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關鍵詞:制造執(zhí)行;管理系統(tǒng);應用
中圖分類號:TP315
1 mes的產生、發(fā)展及其模型
1.1 單一功能的MES系統(tǒng)
MES系統(tǒng)在20世紀70年代后半期出現時只具備簡單的功能,比如:設備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),質量管理系統(tǒng)以及生產進度跟蹤、生產統(tǒng)計等功能,只能夠運用在一些個別問題上,不能提供完整的實施方案。與此同時,制造企業(yè)也分為進行ERP層與DCS層的使用工作,導致出現了橫向系統(tǒng)之間的信息孤島(island of information)以及MRP、MRPⅡ和DCS之間形成缺損環(huán)或鏈接(missing ring or link)等問題。
1.2 T-MES原型
為解決以上件簡述的問題,在20世紀80年代中期,生產現場的信息系統(tǒng)開始發(fā)展,生產進度跟蹤信息系統(tǒng)、質量信息系統(tǒng)、績效信息系統(tǒng)、設備信息系統(tǒng)以及整合已經達成共識。在生產現場開始發(fā)展的同時,過程控制系統(tǒng)和生產技術系統(tǒng)也在與時俱進,產生了由POP(生產現場管理,point of production)與SFC(車間級控制系統(tǒng),shop floor control)組成的傳統(tǒng)的MES(traditional MES,TMES)。
1.3 處于信息化中間層的MES
20世紀90年代初期,將業(yè)務系統(tǒng)和控制系統(tǒng)集成在一起的制造執(zhí)行系統(tǒng)的重要性,隨著工業(yè)的快速發(fā)展逐漸體現出來。簡單來說,制造執(zhí)行系統(tǒng)就是一個特定系統(tǒng)集合的總稱,主要用來表現一些特定的功能的集合以及實行這些特定功能的產品。1992年,美國的AMR(advanced manufacturing research)公司提出了制造業(yè)的三層模型(3rd layer model)的概念(見圖1),清楚的敘述了每一層的功能和重要性,并把位于計劃層和控制層中間的執(zhí)行層稱為MES。制造企業(yè)的神經系統(tǒng)主要由MES和上層的ERP(業(yè)務管理系統(tǒng))以及底層的DCS(控制系統(tǒng))組成,能夠把業(yè)務計劃指令傳達到生產現場,同時收集生產現場的信息,對信息進行及時的上傳、處理。MES不單單是管理生產現場工作,同時它作為上、下兩層之間傳遞信息的紐帶,起到連接現場層和經營層的作用,為制造企業(yè)帶來更多的生產效益。而MES是運用各種制造過程中的重要信息系統(tǒng),他并非一個特定行業(yè)的概念。在制造行業(yè)中,ERP系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)比MES起步來得早,大部分已經實現,但由于二者之間存在著空隙和夾縫,因此需要MES層將兩者進行有效合并,起到一個過渡的作用。最開始,MES沒有明確主要包含的范圍,所有無法確定的分配給其它層的應用程序和產品都歸屬到MES的范圍中,而這些產品主要是通過系統(tǒng)集成商針對某種特定的用戶進行開發(fā)的程序演變而來,并且通常都是針對某個特定的領域(如排產、質量、產品跟蹤等)的。
圖1 1992年AMR提出的三層模型
2 MES的應用現狀
2.1 國外應用廣泛且效益顯著
MES在國外的企業(yè)界和學術界中得到極大的關注,同時設立了以MES為核心的MESA協(xié)會,促進制造企業(yè)對MES的技術研究和推廣使用。MES在石油、化工、醫(yī)藥等制造業(yè)中開始運用,取得了巨大的經濟效益。在對MES使用統(tǒng)計報告中,可以知道在使用制造執(zhí)行系統(tǒng)的制造企業(yè)中,平均制造循環(huán)時間降低了45%,數據錄入時間減少了75%,縮短了交貨周期32%,文檔以及紙介轉換量56%等,同時更好的促進國外的經濟發(fā)展,形成了一大批MES專業(yè)研發(fā)公司。
2.2 國內典型企業(yè)成功應用且正在推廣
