對于設備，其管理的兩個維度是設備績效和設備維保。其中，設備績效是找到設備創造增值生產的改進空間，設備維保是為設備更長期處于增值生產創造條件。（本文為MES系列文章的「設備管理」主題第二篇）

? MES設備管理介紹（序）

01MES設備管理功能模型

由設備管理需求規范可以確定MES設備管理的功能模型，如圖3所示。原則上從兩個維度和三方向來規劃設備管理的功能。對于設備，其管理的兩個維度是設備績效和設備維保。其中，設備績效是找到設備創造增值生產的改進空間，設備維保是為設備更長期處于增值生產創造條件。

圖3：MES設備管理功能模型

三個方向是按照數據模型、數據采集和處理、數據應用三個層面來規劃詳細功能。在后續章節中，我們分別從設備績效和設備維保兩個維度，按上述三個層次描述MES設備管理的詳細功能設計和系統實現。

02設備績效管理設計基礎

整個設備績效管理是圍繞設備整機效率（OEE）展開。因此，先要對OEE有明確的認識，才能清楚如何對設備進行建模、如何采集和處理數據以及需要何種管理視圖。 毋庸置疑，任何設備不可能達到100%的運行效率，因為總是存在工廠放假以及在生產中的各種損耗，即時間損失、效率損失和質量損失，如圖4所示。設備績效管理的目標是找到改進空間，即減少損失，把設備時間用在增值生產上。這就需要我們在實際生產中記錄反映實際損失的相關數據。

圖4：設備整機效率OEE示意圖

03設備建模

設備的計劃運行時間來自于設備的班次模式，“生產日歷“模塊描述設備的計劃作息時間。關于“生產日歷”的功能設計和實現，請參閱前文“MES工單管理功能設計和實現”中關于“工廠建模”中的詳細描述，其功能完全相同，此處不再贅述。 設備有效運行時間是去除非計劃停機時間，這就需要在使用設備時正確掌握設備的不同狀態持續時間。使用“狀態”模塊定義各種設備狀態。為做進一步改進，需要將非計劃停機分類，以便弄清是屬于技術類停機還是管理不當造成的停機。因此，采用“資源績效賬戶（RPA）”模塊過賬不同的設備狀態。

圖5：設備狀態配置和RPA分配及KPI計算示例

在分配RPA時的一個原則，就是只有一種狀態可以分配給RPA11賬戶。比如，當注塑機開、合模的狀態可以定義為“生產”狀態，并過賬到RPA11中，而狀態“電氣故障”和“控制裝置故障”都歸結為RPA2。 在實際應用中，客戶沒必要在一開始就定義太多的設備狀態。一方面，大部分狀態是無法自動采集，需要工人分配。狀態越多，操作越多。另一方方面，如果客戶沒有較好的措施去管理，另一方面 盡管采集不良品數量就可以確定質量損失，在設備建模時，可以進一步建立不良原因，以便從設備維度分析不良分布，為質量改進提供依據。

圖6：設備不良原因配置示例

以圖6為例，配置了一個“尺寸偏差”的原因，并且在工作場地選項中分配給“SYSTEM”，這表明這個不良原因適用于所有設備。如果這是某臺設備特有的不良原因，則需要在這個選項中指定設備名稱。其次，這個不良原因的類型是“次品”，則當工人報工時選擇此類不良，系統自動將數量歸結為次品數量。在類型選項中還可以定義為“返工”，則報工時歸結為返工數量；若定義為“批次”，則系統在工人報工后將此不良原因做為關聯批次的質量狀態。

04生產控制 在使用設備的生產工序中，需要定義相關屬性，以確保設備按規則使用。如圖7所示“設備生產控制”模型，描述了與設備使用相關的工序、工人、物料和設備通信相關的屬性。 圖7中的例子說明該設備可以同時加工2個工序，比如在注塑加工汽車后視鏡時，可以使用一套模具同時生產左、右后視鏡。班次結束時，自動注銷已登錄的工人。在排產時，需要考慮設備的可用性和工人數量。工人在操作設備時需要驗證工人資質。該設備生產時，不受批次管理約束，消耗和產出物料自動平衡物料緩存區。當物料消耗或產出達到一定程度時，將出發物料運輸工單。 此外，采集設備的周期信號做為設備“生產”狀態和產出數量。如果周期信號延期120%，自動切換到“停機”狀態。 在調試生產時，設置設備為“鎖定”，此時產出的數量作為次品過賬。當產出達到目標數量時，系統不會自動結束工序，需要工人確定。

圖7：設備生產控制模型

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曹海勇博士往期系列文章查看：

① MES工單管理 ?以工單為核心的MES系統設計

?MES工單管理系統設計和實現（1）

?MES工單管理系統設計和實現（2）

?MES工單管理系統設計和實現（3）

?MES工單管理系統設計和實現（4）

②MES生產調度

?MES生產調度任務模型（序）

?MES生產調度功能設計和實現（1）

?MES生產調度功能設計和實現（2）

?MES生產調度功能設計和實現（3）

?MES生產調度功能設計和實現（4）

審核編輯 ：李倩