MES在車體涂裝車間的數字化和智能化應用

關鍵詞：信息化管理系統（MES）；車體涂裝；數字化；應用

0前言

在中國制造業的快速發展歷程中，信息化管理系統（MES）扮演著至關重要的角色。特別是在制造企業中，MES 的作用日益凸顯，其優化與應用已成為一項不可或缺的關鍵環節。本研究致力于探索MES 在汽車制造領域中的核心價值與應用前景，為國內制造企業的轉型升級提供參考與指導。

1 系統設計

1. 1 設計目標

本項目通過精益思想優化業務流程，結合信息化手段進行生產制造系統的整合，通過MES 在車體涂裝車間的拓展實施和應用，滿足車間的后續產能需求。通過智能排產、智能調度與資源識別技術，增強生產計劃的可執行性，打造精益化、工位制和節拍化生產模式，從而降低制造成本，提升作業效率［1］。

1. 2 總體設計

數據采集與調用在MES 中是決策分析和生產優化的關鍵步驟。通過對生產數據的及時調用和采集，實現對生產過程的實時監控和分析，為管理決策提供可靠的數據支持［2］。信息的深度加工與即時推送機制將數據轉換為決策信息，促進快速響應與調整。此外，終端布置也是重要環節，確保生產現場各個終端設備能夠順利接入MES，實現信息的即時傳遞和共享。通過以上各項內容的完善和整合，MES 可以全面提高人、機、料、法、環、測六要素的協同性，實現生產過程的高效管理和優化控制。MES 的工藝管理、計劃管理、生產執行、質量管理、設計管理、采購管理等功能模塊的應用，將為企業帶來更高效的生產運營和管理體系，助力企業提升競爭力并實現可持續發展［3］。MES 業務功能架構如圖1 所示。

2 MES 在車體涂裝的應用

2. 1 工藝管理

數字工藝設計模塊的主要目的是為工藝設計人員提供車體涂裝結構化工藝設計的操作平臺，以達到規范和簡化工藝設計流程、豐富工藝輸出內容，并通過與MES 的聯動，實現實時的智能工具控制，達到智能防錯、精準匹配及企業資源的合理配置，提高工藝的總體控制力度［4］。同時，通過對產品生產過程工藝數據的智能控制和采集，將傳統人腦經驗變成可用數據，不僅促進了工藝創新與傳承，還增強了企業的工藝設計能力及整體調控能力，提升工藝管理水平。

數字工藝設計模塊主要包括工藝資源、工藝設計、平臺管理3 個菜單。工藝設計是工藝模塊的主體功能，通過設計產品的工藝流程、編制動作編碼、作業指導文件等完成產品工藝文件的發布工作。平臺管理主要針對有產品平臺的項目類進行更高一個層級的工藝設計，進行產品平臺工藝設計后，屬于該平臺的項目產品可以直接以平臺工藝文件為基礎，更快速地修改、發布產品工藝文件。工藝資源主要管理工藝動作、標準視頻、工藝參數等虛擬資源及工裝、工具、設備類別等實物資源，為工藝設計提前建庫，做好結構化資源準備。

2. 2 計劃管理

計劃管理確保生產活動的有序開展，主要流程是首先項目管理信息平臺獲取各項目的交付計劃，包括年度計劃的設定和審批發布，確保計劃的合理性和可行性，隨后細化成月度計劃，根據實際情況進行適時調整。最后制定和執行短期滾動計劃“四日計劃”，緊密跟蹤生產進度，靈活應對短期變動，為排產人員提供即時的調度依據。

制造執行的計劃管理主要是為排產人員在車體涂裝不同的工藝設計上進行計劃排程；通過與制造執行系統集成，MES 能夠有效地支持生產計劃的執行和監控，從而確保生產活動按照計劃進行，并且能夠及時做出調整以適應市場需求或資源變化［5］。同時，通過對涂裝設備運行狀態和維護情況的持續監控，能夠預測潛在故障風險，從而避免因設備故障而突發故障造成的生產中斷。

2. 3 質量管理

車體涂裝質量管理的目的是確保車身在涂裝過程中符合相關的標準和規范，提高涂裝產品的質量穩定性和外觀效果，實施嚴格的檢測和排查措施，旨在及時發現和糾正涂裝過程中的缺陷和問題，以減少不良品率，對涂裝工藝和流程進行持續改進，以提高生產效率、降低成本，并確保質量穩定［6］。

質量控制計劃由質量部根據項目制定，填寫計劃內容并分配人員，最終由系統質量負責人提交審批。檢驗策劃則根據需求確定工藝文件標準，并通過“四日計劃”下發檢驗計劃，專檢人員使用手持終端進行操作。首件鑒定計劃由負責人發起，經過審批后下發至各部門負責人處，進行人員配置和任務處置，最終發布給供應商。

