热处理工艺监控在烟机MES系统中的研究与应用

0 引言

作为传统加工制造型企业，烟机企业在信息化推动工业化的背景下，正在不断推进信息化建设,尤其是面向整个制造过程的制造执行系统（Manufacture Execution System, MES）的应用，越来越受到重视。随着MES应用的不断深入，产品在工艺加工过程中实现了不同程度的电子流转与监控，但对于热处理车间来说，工艺的监控是一个盲点，并已逐步成为MES系统中工序流转的瓶颈。对此，本文首先分析了企业的现状和存在问题,针对该瓶颈问题提出了解决方案,最后以上海烟草机械有限责任公司（后文简称：上海烟机）的热处理工艺监控为实例对所述解决方案进行了验证。

1 现状及问题

烟机企业通过MES系统的深入应用，已实现了零件机加工大部分工艺（车、铣、钻、刨、磨等）加工过程的电子流转与监控，而对于热处理车间，系统中工艺统称为热处理，并无加以区分，操作时由于比机加工的工艺更加细化，实际的操作过程中，热处理的工艺又分为很多种类（如：淬火、发黑、碳化等）不符合标准的机加工生产流程，故在MES应用的初期作为特例跳过热处理工艺的监控，只实现了标准机加工工艺的监控与电子流转。

由于热处理的工艺结点被跳过，热处理在工艺实际操作过程中出现的问题及责任人也不能通过系统有效的分析与查询，零件在热处理车间流转的时间也都是手工记录，不仅容易出错，并且查找繁琐，费时费力并容易与质量检验部门产生不必要的冲突。

2 解决方案

在研究了烟机企业MES系统应用初期跳过热处理工艺结点的原因和热处理工艺的特点后，我们采用“管理模式改进+信息技术支撑”的方法，对MES系统中热处理工艺进行有效监控和处理。

2.1 管理模式改进

首先规范热处理原料管理，对原料按照热处理工艺划分区块，以加快组织生产，使热处理的产能得到最大程度的释放。其次，对热处理进行流程再造，增加送检结点，减少流转时间及部门摩擦。再次，开发热处理信息系统对物流进行同化管理，做到信息流与物流一一对应。

2.2 信息技术支撑

考虑到管理模式的改进需要信息技术的支撑与配合，在研究解决方案的初期，就已把信息技术纳入重点范畴之一，并简单概括为如下几个步骤：

1）需求调研

成立专门的项目小组，对现有热处理车间进行调研，结合热处理的管理改进，了解到需对MES系统中热处理工艺进行有效监控和处理，细化热处理结点的工艺内容、系统自动记录热处理派工及送检时间等，并做到热处理结点与标准加工工艺的无缝衔接。

2）概要设计

概要设计也即系统设计。考虑到热处理结点与标准加工工艺的无缝连接，在现有MES的基础上增加车间热处理模块是最直接有效的解决办法，并且此模块集成了MES系统中原有的派工管理、质量检验并且新增热处理工艺细化及送检等相关功能，以便实现以数据说话，减少流转时间，减少部门摩擦的作用。

3）详细设计

在详细的软件设计上，我们以服务端监控，客户端操作的方式运行。所有数据均存放于服务端，服务端提供查询视图并负责客户端操作所必须的服务（WebService）。客户端以Winform形式表现，仅提供操作用的用户接口（UI），通过订阅服务端的服务进行业务操作。具体系统结构图如图1所示。

图1 系统结构图

4）程序编码

程序编码阶段，我们基于Windows2003服务器操作系统，采用Visual Studio 2008专业版作为编程软件，运用与MES统一的C#语言实现了与热处理模块的功能并实现了与MES其它模块的无缝衔接。

5）测试及交付使用

软件编写完成后，由测试人员测试后，交与使用部门一个个确认功能，测试完全通过后，最后交付使用部门使用。

3 应用实例

这里以上海烟机制造一部热处理车间道序加工为例，阐释热处理工艺监控在烟机MES中的具体应用。首先，热处理车间的员工把车间原料按照工艺划分区块；调度员在接到转入热处理的计划指令后，系统中便可以进行热处理道序的派工，以区块结构为核心，选择加工类型并开始加工。加工结束后，选择送检人员进行送检，质检员开始质检。质检结束后，由质检员把质检结果录入系统，若无质检问题开始下一道序的加工，若热处理为最后一个道序，则由相关人员组织入库。

系统还提供了管理界面，以方便管理人员对各时间结点及工艺内容的查询、监控及处理。解决了热处理工艺周期长、工艺内容未细化、部门间流转产生摩擦等一系列问题。

4 结论

上海烟机运用热处理工艺监控在MES中的应用，实现了各加工结点信息化的全覆盖，并且通过“管理模式改进+信息技术支撑”的方法，有效控制了热处理中道加工周期过长的问题，减少了部门间的摩擦，提升了生产效率，为整个烟机行业热处理工艺监控起到一定的示范作用。

参考文献

[1]沈怡.浅谈MES系统在统计工作中的应用与不足[J].中国西部科技，2011(11).

[2]赵栋，陈呈频，兰秀菊，汤洪涛.基于MES的可视化质量管理系统[J].轻工机械，2011(2).