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1.*企業(yè)生產(chǎn)管理現(xiàn)狀及對策
近些年來,*企業(yè)對信息化建設(shè)的越來越重視,大部分企業(yè)陸續(xù)建立了CAD/CAM/CAE、CAPP、OA、PDM、ERP等各類軟件系統(tǒng),在車間也購置了大量數(shù)控設(shè)備,信息技術(shù)正在*企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著巨大的作用。但企業(yè)現(xiàn)有信息管理系統(tǒng)主要集中在技術(shù)和管理部門,大部分企業(yè)車間制造過程信息化仍處于空白,眾多的數(shù)控設(shè)備還處于單機(jī)工作模式,車間管理工作如計(jì)劃、派工、物料、刀具、質(zhì)量、設(shè)備等等,還處于原始的憑經(jīng)驗(yàn)、人工干預(yù)的方式。這種依靠人工的生產(chǎn)組織與管理方式已越來越不適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的需要,生產(chǎn)資源管理信息、產(chǎn)品技術(shù)信息在車間得不到快速有效利用,車間生產(chǎn)過程信息得不到及時(shí)反饋,產(chǎn)品出產(chǎn)周期難以有效監(jiān)督與控制。
隨著國家“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化,以工業(yè)化促進(jìn)信息化,走新型工業(yè)化道路”的號召,越來越多的*企業(yè)已經(jīng)深刻地意識到,企業(yè)必須立足高起點(diǎn),大力發(fā)展和應(yīng)用信息技術(shù),用*的技術(shù)管理手段變革現(xiàn)有的生產(chǎn)組織和管理模式,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程管控的數(shù)字化,不斷挖掘生產(chǎn)制造過程的潛力,從而全面提升企業(yè)的競爭力。并逐漸認(rèn)識到:以國家“兩化融合”為契機(jī),通過實(shí)施具有精益生產(chǎn)思想的、適合*企業(yè)特點(diǎn)的數(shù)字化車間管理系統(tǒng),即構(gòu)建以“精益生產(chǎn)、協(xié)同制造”為特色的廣義上的MES系統(tǒng),可很好地解決上述問題。
因此,在探討*行業(yè)MES系統(tǒng)特點(diǎn)之前,我們很有必要進(jìn)一步了解精益生產(chǎn)以及MES系統(tǒng)的概念及含義。
2.精益生產(chǎn)與MES概念
精益生產(chǎn)(LeanProduction,簡稱LP)是美國麻省理工學(xué)院汽車計(jì)劃組織(IMVP)的專家對日本豐田準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)JIT(JustInTime)生產(chǎn)方式的贊譽(yù)稱呼。精益生產(chǎn)方式是一種以zui大限度地減少企業(yè)生產(chǎn)所占用的資源和降低企業(yè)管理和運(yùn)營成本為主要目標(biāo)的生產(chǎn)方式,它是當(dāng)前工業(yè)界*的一種生產(chǎn)組織體系和方式,也必將成為二十一世紀(jì)*的生產(chǎn)體系,更是中國企業(yè)特別是*企業(yè),加強(qiáng)企業(yè)運(yùn)營管理、提高自身競爭力的發(fā)展方向。
精益生產(chǎn)zui關(guān)注的三個(gè)要素是Quality(質(zhì)量)、Cost(成本)、Delivery(交貨期),精益生產(chǎn)的主要表現(xiàn)形式:識別浪費(fèi)、持續(xù)改進(jìn);縮短交貨期、實(shí)現(xiàn)看板化的目視管理、生產(chǎn)節(jié)拍控制、現(xiàn)場管理、及時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集等。
這些技術(shù)手段體現(xiàn)到車間實(shí)際生產(chǎn)中就是:
準(zhǔn)確分析非增值勞動(dòng),提高生產(chǎn)效率,降低庫房、工具等生產(chǎn)輔助成本。
采用排產(chǎn)等技術(shù)手段,將生產(chǎn)任務(wù)分解到每一工序、每一設(shè)備、每一分鐘,并合理解決緊急插單等問題、確保生產(chǎn)計(jì)劃*,確保產(chǎn)品交貨期,確保設(shè)備利用率zui高。
實(shí)現(xiàn)目視化管理、信息zui大程度透明化。
生產(chǎn)過程控制,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品“流”的生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化生產(chǎn)。
基于數(shù)據(jù)自動(dòng)采集等*技術(shù),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確反饋,提供科學(xué)決策基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)車間計(jì)劃、執(zhí)行、資源等要素的閉環(huán)管理。