系統(tǒng)是以控制層為基礎的一種生產制造過程的計算機在線管理信息系統(tǒng)。由于國內制造企業(yè)在生產過程中廣泛的應用DCS控制系統(tǒng)實現計算機控制,導致生產過程中人工管理已不適應現代化的管理方式,迫切需要計算機管理系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工管理,為此,一些企業(yè)開始研究開發(fā)一寫簡單的生產管理系統(tǒng),并且取得明顯的效果,從根本上加大了對MES的使用范圍,促進MES的廣泛運用。
3 MES發(fā)展趨勢
隨著我國制造業(yè)的逐漸強大,市場競爭愈來愈激烈,企業(yè)之間的市場競爭已逐漸演變?yōu)閮r值鏈之間的競爭。企業(yè)越發(fā)重視MES在制造過程中的應用,不斷的強調MES與企業(yè)內部的價值鏈以及其他系統(tǒng)人員的集成能力,就是為了更好的發(fā)揮其作用,利用企業(yè)內協(xié)同價值鏈中所有的實體共同完成制造企業(yè)的產品設計、供料、制造、運輸以及服務等工作。由于MES是協(xié)同制造中核心組成部分,因此更為注重向協(xié)同方向的轉變與發(fā)展。制造業(yè)的整體解決方案指的是以MES為核心,從而向制造企業(yè)中的管理系統(tǒng)之間的經營管理過程延伸的解決方法。隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展,制造業(yè)的整體解決發(fā)方案也在不斷的完善。為此,國外的MESA協(xié)會改名為制造企業(yè)解決方案協(xié)會,(Manufacturing Enterprise Solution Association)。
由于MES的重要性逐漸顯現出來,開始在更多的企業(yè)開始推行,所以,MES的標準化研究得到更多的關注。如:ISA(International Fed-eration of the national standardizing Associations)的sp95系列標準,提出了MES標準模型和術語、對象模型屬性、制造信息活動模型、制造操作對象模型。
隨著市場競爭力越來越大,因此企業(yè)為了更好的提高自身競爭力,加強企業(yè)的影響力,企業(yè)對產品的質量、成本等方面要加大控制力度,提高要求,因此,給MES的帶來了巨大的壓力和挑戰(zhàn)。目前我國集成制造、敏捷制造等先進的生產模式在不斷的推廣使用,和技術的發(fā)展,MES將向智能化的方向發(fā)展。
4 結束語
綜合以上所述,MES是制造企業(yè)在計算機在線制造過程中的管理系統(tǒng),它以計劃、執(zhí)行、控制三層結構為基礎,它不但能夠幫助企業(yè)處理生產過程中產生的具有管理和生產雙重性質的信息,同時將生產信息和管理信息相互轉化,以及起到加工、傳遞的作用。MES某些程度上作為制造企業(yè)連接生產活動和經營活動的橋梁存在,幫助制造企業(yè)更好的提升其靈活性和實現全局優(yōu)化。縱觀MES的發(fā)展歷程,不難看出,MES以由過去的單一化逐漸向現代化、協(xié)同化、智能化方向開始發(fā)展,同時,制造企業(yè)整體解決方案正在以MES為核心逐漸形成完善的方案。所以應在可持續(xù)發(fā)展的基礎上,把握我國制造業(yè)逐漸強大的良好時機,加大MES的技術研究力度,促進MES的推廣運用,盡快形成具有自主知識產權,并且符合我國制造業(yè)發(fā)展特點的制造執(zhí)行系統(tǒng),打造一套可行的制造企業(yè)整體解決方案。
參考文獻:
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【關鍵詞】電子制造業(yè);執(zhí)行管理系統(tǒng);績效評估
MES在企業(yè)發(fā)展進程中,是協(xié)助企業(yè)進行生產控制的一種執(zhí)行手段,能夠實現通過信息傳達,保證訂單下達直至完成的整個過程中進行管理優(yōu)化,實現對企業(yè)管理系統(tǒng)的集中控制。在電子制造業(yè)當中進行制造執(zhí)行管理系統(tǒng)的應用,能夠有效實現企業(yè)生產運營,保證企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
