粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經過成形和燒結，制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術。粉末冶金制品的應用非常廣泛，從普通機械制造到精密機械；從五金工具到大型機械；從電子工業到電機制造；從民用工業到軍事工業；從一般技術到高端技術，均能見到粉末冶金工藝的應用。由于粉末冶金技術的優點，它已成為解決新材料問題的鑰匙，在新材料的發展中起著舉足輕重的作用。

某新材料有限公司為國內粉末冶金機械零件制造行業的領頭羊企業，集研發、生產、銷售為一體的專業化粉末冶金制品生產公司，是“國家重點高新企業”。隨著公司業務的持續拓展與深入、數字化生產制造工廠建設目標，企業對信息化系統的建設提出了更高的要求。目前在生產管理和信息化方面存在如下不足：

生產數據采集不及時和批次追溯的困難

各車間現場生產報表（主要包括工序流轉、報工、不良報廢品數據、產品呆滯信息），目前通過手工方式錄入系統，但其錄入時效性無法確保，故軟件所呈現的管理報表數據滯后失實，且無法校驗；

現場批次數量不確認，且混批發生風險較高，嚴重情況下影響產品質量追溯，進而導致追溯范圍過大、檢驗時間過長，進而對生產效益造成損失；

數據監控不完整

文檔管理問題

現場產品作業指導書等工藝文件，目前均為紙制版本，文件的有效性和版本控制困難；產品的質量管理現場均通過放置質量管理單據管理，產量質量管理需要通過查驗單子進行管理，亟待電子化、無紙化作業；

現場異常響應速度慢

現場異常報警通過現場管理，無報警記錄、報警響應以及異常處理記錄信息，平臺信息化管理水平低，且缺少異常升級預警；

這些問題都極大地限制了公司智能化車間的發展。而導致問題的主要原因在于生產信息化、采集自動化、管理精益化沒有深度融合。為解決以上生產制造過程中的問題，公司選擇借助MES系統實現粉末冶金行業智能制造轉型，基于“三化融合”思想打造具有示范性、先進性以及可擴展的數字化車間，最終實現信息化、自動化、精益化與現場制造過程的無縫結合。

粉末冶金工藝比鋼鐵冶煉流程短，和其他制造工藝相比，粉末冶金的材料利用率和能耗均為最 優：

1、粉末冶金工藝使用范圍十分廣闊，特別適合大批量中小零件的快速生產。

2、由于粉末冶金工藝在材料生產過程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩堝和脫氧劑等帶來的雜質，而燒結一般在真空和還原氣氛中進行，不怕氧化，也不會給材料任何污染，故有可能制取高純度的材料。

3、粉末冶金適宜于生產同一形狀而數量多的產品，特別是齒輪等加工費用高的產品，用粉末冶金法制造能大大降低生產成本，特別適合大批量生產的中小零部件。

4、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來制造。

5、由于粉末冶金方法能壓制成最終尺寸的壓坯，而不需要或很少需要隨后的機械加工，故能大大節約金屬，降低產品成本。

生產制造MES系統的建設主要為實現以下目標：

數字化車間的建立基于現場計劃、工藝、生產、物流、質量、設備數據采集、人員、物料的配送的人、機、料、法、環、測關鍵因素數據的采集，所以，各關鍵因素的數據采集將是系統是否可以滿足規劃的重要要素。 

考慮到智能化產線、車間的建設將來會在全廠及子公司鋪開，因此在實施數字化制造管理系統時，既要滿足現企業對目前的數字化管理的功能需求，又要對企業未來系統的可擴展性提供足夠的支持。以下是生產制造管理MES系統建設功能：

圖 生產制造MES系統建設功能

? 平臺架構上

生產制造管理MES系統設計最初就定位于柔性的可定制平臺，結合在行業方面積累的豐富的組件庫，使用可視化的快速建模工具，實現針對企業個性化需求的快速定制和定制后的變更。為不同信息系統間的集成建立標準化的、統一的集成接口，以滿足企業不斷提升的集成需求與擴展需要，并且與其他系統建立標準的協作規范，以利于企業信息化的不斷深入發展。

? 業務功能上

系統功能業務層面將涉及到整個車間生產管理（上料、成形、燒結、機加、外協、包裝入庫等）、質量管理（黃單、不合格品、評價審核、返工返修等）、計劃管理（審核、發布、工單調整、排臺等）、文件管理（工藝文件下發、作業指導書等）、首件檢驗、設備PM管理（維修保養點檢等）、數設備數據采集、人員管理（人員技能、績效等）等業務場景需求，能完全滿足公司生產業務需求。具體業務流程規劃如下：

1、實現混粉上料校驗與成形工序報工批次的自動化

系統上線運行后，混料粉員通過手持終端掃描粉牌號、設備號進行上料，系統自動校驗上料粉牌與當前開工工單粉牌一致性；粉牌批次不同時，系統自動生成新批次號，成形作業員也可以根據實際需要，如班次變化、模具更換、人為另設等情況，為報工設立新的批次號。

