)產(chǎn)品、工藝、技術(shù)和用戶要求日趨加速的變化。由于生產(chǎn)運(yùn)行變化如此迅速,MES的信息的及時(shí)性要求以分,甚至秒的速度進(jìn)行反應(yīng),此時(shí)光靠人恐怕不行。因此,采用MES帶來的效益不言而喻,圖3-3。
圖3-2 人工決策
圖3-3 MES決策
ERP/MRP的環(huán)境是以具體事務(wù)為基礎(chǔ)的。其數(shù)據(jù)交換系對(duì)生產(chǎn)調(diào)度、運(yùn)輸安排或?qū)ιa(chǎn)計(jì)劃要求的響應(yīng)。與此不同的是,控制的決策必須在秒甚至更短的時(shí)間內(nèi)完成,它對(duì)生產(chǎn)過程、操作人員,或?qū)Σ牧系牟僮餍枨笞鞒鲰憫?yīng)。顯然,實(shí)時(shí)環(huán)境和實(shí)時(shí)響應(yīng)的差異影響著絕大多數(shù)的具體事務(wù)和在控制層的執(zhí)行。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和控制流在ERP與控制層之間存在著巨大的鴻溝。傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)向主管財(cái)務(wù)的總經(jīng)理和財(cái)務(wù)管理負(fù)責(zé)人報(bào)告,居于管理層;而傳統(tǒng)的工程生產(chǎn)信息則向負(fù)責(zé)生產(chǎn)的總經(jīng)理報(bào)告;職責(zé)不同,相互之間的溝通不一定能做到及時(shí)且細(xì)致深入。
與此相反,MES能提供的材料數(shù)據(jù)是與生產(chǎn)消耗相關(guān)的,同時(shí)能生成基于精確執(zhí)行時(shí)間的材料供應(yīng)提前量,這將改善倉(cāng)儲(chǔ)控制。準(zhǔn)確的生產(chǎn)模型是與實(shí)際測(cè)量相對(duì)于計(jì)劃時(shí)間表的關(guān)系緊緊相連的,因而可用來修正過程模型,而且有助于精確表達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)時(shí)行為。
在當(dāng)今激烈競(jìng)爭(zhēng)的世界經(jīng)濟(jì)中,要占有“最有價(jià)值”的地位,必須使企業(yè)具有最好的質(zhì)量、最佳的客戶服務(wù)、最低的制造成本、快速響應(yīng)以及靈活性的特點(diǎn)。而要達(dá)到這樣的水平,就必須在正確的時(shí)間提供正確的信息才可能進(jìn)行最佳的決策。這就要求不斷地對(duì)公用的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行改善,同時(shí)讓每個(gè)部門都擁有把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用信息的工具。怎么能做到這些呢?唯有MES才能真正向企業(yè)提供以上這些功能。
MES系統(tǒng)的基本功能模塊包括工序詳細(xì)調(diào)度,資源分配和狀態(tài)管理,生產(chǎn)單元分配,過程管理,人力資源管理,維護(hù)管理,質(zhì)量管理,文檔控制,產(chǎn)品跟蹤和清單管理,性能分析和數(shù)據(jù)采集等,具體如圖3-4所示
圖3-4 MES功能模塊
二、MES的特點(diǎn)
1、適用多樣性生產(chǎn)流程,支持多條生產(chǎn)線,提高管理效率,能將各批次的作業(yè)有效的在多條生產(chǎn)線上進(jìn)行排產(chǎn),提高了管理效率;
2、建立完善的數(shù)據(jù)庫(kù),提供強(qiáng)大的查詢功能,信息更完整和更具深度,可隨時(shí)隨地搜集生產(chǎn)線上的所有信息,包括生產(chǎn)線上物料與人員產(chǎn)能、維修等;
3、流水線操作防呆預(yù)防錯(cuò)誤功能,預(yù)先防止部件裝配錯(cuò)誤和產(chǎn)品生產(chǎn)流程錯(cuò)誤,并及時(shí)提醒指導(dǎo)操作人員進(jìn)行改正;
4、線上信息實(shí)時(shí)正確整合,以利最佳的決策,管理者可隨時(shí)獲得生產(chǎn)線上的實(shí)時(shí)信息,多樣化的報(bào)表與圖表整合分析,如柏拉圖、P-Chart柱形圖等,提供管理者在做不同的決策時(shí)的有力依據(jù);此外, 報(bào)表與Word、Excel等辦公軟件相結(jié)合,使圖表的形式更多樣化。
5、模塊客制化的設(shè)計(jì),充分符合企業(yè)需求,各模塊可專司其功能,又具有整合性,真正達(dá)到企業(yè)信息流通的目的;模塊內(nèi)功能的復(fù)雜或簡(jiǎn)易程度,完全視企業(yè)的本身需求而定;
6、實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)線,品質(zhì)保證的最佳工具。系統(tǒng)可查詢多種維修流程中的情況,實(shí)時(shí)查詢不良原因的代碼,使決策者或管理者能夠清楚的知道產(chǎn)品缺陷的數(shù)量及原因,將這些不良原因作一統(tǒng)計(jì)及分析,進(jìn)一步督促相關(guān)作業(yè)人員,加強(qiáng)品質(zhì)管制,如此提高生產(chǎn)效率及品質(zhì),為公司創(chuàng)造更高的價(jià)值;