一、電子制造業(yè)生產特點
隨著社會科技水平的逐漸提升,使得電子制造業(yè)產品更新較快,對于電子產品的實際需求也呈現個性化特點,導致量少品種多的特點,品質在實際生產過程中很難掌握。電子制造業(yè)屬于勞動密集型產業(yè),實際生產過程加工復雜,部分管理內容依舊需要計算機進行實際控制。
通過電子制造業(yè)本身的特點能夠看出,其對于制造執(zhí)行管理的依賴程度相對較高。制造執(zhí)行控制系統(tǒng),與電子制造企業(yè)自身資源管理具有密切關系,是保證企業(yè)內部控制水平的關鍵。制造執(zhí)行管理系統(tǒng)應該明確企業(yè)內部實際發(fā)展中的績效標準,保證企業(yè)發(fā)展按照相應標準實現發(fā)展方向規(guī)劃,并根據具體數據做出相應調整。MES在電子制造業(yè)的實際發(fā)展中,在電子制造業(yè)當中起到紐帶作用,對企業(yè)發(fā)展具有重要意義。
二、MES模塊介紹
制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(Manufacturing Execution Solutions Association)將MES各個功能模塊分為幾個部分:
1.操作/細節(jié)調整
操作/細節(jié)調整(Operations/Detail Scheduling)這項功能主要是針對生產單位優(yōu)先級,在操作當中對生產順序以及整個系統(tǒng)運行進行集中調控,實現正常順序運行,保證對整個生產過程進行調整,實現企業(yè)針對微小問題的操作,促進電子制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
2.資源分配與狀態(tài)
資源分配與狀態(tài)(Resource Allocationand Status)是對于整個企業(yè)當中的資源進行實際管理。包括各種生產設備的正確使用,實時明確設備運行狀態(tài)。對于電子制造業(yè)的實際發(fā)展中具有重要作用。滿足企業(yè)生產標準,通過將企業(yè)內部資源進行集中調控,實現資源的合理利用,保證企業(yè)內部具備更大發(fā)展價值,實現電子制造業(yè)市場競爭水平的提升。
3.分配生產單位
分配生產單位(Dispatching Production Units),整個系統(tǒng)針對各生產單位進行物流管理,通過各個指令實現對整個生產單位的調控。 MES在進行實際控制過程中,能夠實現對于整個計劃進行實際控制,并且能夠改變已經下達的指令,進行重新補救生產,實施控制生產線負荷。
4.文檔控制
文檔控制(Document Control)只要是對電子制造企業(yè)內部信息進行掌握,保證功能在進行實際控制過程中,明確需要維護的表格以及記錄。其在進行實際管理過程中,能夠及時向操作人員提供數據,實現管理與控制的完整性。同時能夠保證信息收集穩(wěn)定性,實現對信息的有效控制,為電子制造行業(yè)內部提供決策保證。
5.數據采集與獲取
數據采集與獲取(Datacollection/Acquistion)功能主要是與控制功能進行集成,獲取生產過程中的實際參數以及數據。采集過程分為數據采集以及人工采集,通過兩種形式實現采集過程,保證采集數據質量。
6.人力資源管理
人力資源管理(Labor Management)通過對員工的實際考勤進行考察,生產操作記錄、裝配記錄、數據采集記錄進行分析,評價工人熟練程度,通過成本核算,實現企業(yè)薪資系統(tǒng)原始數據管理。對于企業(yè)內部人員按照企業(yè)實際發(fā)展方向進行集中分配,保證企業(yè)在實際發(fā)展具備人才保證,實現各個崗位人才優(yōu)勢的發(fā)揮,促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
7.質量管理
質量管理(Quality Management)對于整個企業(yè)生產數據進行實際分析,對質量參數做出具體反應,保證產品的質量。同時系統(tǒng)針對生產過程中的質量問題提供相應的糾錯方案,對于相關產品以及原因進行分析,通過質量跟蹤的形式達到改善目的。
8.過程管理