作業員報工時，系統自動記錄該產品報工時的設備各采集數據（如節拍、狀態、溫度等各參數指標），其將作為后續的產品質量排查依據之一。

作業員可通過系統PEC操作界面時時反饋現場異常信息，如質量問題、設備問題、物料短缺等問題，若異常等級達到一定級別后，系統自動將該異常反饋至相關責任人，通過異常等級控制，確保異常的問題的有效管控。

2、實現計劃排臺自由化與生產報工實時反饋

系統自動同步上位系統的傳送的產品生產工藝路徑，計劃員可根據工單的生產需求，進行排臺作業，支持一單多工作中心。排臺完成后，現場操作工，可以看到登錄工作中心的計劃排臺順序，操作工根據工單順序進行生產報工作業。

系統支持工作中心的計劃順序調整，若生產設備發生故障時，可將工單排臺到可正常生產的工作中心，實現生產工單的無縫生產對接。

現場作業員的報工數據，可以實時反饋到管理人員的查詢界面，系統通過多種緯度及方式展示各生產、質量統計報表。

3、產品追溯顆?；?，數據透明化

在實施系統之前，現場產品流轉、質量管控通過批次號且無條碼標識，無法做到產品全生產過程中的跟蹤，當產品異?；蚍倒し敌藓?，只能按照批次號進行反向追溯，涉及產品大，嚴重時會影響整個產品的生產以及交付。

使用系統后，產品從成形工序報工開始，每個產品車、托盤均以唯 一的二維碼標識，燒結報工后，生成托盤全過程流轉單，每個單據擁有唯 一編號。確保各道工序的流轉、質量管控、車運、店鋪存儲等各狀態下最小管理單位。

產品異常時，可通過托盤二維碼反向追溯該產品下的各道工序生產狀態及數采信息，為產品的鎖定及追溯層級提供可靠的數據依據，并以此實現產品生產的全追溯。

4、質量管理無紙化

使用前，品質管理人員（巡檢員、質量檢驗員）對現場不良品開具黃單或評價單等，標識產品問題，控制流轉，當發生不良較多，鎖定產品時，因追溯單位為批次層級，只能按照批次、生產時間對產品進行鎖定，而且產品無法快速有效的進行反向追溯。

使用系統后，產品流轉單位為唯 一二維標識碼的托盤（工序全工序流轉單），巡檢員通過掃描流轉單二維碼進行不良品的錄入與判斷，通過系統線上評定產品的處理結果以及流轉工序，系統自動采集質量過程數據，并在不同緯度和層級進行不良品信息的展示與統計。

5、實現了工藝文件的自動推送以及版本控制，防止作業員使用錯誤的工藝文件

在實施系統之前，工藝文件均為紙制版，新版的工藝文件通過人員進行派發，極易造成各設備作業員使用的工藝文件與新版要求的工藝文件不同，進而造成實際生產產品的差異。

使用系統后，工藝人員通過MES系統對不同工位、不同設備進行工藝指導文件、作業指導書的上傳、版本的禁用/啟用等維護操作，進而對各文件的管理達到統一的版本化要求，避免現場作業員因文件的不同而造成生產產品的浪費。

6、實現了設備狀態監控及設備參數的采集

通過SCADA設備數據采集系統進行集成，系統可對設備的工況信息（狀態、溫度、工藝參數等）進行實時采集，并基于采集到的數據信息，進行多維度的統計分析，并將結果以可視化的方式進行展示，為生產人員及設備使用人員提供必要的數據支撐。

7. 實現了生產過程數據透明化

作業員通過MES系統PEC操作界面，掃描錄入實現報工數、不良品、報廢品等數據，并通過現場集成、檢驗設備集成，系統自動采集相應的生產過程、檢驗過程信息，并進行報工反饋。實現生產過程無紙化采集，也可以數據的準確性、完整性，便于后續進行生產數據追溯查詢。同時，通過生產看板可以反饋生產進度，最終實現了生產進度的透明化、智能化過程控制。

8、看板可視化展示，提升數據實時有效性

系統可基于自動采集到的數據進行統計分析和可視化展示，用于幫助管理人員查詢和分析生產情況，為決策提供有效依據。為方便報表展示和車間現場目視化管理，可以在車間的顯示屏上輪播顯示這些看板，并可根據實際需要設置需要展示的看板。

圖 車間可視化看板

某新材料有限公司為粉末冶金行業先進企業，是國內應用生產制造MES系統的第 一家在粉末冶金公司，通過MES系統的應用，實現快速有效解決現有的困難點問題，并通過MES系統的實施與系統集成，打造數據字生產車間，幫助企業優化現行的管理流程和模式。實現對工藝BOM、產品流轉、產品追溯、數據采集以及產品流轉作業進行了實時掌控與把握，對后續的產品生產作業優化以及產品質量持續改善，提供有力的決策數據。