7、維修數(shù)據(jù)的整合分析統(tǒng)計(jì)、便于知識(shí)管理,系統(tǒng)可以針對(duì)不同機(jī)種,不同的維修項(xiàng)目做前十項(xiàng)的排行,讓維修人員可以有維修依據(jù),且將個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)值憑借系統(tǒng)顯示。建立一個(gè)有系統(tǒng)的維修知識(shí)庫(kù),提供維修人員維修產(chǎn)品時(shí)之有利依據(jù) 與參考,節(jié)省重復(fù)的思維過程,適當(dāng)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)法則,做最經(jīng)濟(jì)的資源支出;
8、提供看板可視化管理,看板顯示當(dāng)前工作站的工作目標(biāo)、完成情況、不良率、差異等信息,也可以顯示設(shè)定信息,如歡迎詞、標(biāo)語等,管理者能夠及時(shí)了解現(xiàn) 場(chǎng)的生產(chǎn)、質(zhì)量情況 ,實(shí)現(xiàn)圖視生產(chǎn)和管理;
9、系統(tǒng)架構(gòu)采用Client/Sever架構(gòu),將企業(yè)生產(chǎn)流程設(shè)定存儲(chǔ),當(dāng)程序需要更改時(shí),只需在服務(wù)器端進(jìn)行修改,而客戶端在使用程序時(shí)一般不要進(jìn)行修改,減少系統(tǒng)維護(hù)工作。
第四章 MES應(yīng)用舉例——離散制造企業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)
第一節(jié) 離散制造企業(yè)
離散制造企業(yè)是指制造企業(yè)中的一類企業(yè),其生產(chǎn)過程中基本上沒有發(fā)生物質(zhì)改變,只是物料的形狀和組合發(fā)生改變,即最終產(chǎn)品是由各種物料裝配而成,并且產(chǎn)品與所需物料之間有確定的數(shù)量比例,如一個(gè)產(chǎn)品有多少個(gè)部件,一個(gè)部件有多少個(gè)零件,這些物料不能多也不能少。按通常行業(yè)劃分屬于離散行業(yè)的典型行業(yè)有機(jī)械制造業(yè)、汽車制造業(yè)、家電制造業(yè)等等。
離散制造企業(yè)主要是通過對(duì)原材料物理性狀的改變、組裝,成為產(chǎn)品,使其增值。而流程生產(chǎn)行業(yè),主要 是通過對(duì)原材料進(jìn)行混合、分離、粉碎、加熱等物理或化學(xué)方法,使原材料增值,通常以批量或連續(xù)的方式進(jìn)行生產(chǎn)。在MES需求、應(yīng)用環(huán)境等諸多方面,兩者都有較大的差異⑦,在此介紹離散行業(yè)的特征。
1、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。離散制造企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),如圖4-1所示,可以用“樹”的概念進(jìn)行描述——其最終產(chǎn)品一定是由固定個(gè)數(shù)的零件或部件組成,一般使用物料清單(BOM)表示這種關(guān)系。
圖4-1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示例
2、 生產(chǎn)計(jì)劃管理。離散制造企業(yè)主要從事單間、小批量生產(chǎn),由于難于預(yù)測(cè)訂單的到達(dá)時(shí)間和批量,同時(shí)由于產(chǎn)品的工藝路線經(jīng)常變更,因此需要良好的計(jì)劃能力。只要應(yīng)用得當(dāng),離散制造在生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)方面投資所產(chǎn)生的效益可以相當(dāng)高。
3、 工藝流程。面對(duì)訂單的離散制造業(yè),其特點(diǎn)是多品種和小批量。因此,生產(chǎn)設(shè)備的布置有可能不是按產(chǎn)品而是按照工藝進(jìn)行布置的。例如,離散制造業(yè)往往要按車、銑、刨、磨、鉗等工藝過程,或者按照典型工藝過程來安排機(jī)床位置。因?yàn)槊總€(gè)產(chǎn)品具體的工藝過程都可能不一樣,而且可以進(jìn)行同一種加工工藝的機(jī)床有多臺(tái),因此,離散制造業(yè)需要對(duì)所加工的物料進(jìn)行調(diào)度,并且往往中間品需要進(jìn)行搬運(yùn)。離散工業(yè)企業(yè)的原材料主要是固體,產(chǎn)品也為固體形狀。因此。存儲(chǔ)多為室內(nèi)倉(cāng)庫(kù)或室外露天倉(cāng)庫(kù)。
4、 自動(dòng)化水平。離散制造業(yè)企業(yè)自動(dòng)化主要在單位級(jí),例如數(shù)控機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)。由于是離散加工,產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率很大程度依賴于工人的技術(shù)水平。因此,離散制造企業(yè)一般是人員密集型企業(yè),自動(dòng)化水平相對(duì)較低。
5、 批次管理和跟蹤⑧。流程行業(yè)的生產(chǎn)工藝過程中,會(huì)產(chǎn)生各種協(xié)產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢品、回流物,對(duì)物資的管理需要有嚴(yán)格的批次。例如,制藥業(yè)中的藥品生產(chǎn)過程要求有十分嚴(yán)格的批號(hào)記錄和跟蹤,從原材料、供應(yīng)商、中間品,以及銷售給用戶的產(chǎn)品,都需要記錄。一旦出現(xiàn)問題,企業(yè)可以通過批號(hào)反查出是誰的原材料、哪個(gè)部門、何時(shí)生產(chǎn)的,查出問題所在。而離散制造業(yè)一般對(duì)這種要求并不十分強(qiáng)調(diào),雖然現(xiàn)在很多離散制造業(yè)企業(yè)也在逐步完善產(chǎn)品生命周期跟蹤管理的能力。