2. 4 物流管理

該模塊主要用于物流中心的物料及配送管理，分為缺件分析、企業資源計劃（ERP）閾值設定、自動生成配送計劃、供應商管理庫存（VMI）維護4 個部分，旨在通過系統化、數字化的方法，提高物流中心的管理水平和生產效率。通過ERP 閾值設定和對ERP、VMI、ERP+VMI 3 種類型數據源整合分析，可以發現潛在的供應鏈瓶頸和問題，并采取相應的措施進行優化，提高供應鏈的穩定性和效率；通過與供應商建立VMI 合作關系，實時監控VMI 庫存水平，并根據設定的閾值自動觸發補貨請求，確保庫存充足。

3 MES 在車體涂裝的拓展

3. 1 六要素配置

人：根據項目特點和工位需求，合理配置適當數量和合格的人力資源，同時確保員工具備必要的技能和經過充分的培訓，并根據實際需求合理安排工作任務和崗位職責。

機：實施嚴格的班前、作業前檢查制度，對工具、工裝、設備進行全面點檢，合理配置和維護生產設備和工具，給予安全生產保障。定期進行設備檢修和保養，提高設備的可靠性和壽命，確保其性能穩定和工作高效。

料：查看原材料、零部件和輔助材料進行合理配置和管理。確保物料供應的及時性、準確性和穩定性，以避免生產過程中的物料短缺或浪費。

法：優化生產工藝和流程，確保生產操作規范、高效和安全。通過采用科學的工藝、工作標準和操作規程，實現流程標準化和持續性改進。

環：監控不同生產環節中水、氣、聲、廢棄物排放情況及其對環境的影響，制定針對性的環保管控措施，營造綠色、健康的作業環境。

測：運用先進的測量和數據分析技術，對生產過程進行監控和評估。設定合適的指標和檢測方法，及時發現問題并采取糾正措施，以實現過程的持續改進和質量的有效控制。

3. 2 生產執行作業前

在車體涂裝生產線的管理中，班前晨會、資源檢查、定置檢查、工位安全隱患排查、班前環境“5S”管理和物料齊套檢查等環節至關重要。班前晨會是協調工作、傳遞信息的關鍵時刻，通過明確議程、強調重點任務，能夠有效提升團隊合作精神和執行力；資源檢查和定置檢查確保了生產所需資源和設備的完備和正常運轉，從而保障生產順利進行；工位安全隱患排查和班前環境“5S”管理，共同構建出安全、整潔的工作環境，有效提高工作效率和員工工作積極性；而物料齊套檢查則是為了確保所需物料的準確性和及時性，避免因為物料缺失或延遲問題導致的生產延誤［7］。

通過對這些環節的嚴格執行和不斷優化，可以提高生產線的管理水平，確保生產過程的順利進行，降低生產風險，提高生產效率和產品質量。只有在每一個細節都得到重視和把控的情況下，才能實現車體涂裝生產線的穩定、高效運行，為企業的發展注入持續的動力。

3. 3 生產執行作業中

為了全面提升車體涂裝作業中的生產效率和質量控制，可以引入數字化管理手段，實現生產過程的可視化和信息化。通過對工位生產情況的實時監測和數據采集，記錄工位各個節拍的任務完成狀態占比，以及產品在每個節拍下的執行工序、任務進度等信息，并展示在作業中頁面，為生產效率與質量控制提供精準依據。通過數據分析，可以發現生產線的效能瓶頸，及時調整生產計劃，從而提高生產效率，實現質量控制和異常預警，推動持續改進和精益生產的實施。

3. 4 生產執行作業后

當日作業完成后，對現場進行巡檢是必要環節。首先進行能源系統的全面檢查，確保所有設備的電源、氣源等供應正常，以防患未然，消除安全隱患。接著進行定置檢查，確認所有生產設備和工具已經歸位并進行了妥善固定，以確保下次作業時能夠順利進行。同時，進行工具、工裝設備檢查，確認其完好無損、數量無誤，以保證下次使用時的安全性和有效性。最后，進行物料的齊套檢查，核對所需物料是否齊全，避免因材料短缺阻礙生產進度。

3. 5 生產執行管理頁面

生產執行頁面作為一種先進的數字化管理界面，可用于管理車體涂裝生產流程。幫助工位長更好地跟蹤和監控生產進度，優化資源分配，確保質量控制和滿足合規要求，同時支持數據分析和持續改進。通過該頁面，工位長可以使用任務分配功能將車體涂裝任務分配給特定的工位或員工。根據任務特性和員工技能實現精準匹配，確保任務執行的專業性與高效性。生產執行頁面通過數字化管理，實時監控生產進度、提高生產效率、優化資源利用、確保質量控制和合規要求，同時通過數據的深度挖掘，幫助實現流程的持續改進。

4 結語

本研究通過在車體涂裝車間應用MES，為企業實現高效生產、質量保障和持續改進提供了重要參考。在未來的研究和實踐中，可以進一步探討MES 與物聯網、人工智能等新技術的結合，不斷完善系統功能，提升管理水平，從而實現工業生產的智能化和數字化轉型。未來，基于MES 的智能制造模式將成為制造業發展的主流趨勢，為企業創造更加靈活、高效和可持續的生產運營模式。