隨著經濟全球化趨勢的加劇，制造業的競爭也愈演愈烈，因而車間的生產環境也越來越充滿更多的不確定性。制造車間在面對任何不能預知的外部變化和內部波動時，企業都希望車間能夠自主地、高效地、低成本地、及時準確地做出調整，生產出滿足客戶全方位需求的產品以適應柔性敏捷制造的要求。因此，制造執行系統的實時性、敏捷性、智能性和集成性已經成為MES進一步發展的重要方向。
在船舶制造行業，目前國內外均未有成熟的MES系統，生產計劃、生產調度等還停留在手工、看板作業水平，設備控制網絡化程度不高。DACKS通過攻克關鍵技術，即硬件集成技術和軟件集成技術，率先實現了側重于生產過程管理、設備自動控制、可視化終端等主要功能的MES系統的應用，有效提升了造船效率、精益化管理，提高客戶對大連中遠海運川崎船舶制造先進性的認可。
1、項目概況
由于船舶制造生產過程既有大量零部件的加工制造，又有繁雜的逐級裝配，期間都要準確控制船舶車間的制造實時信息，MES系統在船舶制造過程中能很好地利用時間、空間，提高企業效益和競爭力，使船舶制造過程更大程度地實現流水化、集中化和高效化。
DACKS通過查閱資料、了解其他制造行業的MES系統實施情況，結合公司生產流程和建造工藝，確定項目技術路線，明確關鍵技術要求和技術難點;通過對大數據技術平臺、物聯網、傳感器、無線技術應用等智能技術的研究，解決關鍵技術問題，制定出MES系統總體技術實施方案；通過對設備供應商、軟件開發商進行調研、考察，選擇符合技術要求的合作廠家，建立生產設備數據接口，實現生產數據采集，完成對系統的布置設計和功能設計；建立大數據技術應用平臺，實現設備、質量、人員績效、能耗數據的統計、分析;建立多渠道的展示平臺，將生產進度信息、設備、人員作業狀態實時展現。
2、MES系統功能規劃
針對車間數據采集和數據實時傳遞的實現，開發一整套生產制造集成平臺——制造執行系統(MES系統)，MES系統能優化生產計劃;有效地減少人工錯誤率；增加生產過程可追溯性；通過與企業的ERP系統、設備PLC的信息集成，實現從計劃到生產、倉儲、物流的全流程信息化；打破信息孤島，實現對船舶生產全過程的信息監控。該MES系統的框架圖如下圖所示：
圖1 MES系統框架圖
3、MES系統主要功能
本項目實現應用的船舶制造執行(MES)系統，其主要創新點包括：生產過程數據采集、控制、分析，對接現有的NC切割系統、船體工程管理系統、企業ERP系統，建立生產過程實時數據庫、為質量、技能、成本大數據分析打下基礎。主要實現的工作如下：
(1)建立拉動式的生產計劃管理體系
公司建造實行的是拉動式計劃管理體系。根據現有訂單、勞動力、場地、設備、資金等資源，結合接單計劃、人員招聘計劃、設備改造計劃等，以保障準時交船、均衡生產為原則，制定年度線表計劃。
針對多船建造中預合攏搭載和大組預定制作太過繁瑣的現狀，公司根據現有廠區布局、設備狀況和生產管理特點，融合ERP系統的功能和數據，導入了工程計劃管理系統，為合理、高效地安排工程計劃提供依據。該系統能夠通過直觀的畫面，達到同時輸出單船、多船預合攏搭載、大組預定表的功能，還能夠結合每周、每月的生產安排，達到合理安排各船分段加工順序的目的，大幅度地節省了手工制作預定表的工時。
(2)建立多功能的生產過程采集與分析系統
公司在多個生產環節建立了數據采集和分析系統，能充分采集制造進度、現場操作、質量檢驗、安全狀況等生產現場信息。各塢、各船項目、各分段、各工種等的制造進度、主要工程節點、生產質量、物料配送情況等生產現場信息都有專門的信息化工具采集、整理、分析。
圖2 數據采集系統架構
在生產過程中如果發現質量問題，現場作業人員可通過自主開發的不合格品系統和設計聯絡單系統發起質量問題處理流程，這兩個系統分別對應外購品質量問題和自主設計質量問題對應。通過系統可以匯總各生產環節相關質量問題信息，便于過程管理，明顯縮短各類質量問題處理周期，為產品質量提供保障。
(3)建立高度友好型集中式管理體系
為了應對在船舶建造過程中，由于船東要求或者現場的問題反饋，設計人員需要變更施工圖紙的需求，我司自主開發了改正圖管理系統。設計人員通過該系統可實時將改正圖紙下發到現場作業班組，作業者可現場打印圖紙，快速實施改正，同時生產管理者可跟蹤每一條設計改正的落實情況，及時跟蹤反饋。該系統大大縮短了改正圖紙下發的時間，實現了集中式管理。
4、項目意義
本項目在船舶制造領域屬于行業領先，成功提升了品牌知名度及社會影響力，提高企業競爭力。公司先后已經成功開發并實施NC條材、型鋼切割系統、船體工程管理系統、內業計劃管理系統。條形碼、二維碼、射頻碼等技術也在管加工、車輛管理等方面廣泛運用。
本項目的成功應用使得生產現場通過電子屏或平板電腦可實時查看產品加工進度情況，一期在船體車間和裝焊車間覆蓋率達到80%以上;可聯網機加工設備數據采集率達到80%以上;人員作業工時自動采集率達到80%以上;產品質量可追溯率達到100%。
實現了造船工時的自動統計，有效降低管理成本，提高工時統計的準確度；實現了實時動態掌握生產加工進度，及時發現和糾正瓶頸環節或者問題工序；自動統計工人工時，為量化考核提供依據。實線數據的自動化采集后，大大降低了非生產性工時支出，更實時準確的掌握生產進度，為實現企業智能制造及生產經營決策提供重要保障，為未來智能工廠的數字孿生計劃準備數據支持。