根據(jù)以上概況初步了解了離散制造企業(yè)的一些基本情況,并以此為基礎(chǔ)來進(jìn)行MES的實(shí)際應(yīng)用。
第二節(jié) 公司概況
面對(duì)日益激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),現(xiàn)代化的企業(yè)需要現(xiàn)代化的管理,現(xiàn)代化的管理離不開信息化的管理手段。企業(yè)信息化被認(rèn)為是現(xiàn)代企業(yè)國(guó)際化戰(zhàn)略的必由之路,眾多企業(yè)會(huì)首先選擇ERP來幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)物流、資金流、信息流的信息化。湖州巨人機(jī)電有限公司是一家致力于為中國(guó)乃至全球電梯整機(jī)業(yè)提供精良部件及完美解決方案的專業(yè)制造企業(yè),也引進(jìn)了相應(yīng)的ERP來經(jīng)營(yíng)管理企業(yè),并購(gòu)買了一批先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床(如數(shù)控液壓轉(zhuǎn)塔式多功位沖床、HDS1303NT 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、FO-3015 飛行光路激光切割機(jī)等等)來加工產(chǎn)品。主要為巨人通力提供電、扶梯公司提供各種部件,還提供精密鈑金部件、精美電梯裝潢和精良電氣產(chǎn)品。隨著業(yè)務(wù)的擴(kuò)大和發(fā)展,相繼與昆山通力、無錫中秀、西子奧的斯、訊達(dá)等知名企業(yè)合作,為其進(jìn)行部件定制生產(chǎn)及加工服務(wù)。雖然有ERP的周密計(jì)劃和先進(jìn)的機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn),但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足客戶提出的各種要求??蛻羰俏覀兊纳系?,失去上帝的信賴,等于失去我們的生命,企業(yè)無法生存。更何況現(xiàn)在制造業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)不再是一個(gè)暴利行業(yè),而是已經(jīng)進(jìn)入微利時(shí)代,企業(yè)如何在這個(gè)時(shí)代獲取更高的利潤(rùn)?這是每個(gè)企業(yè)所必須面臨的問題。
企業(yè)一直以來使用金碟的ERP系統(tǒng)來組織生產(chǎn),合理的計(jì)劃每一份定單所生產(chǎn)的部件,經(jīng)過ERP的計(jì)劃打印出許多流程卡,以流程卡上的物料清單來指導(dǎo)整個(gè)車間的工作流程和工作內(nèi)容,同時(shí)作業(yè)員在完成一作業(yè)時(shí)須將日期、人員、生產(chǎn)信息填寫在流程卡上,在成品包裝前,收集起來,以備日后維修查詢之用。這種流程卡的管理方法在一般的電子、家電業(yè)中都會(huì)實(shí)行。這種管理方法雖然有一定的先進(jìn)性,但離散型企業(yè)一般在加工完一道工序會(huì)將工件存放在暫存區(qū)一待下一工序加工,在這其中回出現(xiàn)流程卡失蹤,尋找工件難等問題,導(dǎo)致加工沿后,交貨期緊張。為了企業(yè)更好的發(fā)展,在不斷的尋找問題的關(guān)鍵,總結(jié)、分析客戶所提的要求,結(jié)合企業(yè)本身運(yùn)營(yíng)狀況,發(fā)現(xiàn)企業(yè)雖然在計(jì)劃層和控制層得到長(zhǎng)足的發(fā)展,但是在執(zhí)行層仍然存在無法解決的問題,如下:
1、 出現(xiàn)用戶產(chǎn)品投訴的時(shí)候,能否根據(jù)產(chǎn)品號(hào)碼追溯這批產(chǎn)品的所有生產(chǎn)過程信息?
2、 能否立即查明它的:原料供應(yīng)商、操作機(jī)臺(tái)、操作人員、經(jīng)過的工序、生產(chǎn)時(shí)間日期和關(guān)鍵的工藝參數(shù)?
3、 同一條生產(chǎn)線需要混合組裝多種型號(hào)產(chǎn)品的時(shí)候,能否自動(dòng)校驗(yàn)和操作提示以防止工人部件裝配錯(cuò)誤、產(chǎn)品生產(chǎn)流程錯(cuò)誤、產(chǎn)品混裝和貨品交接錯(cuò)誤?
4、 過去12小時(shí)之內(nèi)生產(chǎn)線上出現(xiàn)最多的5種產(chǎn)品缺陷是什么?次品數(shù)量各是多少?
5、 目前倉(cāng)庫(kù)以及前工序、中工序、后工序線上的每種產(chǎn)品數(shù)量各是多少?要分別供應(yīng)給哪些銷售商?何時(shí)能夠及時(shí)交貨?
6、 生產(chǎn)線和加工設(shè)備有多少時(shí)間在生產(chǎn),多少時(shí)間在停轉(zhuǎn)和空轉(zhuǎn)?
7、 影響設(shè)備生產(chǎn)潛能的最主要原因是:設(shè)備故障?調(diào)度失誤?材料供應(yīng)不及時(shí)?工人培訓(xùn)不夠?還是工藝指標(biāo)不合理?
8、 能否對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,精確區(qū)分產(chǎn)品質(zhì)量的隨機(jī)波動(dòng)與異常波動(dòng),將質(zhì)量隱患消滅于萌芽之中?
9、 能否廢除人工報(bào)表,自動(dòng)統(tǒng)計(jì)每個(gè)過程的生產(chǎn)數(shù)量、合格率和缺陷代碼?