實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工序級的質(zhì)量控制,將質(zhì)量損失降低到zui低。
MES是ManufacturingExecut*tem(制造執(zhí)行系統(tǒng))的簡稱,1992年由美國*制造研究機(jī)構(gòu)AMR(AdvancedManufacturingResearch)提出,AMR將MES定義為“位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的,面向車間層的管理信息系統(tǒng)”,為操作人員、管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶需求等)的當(dāng)前狀態(tài),重點(diǎn)解決車間生產(chǎn)問題。
2004年,美國MESA協(xié)會(huì)提出了協(xié)同MES體系結(jié)構(gòu)(c-MES)的概念,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)車間級的制造協(xié)同管理。
至此,MES內(nèi)涵已經(jīng)豐富為“執(zhí)行、跟蹤、協(xié)同”等多方位,在理論體系上已經(jīng)*成熟了。
AMR的三層企業(yè)集成模型
作為離散MES系統(tǒng)的者,北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司長期致力于數(shù)字化車間系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,公司的DNC/MDC/MES系統(tǒng)在眾多*企業(yè)中得到了成功應(yīng)用,并取得了良好的效果。為更好地促進(jìn)*企業(yè)的數(shù)字化車間建設(shè),我們非常榮幸地能有機(jī)會(huì)與您一起探討、共同促進(jìn)我國*企業(yè)的數(shù)字化車間,特別是*MES系統(tǒng)的建設(shè)。
大家知道,MES的核心在于“執(zhí)行”,此處的執(zhí)行分兩層含義:首先是將ERP的生產(chǎn)計(jì)劃根據(jù)車間實(shí)際情況,將每一工序分解到每一設(shè)備、每一分鐘精細(xì)執(zhí)行;其次是通過MES的建設(shè),在車間內(nèi)部構(gòu)建計(jì)劃排產(chǎn)、作業(yè)調(diào)度、數(shù)據(jù)采集、程序管理、在制品管理、庫存管理、質(zhì)量管理等一個(gè)全閉環(huán)管理,層層緊扣,而非簡單的一個(gè)數(shù)據(jù)庫管理。
因此,可以這么說:MES就是實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)的軟件載體,而MESzui核心是計(jì)劃排產(chǎn)、數(shù)據(jù)采集和協(xié)同制造管理,這也是判斷一套軟件是否是真正意義上MES系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。
3.*行業(yè)MES系統(tǒng)的5大關(guān)鍵技術(shù)
基于以上分析,并結(jié)合我們對數(shù)字化車間的深刻理解,我們認(rèn)為*行業(yè)的MES系統(tǒng)應(yīng)充分借鑒精益生產(chǎn)等*理念,以DNC/MDC為基礎(chǔ),在排產(chǎn)基礎(chǔ)上,涵蓋計(jì)劃調(diào)度、作業(yè)管理、機(jī)床聯(lián)網(wǎng)、程序管理、物料管理、工具管理、質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場信息管理、決策支持等車間生產(chǎn)管理的方方面面,是一套模塊化、高度集成、過程透明、閉環(huán)的、體現(xiàn)協(xié)同制造、適合*企業(yè)特點(diǎn)的MES系統(tǒng)。
由于MES系統(tǒng)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的大型管理系統(tǒng),模塊眾多、涉及的技術(shù)也非常多,下面將以蘭光MES為例,重點(diǎn)介紹一下*企業(yè)MES系統(tǒng)的五大關(guān)鍵技術(shù)。
3.1.的自動(dòng)排產(chǎn)
*企業(yè)由于多品種、小批量、工序多、緊急插單多、生產(chǎn)周期要求嚴(yán)格等特點(diǎn),生產(chǎn)計(jì)劃如果全靠人工進(jìn)行制訂將是非常困難的,也經(jīng)常因?yàn)槿藶榭紤]不周而影響了整個(gè)生產(chǎn)的有序進(jìn)行。
MES作為制造執(zhí)行系統(tǒng),首要的就應(yīng)該具有排產(chǎn)功能,將ERP等上游系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃,按照交貨期、生產(chǎn)數(shù)量、優(yōu)先級、車間現(xiàn)有資源(人員、設(shè)備、物料)的有限生產(chǎn)能力,自動(dòng)制訂出科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃,細(xì)化到每一工序、每一設(shè)備、每一分鐘,進(jìn)行精細(xì)化生產(chǎn)管理。
