製造業MES的可追溯性

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　　隨著市場競爭越來越激烈，製造企業需要在產品召回、提高質量、降低成本等各個方面進行提升。而這些方面的提升和改進，需要獲取企業生產過程中的各種可追溯數據。可追溯性是MES系統的一個重要特性，可追溯數據模型不僅可以完整記錄生產過程數據，還可以擴展到質量追溯、採購追溯等方面，對企業製造過程式控制制和製造過程改進具有重要意義。

　　目前，製造企業信息化系統是由企業資源計劃系統(ERP)、製造執行系統(MES)和過程式控制制系統(PCS) 3個支撐系統構成的體系結構。MES負責企業生產調度和系統過程優化，MES是流程工業綜合自動化系統的關鍵環節，在整個流程工業綜合自動化系統中起承上啟下的作用，是企業生產與管理活動的信息集成橋樑，非常有必要從企業全局的角度統一規劃面向整個生產執行過程的的產品追溯數據管理。

MES功能描述中將追溯歸結為產品跟蹤和譜系，對於可追溯性也有各種要求：

　　1) 不僅要追溯組成最終產品的零部件批次情況，還要追溯產品批次的生產、運輸、儲藏等過程;

　　2) 可追溯性按追溯範圍可以分為外部可追溯性和內部可追溯性，前者關注產品從供應鏈的一個環節轉移到下一個環節的相關信息，內部可追溯性發生在企業內部。關注從原材料採購到形成最終產品全過程的可追溯性，外部可追溯性的實現是以內部可追溯性為基礎的;

　　3) 可追溯性是以對產品進行正確的標識為基礎的。

　一、產品追溯模型

1、產品追溯數據模型實體對象

　　製造過程追溯數據採集是保證可追溯性的前提，從產品追溯到其生產過程，或者從原材料追溯具體生產過程直到形成產品等等，需要準確嚴格記錄其生產過程數據、質量檢驗數據和物料之間的組成變化數據等等。在產品追溯數據模型中有具體的實體對象來記錄這些數據信息，其中包含的實體對象主要分為以下幾部分：

　　1) 物料批次演繹關係

　　主要包括物料批次、物料批次組成關係等實體對象。這些實體對象記錄了物料批次之間產出與消耗的關係，以及物料批次之間的變化關係，比如：毛坯與零件之間的消耗關係、零件與零件之間的裝配關係和數量等等。

　　2) 生產控制數據

　　主要包括零件生產任務、工序任務等等。這些實體對象的主要作用是用來控制生產過程的，指導生產活動的，並記錄實際的生產過程數據。零件生產任務下達到車間，車間將其分解為工序任務，並指派具體人員和設備進行加工，加工完畢後，對完工情況數據進行採集。

　　3) 質量數據

　　主要包括各種質量檢測記錄，是指工序任務加工完畢之後，對工序加工質量的檢測數據和產品整體的檢測數據。

　　4) 基礎數據

　　基礎數據部分主要包括產品定義、工藝路線、工序定義、設備、人員信息等等數據。這些數據是MES系統運行的基礎，也是追溯數據中不可或缺的。

2、產品追溯數據模型

　　產品追溯主要是對上述實體對象數據進行收集，依靠具體數據滿足追溯的需求，結合實體對象間的邏輯關係，生成產品追溯數據模型。

　　整個生產過程可以看做是一系列的將原材料、零件、部件等轉變成最終產品的活動。主生產計劃觸發了零件生產任務，並在車間被分解成為工序任務。

　　物料批次在生產過程中的消耗需要追蹤記錄下來，以便確認其生產成為了哪種產品。因此，需要將生產過程中的物料批次之間建立關聯關係。當整個生產活動利用這種方法關聯起來的時候，就會生成一個多層次的物料批次清單。多層次批次清單在結構上與多層次的物料清單(BOM)非常相似。

　　在實際生產過程中，經常會發生物料批次合併的情況，比如，在生產過程中，某工序需要的加工數量非常大，多個物料批次就會被合併成一個數量更大的批次。無論是什麼原因造成的物料批次合併，物料批次追蹤必須將其記錄下來。因此，新生成的批次必須有獨一無二的標識，而且它與被合併物料批次之間的合併關係，也要被記錄下來。

　　除了批次合併，生產過程當中也會由於某些原因而進行批次分解。生產過程中經常會根據前工序的生產質量情況，將一個批次分解為兩個獨立的批次，一個批次的零件時合格的，另外一個批次的零件時不合格的。同樣，新生成的物料批次也需要有獨一無二的標識，並同時與被分解的物料批次之間建立關聯關係。

　　在產品定義中，物料總是被規定按照標準的工序進行加工。但在實際執行過程中，產品追溯要求記錄加工過程中具體發生的數據，而不是標準工序中的數據。因此，每一步的工序任務都可以關聯到一個具體物料批次上。而且，工序任務也必須與加工設備和操作人員進行關聯。

　　在每道工序加工完畢之後，總是要對加工完畢的物料進行檢測，以確定是否達到加工要求。在檢測過程中，會生成檢測數據記錄，這些數據記錄都必須與工序任務關聯起來，並可以被追溯查詢。

二、結束語

可追溯性是衡量MES的重要標準之一，可以結合條碼和RFID等自動識別技術對現場進行實時生產數據採集和生產資源跟蹤管理。從本質上而言，產品追溯並不能直接對產品質量有促進作用，但是它能在跟蹤產品、生產過程、質量控制等領域發揮重要作用，輔助企業解決其在各個層面遇到的具體問題，比如查找產品檔案、產品質量檢測數據、生產者及其出廠日期等等。除此之外，產品追溯管理甚至能為相應的產品加工過程制定實際可操作的行業標準，並在建立追溯系統過程中，利用其對現場管理、產品批次管理、工藝流程管理、生產管理等各方面的完整性、精確性高的要求，實現企業管理流程的規整與完善。

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