……
面對(duì)以上車間管理的典型問題,ERP就難以給出完善的解決手段,這樣就出現(xiàn)了ERP系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)之間管理信息方面的“斷層”,對(duì)于車間層面的調(diào)度和管理要求,它們往往顯得束手無策或功能薄弱。企業(yè)內(nèi)部管理的優(yōu)化很重要的一點(diǎn)就是生產(chǎn)過程的信息化和產(chǎn)品的可追溯性,企業(yè)提供給客戶的產(chǎn)品,我們要非常清楚我們提供客戶的是什么樣的產(chǎn)品、是什么材料、材料是哪家供應(yīng)商提供的,產(chǎn)品在生產(chǎn)過中的記錄、測(cè)試參數(shù)等信息。只有知道了這些我們才能有針對(duì)性的為客戶提供更好的服務(wù),即時(shí)發(fā)生客戶投訴我們也能及時(shí)準(zhǔn)確地為客戶澄清問題,確認(rèn)影響范圍。同時(shí)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)為生產(chǎn)管理決策提供有效的支持,讓生產(chǎn)過程的問題及時(shí)的暴露、及時(shí)地處理,從而有效遏制問題的發(fā)生,將產(chǎn)品的質(zhì)量問題以及生產(chǎn)線的異常狀況消滅在萌芽狀態(tài)。沒有信息化管理的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)又如一個(gè)“黑箱&rd quo;,在生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)到底發(fā)生了什么,沒有一個(gè)完整的信息反饋。一條生產(chǎn)線的管理者他所關(guān)心的就是他所管轄的范圍內(nèi)發(fā)生的問題,或則一個(gè)車間的主管他所關(guān)心的是這個(gè)車間所有生產(chǎn)線的生產(chǎn)進(jìn)度、質(zhì)量問題,這些信息的獲取他只能通過個(gè)線干部的表報(bào)反饋或者是電話匯報(bào),如果是一個(gè)工廠的主管他所關(guān)心的整個(gè)工廠的生產(chǎn)進(jìn)度、任務(wù)達(dá)成度、產(chǎn)品品質(zhì),他獲取這些信息的手段又是怎樣呢?時(shí)效性如何呢?如果管理者不能及時(shí)的獲取這些信息,就不能及時(shí)有效的下達(dá)管理指令,這就會(huì)制約管理措施的有效實(shí)施。正是這個(gè)管理的“黑箱”遮住了管理層的眼睛,束縛了管理層的手腳。
恐怕不求新求變是很難適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),現(xiàn)在很多企業(yè)紛紛選擇信息化系統(tǒng)來幫助企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力,優(yōu)化內(nèi)部管理流程,以實(shí)現(xiàn)在微利時(shí)代消除企業(yè)的內(nèi)耗來減少制造的成本,為企業(yè)贏得更多的利潤(rùn)。在國(guó)內(nèi)制造企業(yè)紛紛引入MES現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng),幫助企業(yè)打破“黑箱”,打造可視工廠,使生產(chǎn)的過程完全透明化,例如國(guó)內(nèi)知名的夏新電子在2005年的管理優(yōu)化選擇明機(jī)逐鹿的MES提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)過度到了管理的競(jìng)爭(zhēng),只有靠現(xiàn)代的管理手段才能制造出更好的產(chǎn)品,為客戶提供更滿意的產(chǎn)品與服務(wù)。MES監(jiān)控產(chǎn)品投入到出貨的全部生產(chǎn)過程,記錄生產(chǎn)過程產(chǎn)品所使用的材料、設(shè)備,產(chǎn)品檢測(cè)的數(shù)據(jù)和結(jié)果以及產(chǎn)品在每個(gè)工序上生產(chǎn)的時(shí)間、人員等信息。這些信息的收集經(jīng)過MES系統(tǒng)加以分析,就能通過系統(tǒng)報(bào)表實(shí)時(shí)呈現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)進(jìn)度、目標(biāo)達(dá)成狀況、產(chǎn)品品質(zhì)狀況,以及產(chǎn)的人、機(jī)、料的利用狀況,這樣讓整個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)完全透明化。企業(yè)的管理人員,無論何時(shí)身處何地,只要透過Internet就能將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的狀況看的清清楚楚明明白白。身在總部的老板亦能通過MES獲取信息運(yùn)籌帷幄,遠(yuǎn)在國(guó)外的客戶當(dāng)然可以來關(guān)心他們的訂單進(jìn)度、產(chǎn)品品質(zhì)。
為解決車間生產(chǎn)上的“黑箱”問題和達(dá)到“可視化”工廠,并根據(jù)離散型造業(yè)的特點(diǎn)來實(shí)施MES,以達(dá)到公司長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
第三節(jié) MES實(shí)現(xiàn)功能
該MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了十三個(gè)主要的MES功能模塊,包括:工廠門戶、工序詳細(xì)調(diào)度、WIP資源分配和狀態(tài)管理、生產(chǎn)單元分配、過程管理、HR人力資源管理、設(shè)備維護(hù)管理、質(zhì)量管理、文檔管理、產(chǎn)品跟蹤、物料清單管理、性能分析和數(shù)據(jù)采集。
MES不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),而是整個(gè)企業(yè)信息化中的重要組成部分,其跟企業(yè)的ERP等系統(tǒng)都有密切的管理,共同組成整個(gè)企業(yè)的信息化系統(tǒng)。MES系統(tǒng)各模塊的功能簡(jiǎn)述如下:
1. 工廠門戶,供應(yīng)商、客戶、工廠各級(jí)管理人員、工人、工程師等均可以在該模塊了解到工廠的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息;
2. WIP資源分配和狀態(tài)管理: 指導(dǎo)勞動(dòng)者,機(jī)器,工具和物料如何協(xié)調(diào)的進(jìn)行生產(chǎn),并跟蹤其現(xiàn)在的工作狀態(tài)和剛剛完工情況?;谟?jì)劃和實(shí)際產(chǎn)品制造活動(dòng)來指導(dǎo)工廠的工作流程。這一模塊的功能實(shí)際上也可由生產(chǎn)單元分配和質(zhì)量管理來實(shí)現(xiàn)。這里是作為一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
3. 生產(chǎn)單元分配:通過生產(chǎn)指令將物料或加工命令送到某一加工單元開始工序或工步的操作。
4. 工序詳細(xì)調(diào)度:定義產(chǎn)品的加工工藝與流程,通過基于有限資源能力的作業(yè)排序和調(diào)度來優(yōu)化車間性能。
5. HR人力資源管理:提供按分鐘級(jí)更新的員工狀態(tài)信息數(shù)據(jù)(工時(shí),出勤等),基于人員資歷,工作模式,業(yè)務(wù)需求的變化來指導(dǎo)人員的工作。
6. 維護(hù)管理(表4-1): 通過活動(dòng)監(jiān)控和指導(dǎo)保證機(jī)器和其它資產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)工廠的執(zhí)行目標(biāo)。
表4-1 設(shè)備狀態(tài)信息表
7. 質(zhì)量管理: 根據(jù)工程目標(biāo)來實(shí)時(shí)記錄,跟蹤和分析產(chǎn)品和加工過程的質(zhì)量,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量控制和確定生產(chǎn)中需要注意的問題。采用QC七大手法、SPC(Statistical Process Control 統(tǒng)計(jì)過程控制)對(duì)品質(zhì)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì),進(jìn)而改善品質(zhì)。
8. 文檔管理: 管理和分發(fā)與產(chǎn)品,工藝規(guī)程,設(shè)計(jì),或工作令有關(guān)的信息,同時(shí)也收集與工作和環(huán)境有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)信息。
9. 產(chǎn)品跟蹤(附件1):通過監(jiān)視工件在任意時(shí)刻的位置和狀態(tài)來獲取每一個(gè)產(chǎn)品的歷史紀(jì)錄,該記錄向用戶提品組及每個(gè)最終產(chǎn)品使用情況的可追溯性。
10. 工單管理:對(duì)ERP排產(chǎn)后的工單進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與管理,了解其生產(chǎn)進(jìn)度、品質(zhì)狀況等信息。
11. 性能分析:將實(shí)際制造過程測(cè)定的結(jié)果與過去的歷史記錄和企業(yè)制定的目標(biāo)以及客戶的要求進(jìn)行比較。其輸出的報(bào)告或在線顯示用以輔能的改進(jìn)和提高。
12. 產(chǎn)品清單管理:將生產(chǎn)中用到的原材料、半成品的標(biāo)準(zhǔn)用量、供應(yīng)商、批次等進(jìn)行管理,再根據(jù)實(shí)際的用量、供應(yīng)商、批次等進(jìn)行比較,為動(dòng)態(tài)庫(kù)存、JIT供應(yīng)提供支持。
13. 數(shù)據(jù)采集:監(jiān)視,收集和組織來自人員,機(jī)器和底層控制操作數(shù)據(jù)以及工序,物料信息。這些數(shù)據(jù)可由車間手工錄入或由各種自動(dòng)方式獲取。
第四節(jié) MES目標(biāo)與設(shè)計(jì)原則
為離散企業(yè)定制的制造執(zhí)行系統(tǒng),其最主要的目標(biāo)就是建立和完善生產(chǎn)管理體系,包括根據(jù)客戶定單、市場(chǎng)預(yù)測(cè)和內(nèi)部資源狀況來制定生產(chǎn)計(jì)劃;從整體角度優(yōu)化、協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程;生產(chǎn)計(jì)劃的動(dòng)態(tài)調(diào)整等等。與此同時(shí),要建立保證質(zhì)量管理的信息體系,包括在線物料跟蹤和質(zhì)量控制的在線反饋與調(diào)整,以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量零缺陷的追求。以上述兩個(gè)目標(biāo)為契機(jī),構(gòu)建離散企業(yè)MES系統(tǒng)可以促進(jìn)生產(chǎn)方式和管理思路的轉(zhuǎn)變,這將是一個(gè)漸進(jìn)的過程。
MES的設(shè)計(jì)將以軟件工程為規(guī)范,主要考慮全局性、通用性,既要實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的優(yōu)化,又要提供標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的應(yīng)用程序框架;同時(shí)要以可擴(kuò)充性、開放性和兼容性為原則,這樣在生產(chǎn)能力變動(dòng)時(shí)不至于影響系統(tǒng)功能,還要提供標(biāo)準(zhǔn)、開放的通訊接口以及減少由于開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具的變化帶來的影響;在可操作性、可視性和魯棒性上也要注意,友好而操作簡(jiǎn)單的界面、監(jiān)控跟蹤的仿真示意圖和較強(qiáng)的容錯(cuò)能力都有助于各級(jí)用戶的使用;最后是必須具備實(shí)時(shí)性,只有最短的反應(yīng)時(shí)間才能對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制和調(diào)整。
第五節(jié) MES信息庫(kù)設(shè)計(jì)