因此,可以說自動(dòng)排產(chǎn)(簡稱APS)是*MES系統(tǒng)中*項(xiàng)zui重要的關(guān)鍵技術(shù),是衡量MES系統(tǒng)是否具有“執(zhí)行(ERP計(jì)劃)能力”的一個(gè)關(guān)鍵因素。一款的APS應(yīng)該具有以下功能:
1)支持多樣的排產(chǎn)算法
支持多種自動(dòng)排產(chǎn)算法,如:具有按交貨期、精益生產(chǎn)、生產(chǎn)周期、*庫存、同一裝夾優(yōu)先、已投產(chǎn)訂單優(yōu)先等多種排產(chǎn)方式,可滿足*企業(yè)各類復(fù)雜的排產(chǎn)要求。
2)基于設(shè)備有限產(chǎn)能的排產(chǎn)
MES與ERP在排產(chǎn)方面zui大的不同就是MES是基于有限能力排產(chǎn)的,即MES*基于車間現(xiàn)有設(shè)備產(chǎn)能進(jìn)行排產(chǎn),可準(zhǔn)確到每一道工序、每一臺(tái)設(shè)備、每一分鐘,并可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
3)具有優(yōu)化生產(chǎn)、平衡設(shè)備間加工能力
能力平衡
通過直觀的圖形、數(shù)字表示,系統(tǒng)提供機(jī)床負(fù)荷以及每臺(tái)機(jī)床生產(chǎn)任務(wù)的視圖及分析功能,可方便地優(yōu)化生產(chǎn)和平衡機(jī)床負(fù)荷,使生產(chǎn)計(jì)劃更科學(xué)更合理。對逾期計(jì)劃,系統(tǒng)可提供工序拆分、外協(xié)加工、調(diào)整設(shè)備、調(diào)整優(yōu)先級等靈活的處理措施。
3.2.全集成的協(xié)同制造
MESA協(xié)會(huì)在2004年就明確地提出了c-MES的概念,即協(xié)同MES,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了協(xié)同制造在MES的作用,而非僅僅是執(zhí)行的問題。
協(xié)同制造在*生產(chǎn)中也具有非常重要的意義。在當(dāng)前的車間生產(chǎn)中,計(jì)劃、調(diào)度、物料、工具、檢驗(yàn)、操作工等各工種間缺乏有效的協(xié)同機(jī)制,信息溝通不暢通,常常發(fā)生因?yàn)槟骋画h(huán)節(jié)的延誤而導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)拖延的情況,在MES系統(tǒng)里采用協(xié)同制造管理機(jī)制,可有效地避免這些情況,可確保整個(gè)生產(chǎn)流暢地運(yùn)轉(zhuǎn)。
蘭光MES中的協(xié)同制造平臺(tái)
在蘭光MES中,當(dāng)生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化完成后,可通過協(xié)同制造平臺(tái)向相應(yīng)子系統(tǒng)發(fā)送生產(chǎn)準(zhǔn)備指令。通過車間級的協(xié)同,物料準(zhǔn)備、工具準(zhǔn)備等各類職能人員可以提前知道相關(guān)生產(chǎn)任務(wù),便于提前進(jìn)行各類生產(chǎn)準(zhǔn)備,生產(chǎn)管理人員可實(shí)時(shí)查看到計(jì)劃的準(zhǔn)備情況、工序狀態(tài)、在制品信息、質(zhì)檢信息和生產(chǎn)過程中設(shè)備的詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)、齊套分析等內(nèi)容,通過采取及時(shí)的生產(chǎn)調(diào)度措施來應(yīng)對生產(chǎn)過程中的各種變化情況,可zui大程度地避免因某項(xiàng)工作準(zhǔn)備不足而影響車間的正常生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)車間級生產(chǎn)的全面協(xié)同管理。
3.3.自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集
很多*企業(yè)實(shí)施MES系統(tǒng),一般設(shè)備自動(dòng)化程度較高、信息化基礎(chǔ)較好的數(shù)控車間。為充分發(fā)揮這些數(shù)控設(shè)備數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化的特點(diǎn),MES系統(tǒng)的另外一項(xiàng)核心就是數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集技術(shù),對數(shù)控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)、客觀、準(zhǔn)確、自動(dòng)的采集,實(shí)現(xiàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)監(jiān)控所有機(jī)床的實(shí)時(shí)狀態(tài),以電子看板的形式隨時(shí)展示所有機(jī)床的開機(jī)、運(yùn)行、故障、生產(chǎn)進(jìn)度等狀態(tài)信息。這些實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)將與生產(chǎn)計(jì)劃形成了管理上的閉環(huán),并進(jìn)一步指導(dǎo)生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整。