在現(xiàn)代離散企業(yè)中流動(dòng)的信息具有強(qiáng)烈的動(dòng)態(tài)特征且大量冗余信息與缺失信息、信息斷裂并存的現(xiàn)象,無論是從現(xiàn)場(chǎng)采集來的生產(chǎn)數(shù)據(jù)還是從市場(chǎng)獲得的定單信息都可能因不能真實(shí)體現(xiàn)而對(duì)企業(yè)造成不可估量的后果,為保證有價(jià)值的信息能對(duì)企業(yè)決策和運(yùn)作有著正確的指導(dǎo)意義,在離散企業(yè)運(yùn)作系統(tǒng)中要構(gòu)建好多種信息庫(kù),并且不同的信息庫(kù)具有不同的特點(diǎn)。
物料 信息庫(kù)(表4-2):企業(yè)庫(kù)存狀況和需外部采購(gòu)或內(nèi)部調(diào)整的物料情況,部分信息與供應(yīng)商共享;定單信息庫(kù)(表4-3):定單對(duì)產(chǎn)品的要求(材料、質(zhì)量、數(shù)量等)情況,部分信息與合同商共享;產(chǎn)品信息庫(kù)(表4-4):產(chǎn)品目錄和與特定合同商聯(lián)系的在制品狀態(tài),部分信息與分銷商/用戶共享;基礎(chǔ)信息庫(kù):企業(yè)人員、設(shè)備狀況,財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)等企業(yè)運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)信息,在系統(tǒng)內(nèi)部按照不同密級(jí)使用,還包括部分經(jīng)常更新的政策、市場(chǎng)等外部信息;生產(chǎn)信息庫(kù):生產(chǎn)過程中人員、設(shè)備的實(shí)時(shí)變化情況等動(dòng)態(tài)性要求較高的信息,以及基本不變的工藝路線等生產(chǎn)相關(guān)信息,外部不可見。
這些信息庫(kù)都是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù),建立信息庫(kù)將降低車間級(jí)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān),同時(shí)減少了因數(shù)據(jù)保存和操作故障而引發(fā)的一系列后果。物料、定單、產(chǎn)品信息庫(kù)可供對(duì)應(yīng)的外部人員進(jìn)行查詢等操作,便于結(jié)成與供應(yīng)商密切的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。而較穩(wěn)定的基礎(chǔ)信息庫(kù)為人事、財(cái)務(wù)、設(shè)備方面的日常管理提供極大的方便。生產(chǎn)信息庫(kù)則是動(dòng)態(tài)性能要求最高的,每時(shí)每刻都有大量的流動(dòng)數(shù)據(jù)注入其他信息庫(kù),因此對(duì)它的設(shè)計(jì)要求也最高。這些信息庫(kù)常見功能有:報(bào)表、保存與備份、恢復(fù)與刪除,以及口令與權(quán)限。
動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)信息庫(kù)中,與數(shù)據(jù)采集模塊相連的部分成為重中之重,實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)、主生產(chǎn)流程的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集點(diǎn),以確保采集的數(shù)據(jù)可靠而不冗余,充分而不斷裂。
第六節(jié) MES實(shí)施效果
根據(jù)企業(yè)現(xiàn)在的生產(chǎn)現(xiàn)狀和需求,對(duì)MES進(jìn)行實(shí)施后的效果評(píng)介,主要是比較MES實(shí)施前后的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理,來展現(xiàn)實(shí)施MES后企業(yè)無窮的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
1、流程卡管理
導(dǎo)入前:
目前企業(yè)在生產(chǎn)中沒有實(shí)行這一制度,在一般的電子、家電業(yè)中都會(huì)實(shí)行流程卡的管理。每一在制品附一流程卡片,作業(yè)員完成一制程須將日期、人員、生產(chǎn)信息填寫在流程卡上,在成品包裝前,收集起來,以備日后維修查詢之用。
導(dǎo)入后:
不但能把流程卡管理這一制度建立起來,同時(shí)因?yàn)橄到y(tǒng)的大部分生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集均通過自動(dòng)化設(shè)備,大大加快了數(shù)據(jù)收集的速度,生產(chǎn)線的效率不但沒有降低,反而得到了大大的提高。
2、工單追蹤管理
導(dǎo)入前:
利用每日生產(chǎn)表格由生產(chǎn)單位組長(zhǎng)填寫各工單投入產(chǎn)出,人員出勤等資料,再匯總計(jì)算出各指令進(jìn)度。然而組裝生產(chǎn)線流程快速,生產(chǎn)主管永遠(yuǎn)無法得知各工單目前的進(jìn)度。
導(dǎo)入后:
每個(gè)加工點(diǎn)需刷流程卡序號(hào),計(jì)算機(jī)可自動(dòng)計(jì)算出其所屬工單在各生產(chǎn)單位詳細(xì)過程及最近狀況,主管辦公室之計(jì)算機(jī)可得知全廠一分鐘前工單最新狀況。如果主管遠(yuǎn)在國(guó)外,只要其能進(jìn)入MES工廠門戶系統(tǒng),了解整個(gè)工廠的工單運(yùn)行情況變成了彈指之間的事。
3、在制品追蹤管理
導(dǎo)入前:
目前企業(yè)沒有對(duì)WIP倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行有效的管理,常造成一堆不良品、待修品積壓在現(xiàn)場(chǎng)。
導(dǎo)入后:
利用流程卡完整數(shù)據(jù),SFCS(shop floor control system 車間控制系統(tǒng))可追蹤每一在制品最新位置、狀態(tài),統(tǒng)計(jì)整理后,可以依指令,產(chǎn)品或現(xiàn)場(chǎng)區(qū)段,追蹤在制品分布狀況。
4、設(shè)備管理
導(dǎo)入前:
不同機(jī)種設(shè)備時(shí)間長(zhǎng)短不同,雖然設(shè)備多用PLC控制, 但是仍須由人在現(xiàn)場(chǎng)操作,掌握信息不足,無法對(duì)設(shè)備做有效地利用。
導(dǎo)入后:
透過MES與生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)機(jī),可以利用MES直接控制PLC,可以有效掌握設(shè)備時(shí)間及空間利用。
5、 品質(zhì)監(jiān)控管理
導(dǎo)入前:
品質(zhì)資料由質(zhì)檢部人員輸入品質(zhì)表格中,但因是人工填寫,資料有限,而完整的檢修資料是填寫在流程卡中,數(shù)量多,少有工廠輸入計(jì)算機(jī),因此多是事后整理品質(zhì)報(bào)表作為未來品質(zhì)改善,但又因數(shù)據(jù)不完整、不正確, 不容易找到真正原因。
導(dǎo)入后:
檢測(cè)修護(hù)、維修資料全由計(jì)算機(jī)立即輸入,或從測(cè)試檢測(cè)儀器中實(shí)時(shí)取出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,現(xiàn)場(chǎng)可連接品質(zhì)看板,實(shí)時(shí)顯示最新品質(zhì)狀況,并可做完整詳細(xì)統(tǒng)計(jì)分析,有效找出品質(zhì)問題。
6、出貨管理
導(dǎo)入前:
須利用人工記錄那些出貨序號(hào),給那一位客戶,以做售后服務(wù),也因缺乏實(shí)時(shí)核對(duì)能力,常在出貨之機(jī)種及數(shù)量上發(fā)生錯(cuò)誤,造成不小的損失。
導(dǎo)入后:
出貨同時(shí),輸入外箱序號(hào)編碼,可立即核對(duì),如不符出貨條件,可立即告之出貨人員。同時(shí)把出貨信息上傳ERP系統(tǒng)。
7、自動(dòng)化設(shè)備整合
導(dǎo)入前:
企業(yè)用的數(shù)控液壓轉(zhuǎn)塔式多功位沖床、HDS1303NT 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、FO-3015 飛行光路激光切割機(jī)等設(shè)備多獨(dú)立運(yùn)作,效益不高,設(shè)備管理也不佳。
導(dǎo)入后:
將MES與數(shù)控液壓轉(zhuǎn)塔式多功位沖床、HDS1303NT 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、FO-3015 飛行光路激光切割機(jī)等整合,可自動(dòng)得取生產(chǎn)資訊及設(shè)備狀況。
8、現(xiàn)場(chǎng)物料管理
導(dǎo)入前:
企業(yè)每天生產(chǎn)不同規(guī)格、不同型號(hào)的產(chǎn)品,因離散制造業(yè)無法訂單到達(dá)時(shí)間和交貨期不同,早生產(chǎn)晚入庫(kù),晚生產(chǎn)早入庫(kù)現(xiàn)象,無法掌握實(shí)際生產(chǎn)狀況,在制品的不斷積壓,導(dǎo)致早生產(chǎn)的產(chǎn)品遺漏,常發(fā)生補(bǔ)料。
導(dǎo)入后:
MES可以隨時(shí)掌握最新各指令,各產(chǎn)品組裝數(shù)量,可以實(shí)時(shí)計(jì)算出現(xiàn)場(chǎng)物料狀況,以預(yù)做供料準(zhǔn)備,有效降低這方面人力及補(bǔ)料現(xiàn)象。
9、售后服務(wù)
導(dǎo)入前:
不知其何時(shí)出貨,很難提供有效的售后服務(wù)??蛻艋匦拗a(chǎn)品,企業(yè)可以方便地找出出貨時(shí)間、出貨客戶;但如果想了解該產(chǎn)品在生產(chǎn)時(shí)的信息,由于出貨沒有與生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,要找出其原來的生產(chǎn)信息,須花費(fèi)相當(dāng)大的人力。
導(dǎo)入后:
MES提供追蹤功能,可以掌握每一成品完整流程卡資料、當(dāng)時(shí)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的狀況及出貨時(shí)間、出貨客戶,追蹤成品在生產(chǎn)中的各種記錄,可提供客戶完整的售后服務(wù)。
10、原料入庫(kù)管理
如果要進(jìn)行原料入庫(kù)方面的管控,MES可以有專門的原材料入庫(kù)管理模塊。只要對(duì)原材料進(jìn)行批號(hào)管理。當(dāng)原材料進(jìn)行驗(yàn)收時(shí),對(duì)其進(jìn)行入庫(kù)輸入,系統(tǒng)根據(jù)其提供的資料,對(duì)其按產(chǎn)品、規(guī)格進(jìn)行匯總,同時(shí),系統(tǒng)會(huì)與ERP進(jìn)行接口,將數(shù)據(jù)寫入到ERP的原料庫(kù)存檔中。
11、效益總結(jié)
總體上來說,品質(zhì)得以實(shí)時(shí)改善提升,制造成本受控,交期縮短;同時(shí)由于該 MES系統(tǒng)提供給大客戶查詢其訂單實(shí)時(shí)進(jìn)度、訂單的詳細(xì)品質(zhì)記錄,因此大客戶認(rèn)為其是一個(gè)數(shù)字化的可視化的現(xiàn)代化工廠,能讓他們隨時(shí)隨地了解工廠的產(chǎn)能狀況、訂單生產(chǎn)進(jìn)度、足夠詳細(xì)的品質(zhì)記錄分析報(bào)告,進(jìn)而給該工廠更多的訂單。
第七節(jié) 實(shí)施MES后的效益分析
基于MES用戶的經(jīng)驗(yàn),使用MES所帶來的效益很可觀。相比于其它任何制造軟件,MES應(yīng)該是最具吸引力的:平均減少制 造周期時(shí)間45%;一般減少數(shù)據(jù)輸入時(shí)間為75%以上;平均減少半成品(WlP)24%:平均減少為交班而準(zhǔn)備的紙面工作61%;平均減少引導(dǎo)時(shí)間27%.;平均減少紙面工作和設(shè)計(jì)藍(lán)圖所帶來的損失56%:平均減少產(chǎn)品缺陷18%。
以上列舉的若干統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是由國(guó)際MESA協(xié)會(huì)通過調(diào)查研究確定的,具有充分的根據(jù)。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)為依據(jù),實(shí)施的MES公司所得效益:
定性 定量
Ø降低生產(chǎn)周期 Ø降低20%~25%
Ø減少/消除數(shù)據(jù)錄入時(shí)間 Ø降低至25%~60%
Ø提高數(shù)據(jù)完整性 Ø提高95%以上
Ø降低庫(kù)存 Ø降低10~15%%
Ø減少上述各過程的統(tǒng)計(jì)、記錄工作 Ø70%的工作量減少
Ø減少適應(yīng)時(shí)間 Ø試產(chǎn)磨合期降低至原來的10%
Ø減少過失 Ø減少過失40~55%
Ø責(zé)任到個(gè)人 Ø工人績(jī)效提高25%
Ø產(chǎn)品品質(zhì)在線報(bào)告 Ø產(chǎn)品品質(zhì)在線報(bào)告,實(shí)時(shí)性提高90%
Ø提供ERP實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的生產(chǎn)數(shù)據(jù) Ø變成實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)刷新
第五章 總結(jié)與展望
MES軟件彌合了企業(yè)計(jì)劃層和生產(chǎn)車間過程控制系統(tǒng)之間的間隔,是制造過程信息集成的紐帶。MES通過強(qiáng)調(diào)制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實(shí)施完整的閉環(huán)生產(chǎn),同時(shí)也為敏捷制造企業(yè)的實(shí)施提供了良好的基礎(chǔ)。深刻理解MES這一先進(jìn)的管理思想,把握它的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)于如何在我國(guó)正確的研究和推廣MES應(yīng)用具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。MES對(duì)于制造企業(yè)的作用已經(jīng)非常明朗,但人們對(duì)MES的認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如ERP、SCM等管理系統(tǒng)。由于認(rèn)識(shí)不清,自然就會(huì)導(dǎo)致需求不清楚,也就難以形成一定的市場(chǎng)規(guī)模。目前美國(guó)的MES發(fā)展是已25%速度發(fā)展,而國(guó)內(nèi)基本是局部MES功能的發(fā)展,具體是一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集,物流管理等,其實(shí)這些也屬于MES功能的范疇。但隨著人們對(duì)MES認(rèn)識(shí)的逐步加深,MES在企業(yè)中的應(yīng)用必將會(huì)逐步深入。
但現(xiàn)在MES在中國(guó)企業(yè)的實(shí)施狀況的確不太盡如人意,致使許多的企業(yè)在面對(duì)它的時(shí)候都有一種“敬而遠(yuǎn)之”的矛盾心態(tài)。既想通過實(shí)施MES實(shí)現(xiàn)企業(yè)新的飛躍,進(jìn)一步拓展企業(yè)的生存發(fā)展空間;卻又怕MES的實(shí)施一旦不成功,企業(yè)將陷入一個(gè)更加危險(xiǎn)的泥潭。
不過也只有敢于吃螃蟹的人,才能獲取更大的成功。沒有風(fēng)險(xiǎn)就沒有收益,真正的有遠(yuǎn)見卓識(shí)的企業(yè)家,是一定敢于去面對(duì)這種風(fēng)險(xiǎn)的。而選擇一個(gè)符合企業(yè)實(shí)際需求的MES產(chǎn)品,選擇一個(gè)出色的實(shí)施團(tuán)隊(duì),也就意味著風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的大大降低,成功的可能性也就越大。
從國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)看,已經(jīng)形成了一批MES軟件產(chǎn)品和解決方案,出現(xiàn)了一批以MES為核心產(chǎn)品的工業(yè)企業(yè)管理應(yīng)用軟件公司,而且企業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用的焦點(diǎn)已經(jīng)由ERP轉(zhuǎn)向MES,然而MES的標(biāo)準(zhǔn)化仍有大量工作要做。
從國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)看,CIMS、MES、ERP等概念都進(jìn)入中國(guó)較早,但只以DCS為代表的底層自動(dòng)化和以ERP為代表的管理系統(tǒng)普及速度較快,因此,中國(guó)工業(yè)企業(yè)的信息孤島和缺損環(huán)鏈現(xiàn)象比國(guó)外更為突出,也就是對(duì)MES層的認(rèn)識(shí)相對(duì)落后,但是,確實(shí)有一些公司在加快開發(fā)中國(guó)式的MES產(chǎn)品或應(yīng)用國(guó)外的MES產(chǎn)呂,而且勢(shì)頭較好,同時(shí),在認(rèn)識(shí)觀念上由關(guān)注ERP到關(guān)注MES的轉(zhuǎn)變也已開始。
從技術(shù)角度看,MES的功能正在向控制層和計(jì)劃層滲透,三層結(jié)構(gòu)的分工可能更模糊。MES功能中的計(jì)劃排產(chǎn)與執(zhí)行調(diào)度模塊(APS)越發(fā)突出的推廣普及。它應(yīng)是MES的核心。單一功能的MES產(chǎn)品正在向集成的MES和整體解決方案發(fā)展。信息技術(shù)領(lǐng)域的分布對(duì)象技術(shù)(CORBA、DCOM等)標(biāo)準(zhǔn)日臻成熟是MES發(fā)展和集成的基礎(chǔ)。DCS和ERP的普及和提高進(jìn)一步推動(dòng)了MES的發(fā)展和推廣。
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致 謝
非常感謝各位老師,尤其是經(jīng)管系的各位老師,在大學(xué)期間給了我們一個(gè)全新的視野,讓我們認(rèn)識(shí)到了自己知識(shí)的缺陷和接受新學(xué)識(shí)的能力。
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