1)對于數(shù)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的采集數(shù)據(jù):
支持FANUC、SIEMENS、HEIDENHAIN等在內(nèi)的上百種控制系統(tǒng)。
實(shí)時(shí)采集:可從網(wǎng)絡(luò)上的任何客戶機(jī)監(jiān)控所有機(jī)床的實(shí)時(shí)狀態(tài)。
詳盡的報(bào)告:全功能的機(jī)床狀態(tài)電子看板與電子地圖顯示,以及各種分析報(bào)告,便于了解現(xiàn)場關(guān)重設(shè)備的生產(chǎn)狀況。
針對帶網(wǎng)卡的機(jī)床,不用添加任何硬件,直接通過網(wǎng)卡采集到以下信息:
機(jī)床開機(jī)、關(guān)機(jī)。
機(jī)床的實(shí)時(shí)狀態(tài)。如運(yùn)行狀態(tài)、空閑、報(bào)警等等。
程序信息,如正在運(yùn)行哪個(gè)程序等。
數(shù)控程序加工次數(shù)。
轉(zhuǎn)速和進(jìn)給。可以實(shí)時(shí)反饋當(dāng)前的轉(zhuǎn)速S值和進(jìn)給速度F值,機(jī)床倍率。
坐標(biāo)信息。包括:坐標(biāo)、機(jī)床坐標(biāo)、相對坐標(biāo)、剩余移動(dòng)量等。
報(bào)警信息。能夠?qū)崟r(shí)反饋機(jī)床是否有報(bào)警,報(bào)警號是什么。
主軸功率等其他信息……
2)系統(tǒng)也支持條碼、觸摸屏等常見的采集手段。
除了對數(shù)控設(shè)備的自動(dòng)采集外,蘭光MES也*支持條碼自動(dòng)打印、自動(dòng)掃描、條碼內(nèi)容自由定義等功能。
條碼自動(dòng)識別技術(shù)具有輸入速度快,準(zhǔn)確度高、成本低和易操作等特點(diǎn)。在自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線和各加工過程中,使用條碼掃描隨工單上條碼,實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集。每個(gè)產(chǎn)品的每個(gè)工序都會(huì)有一個(gè)*的條碼,只需讀入產(chǎn)品上的條碼,就可以在數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)出該產(chǎn)品所有的相關(guān)數(shù)據(jù),大大便利了產(chǎn)品的質(zhì)量跟蹤和售后服務(wù)。
觸摸屏作為一種的電腦輸入設(shè)備,它是目前zui簡單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式,具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。利用這種技術(shù),用戶只要用手指輕輕地觸摸計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對主機(jī)操作,從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng),這種技術(shù)大大方便了那些不懂電腦操作的用戶。
在現(xiàn)場終端觸摸屏,可通過條碼掃描自動(dòng)識別工序,工人就能夠方便快捷地進(jìn)行工序的開工、暫停和完工反饋。
總之,數(shù)據(jù)采集是MES成功實(shí)施的重要基礎(chǔ),MES系統(tǒng)只有能夠進(jìn)行及時(shí)、全面的數(shù)據(jù)采集,并與生產(chǎn)計(jì)劃形成管理上的閉環(huán),制訂的計(jì)劃才有可執(zhí)行性,計(jì)劃才能更科學(xué)。
3.4.全透明的決策支持
為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)zui大程度上的共享,結(jié)合當(dāng)今大數(shù)據(jù)分析等*理念,MES系統(tǒng)要對這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘,實(shí)現(xiàn)過程全透明的管理,做到對生產(chǎn)中所有信息可隨時(shí)查看,并結(jié)合企業(yè)的真實(shí)需要,提供車間管理人員、各類使用人員的各類統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告,做到對生產(chǎn)計(jì)劃制訂情況、執(zhí)行情況、工段作業(yè)情況、物料、刀具、質(zhì)量、設(shè)備等幾乎所有的生產(chǎn)信息進(jìn)行綜合分析,為車間層的管理與決策提供可靠的量化數(shù)據(jù)。如:
1)機(jī)床實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀況統(tǒng)計(jì):
每臺(tái)機(jī)床或每班組加工的工件數(shù)量。
機(jī)床開機(jī)時(shí)間、機(jī)床停機(jī)時(shí)間、機(jī)床故障時(shí)間、機(jī)床運(yùn)行時(shí)間。
操作工的效率、機(jī)床利用率(OEE)等。
各種形式的日報(bào)、月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)。
可以具體統(tǒng)計(jì)到每個(gè)機(jī)床、一個(gè)班組、整個(gè)車間。
可以以餅圖、柱圖、折線圖、統(tǒng)計(jì)表格等多種方式統(tǒng)計(jì)、分析數(shù)據(jù)。
機(jī)床利用率
2)計(jì)劃制訂及完成情況統(tǒng)計(jì):
監(jiān)控、查詢所有產(chǎn)品的進(jìn)度和生產(chǎn),如:該訂單處是否已經(jīng)投產(chǎn)?交貨期能否準(zhǔn)時(shí)?是延誤還是提前?具體時(shí)間是多少?以產(chǎn)品、部件、零件、工序等多級別管理生產(chǎn),結(jié)構(gòu)清楚,一目了然。
3)物料、在制品、質(zhì)量、庫存等統(tǒng)計(jì)查詢:
物料庫存、在制品周轉(zhuǎn)、各工序的質(zhì)量、工具庫存及積壓等情況。
4)其他各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能
3.5.直觀易用的圖形化界面
由于MES系統(tǒng)的主要應(yīng)用對象是車間的各類人員,包括車間*、計(jì)劃調(diào)度人員、現(xiàn)場工人及各類生產(chǎn)輔助人員,生產(chǎn)事務(wù)繁忙,計(jì)算機(jī)水平不是很高,因此,蘭光MES系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮到了這些因素,采用直觀的圖形化界面,將生產(chǎn)中的各類抽象信息用圖形化的形式展現(xiàn)出來,非常方便使用者學(xué)習(xí)與掌握。
1)圖形化的計(jì)劃排產(chǎn)
蘭光MES系統(tǒng)除了具備強(qiáng)大的排產(chǎn)算法以外,并采用了讓人耳目一新的圖形化界面。如:計(jì)劃員可用鼠標(biāo)拖拽的方式調(diào)整機(jī)床的生產(chǎn)計(jì)劃,所有因此而受到影響的產(chǎn)品將被重新排產(chǎn)。所有的更改只有保存后才會(huì)生效,因此計(jì)劃員可以進(jìn)行各種可能排產(chǎn)的嘗試。
圖形化的排產(chǎn)界面
2)圖形化的生產(chǎn)看板
在生產(chǎn)任務(wù)管理中,蘭光MES采用“紅綠燈系統(tǒng)”的顏色,用戶很容易地查看每個(gè)任務(wù)和工序的狀態(tài),包括是否投產(chǎn)、計(jì)劃數(shù)量、交貨期、所用時(shí)間、提前(或延遲)時(shí)間、已完成數(shù)量等,非常直觀。
圖形化的生產(chǎn)看板
3)醒目的預(yù)警機(jī)制
拖期任務(wù)提醒
在計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整后,對于還未執(zhí)行的計(jì)劃,系統(tǒng)會(huì)計(jì)算分析出可能要拖期的零件和工序,并用醒目的顏色表示出來,使計(jì)劃調(diào)度人員有針對性地關(guān)注其進(jìn)度并做出快速響應(yīng)。
4)圖形化的統(tǒng)計(jì)分析
在蘭光MES系統(tǒng)中,可以自動(dòng)生成各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表,可按車間不同角色所需了解的信息來分類,可按周報(bào)、年報(bào)、月報(bào)來統(tǒng)計(jì),可按柱狀圖、餅圖、報(bào)表的形式展現(xiàn)。
圖形化的統(tǒng)計(jì)報(bào)表
4.結(jié)束語
面對復(fù)雜的*企業(yè)生產(chǎn)管理,我們一定要深入理解與貫徹精益生產(chǎn)與MES的概念與精髓,并緊密結(jié)合*企業(yè)的行業(yè)特點(diǎn)、當(dāng)前存在的問題,以及系統(tǒng)使用群體的特點(diǎn),重點(diǎn)突破上述5大關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,力爭全面涵蓋計(jì)劃調(diào)度、作業(yè)管理、物料管理、工具管理、質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場信息管理、決策支持等車間生產(chǎn)的各個(gè)方面,構(gòu)建具有*特色的MES系統(tǒng),可有效地提升企業(yè)的運(yùn)行效率、降低生產(chǎn)成本、全面增強(qiáng)企業(yè)競爭力,為打造國內(nèi)的數(shù)字化工廠奠定良好的基礎(chǔ)。
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2025第十一屆中國國際機(jī)電產(chǎn)品交易會(huì) 暨先進(jìn)制造業(yè)博覽會(huì)
展會(huì)城市:合肥市展會(huì)時(shí)間:2025-09-20