過程管理(Process Management)是對整個生產加工過程進行實際管理,保證每一道工序在具體運行過程中的安全性,實現對操作過程的監(jiān)管。對于操作人員錯誤操作進行提示、預警、糾正,實現生產過程規(guī)范化管理。對員工在實際操作中的準確性進行分析,實現操作過程數據比較,正確進行記錄。同時,針對生產過程中的不同產品,會按照不同工序的檢驗標準,實現生產工藝有效檢驗,保證企業(yè)生產過程效率性提升。
9.維護管理
維護管理(Maintenance Management)是保證整個運行安全的關鍵,在生產設備運行過程中,實現對生產設備的運轉情況進行分析,保證生產環(huán)節(jié)設備運行效率提升。
三、電子制造業(yè)制造執(zhí)行管理系統(tǒng)績效評估內容與指標
在電子制造業(yè)當中,MES能夠使得企業(yè)在實際運行過程中管理效益有所提升,對促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
1.技術指標評價
MES是一項系統(tǒng)管理方法,有具體的技術指標特性,對于整個系統(tǒng)運行安全以及維護有著重要意義。其技術指標具體有以下幾個方面:新技術與管理思想、系統(tǒng)高可靠性以及高效率、再造性與整合性提升、系統(tǒng)功能的完善程度、保證維護安全性、實施時間長短問題以及系統(tǒng)生命周期長短問題。
2.財務指標評價
財務指標評價,是反應整個電子制造業(yè)發(fā)展盈利與否的關鍵。反應企業(yè)在實際發(fā)展中的運營情況,保證企業(yè)管理實施效率保障的一項重要指標。指標當中主要包括以下內容:項目全生命周期成本、年利潤指標、資金周轉率、存貨周轉率、全員勞動生產率、市場占有率、短投資回報周期、NPV。
(1)項目全生命周期成本:其中包括在企業(yè)實際生產中,采購費用、開發(fā)維護費用、管理費用以及財務費用。在進行MES開發(fā)設計到最終具體執(zhí)行的過程中,全生命周期成本就是整個項目在具體實施當中的成本,其中包含開發(fā)成本以及維護成本。
(2)年利潤指標:年利潤指標是保證企業(yè)內部生產與發(fā)展營利性的集中體現,其中包括年度利潤額以及年度利潤率,通過MES具體實施,使得內部年利潤指標不能夠及時反應,只能夠反應部分利潤率。
(3)資金周轉率:是反應電子制造行業(yè)經營狀況的一個集中體現,代表電子制造業(yè)內部企業(yè)資金周轉速度。
(4)存貨周轉率:存貨在企業(yè)內部生產運營當中的變動性,直接影響著企業(yè)內部資產的利用效率,保證存貨周轉率對于企業(yè)資金利用具有重要意義。
(5)全員勞動生產率:全員勞動生產率指的是,員工在電子制造行業(yè)當中,平均單位生產數量。對全員勞動生產率進行實際分析,能夠實現對員工的整體綜合素質進行檢查,對于實際技術掌握程度進行掌握,明確員工為企業(yè)帶來的利潤回報。
(6)市場占有率:市場占有率是體現電子制造業(yè)產品在市場占據的比重,體現企業(yè)在市場經濟環(huán)境中的占據的競爭地位。同時表明市場對于企業(yè)產品的認可度,產品制造行業(yè)產品質量關系著產品市場占有率。
(7)短投資回報周期:投資是企業(yè)擴張的一個重要手段,短投資回報周期表示投資時間極端,并且相對投資價值較高的項目。實現企業(yè)在短期內經濟增長,促進企業(yè)發(fā)展。
(8)NPV:NPV即較好的凈現值,是將企業(yè)未來發(fā)展資金流入以及流出形式換算成現值,明確電子制造業(yè)項目實際預期目標凈貨幣收益以及虧損狀況,保證企業(yè)有效的投資控制,實現企業(yè)資金利用率提升。
3.管理效果定量評價
制造執(zhí)行管理系統(tǒng),是一項保證企業(yè)有效運行的重要內容,對企業(yè)的實際管理具有重要意義。其中管理效果定量評價方式,就是對整個系統(tǒng)管理程度的綜合考量,其中包括的主要內容有:系統(tǒng)流程運行過程中的合理以及高效率性、制造執(zhí)行管理系統(tǒng)管理水平和效率、客戶滿意度以及信息服務的質量與水平。
(1)制造執(zhí)行管理系統(tǒng)管理水平和效率:優(yōu)秀的制造執(zhí)行管理系統(tǒng),能夠促進電子制造業(yè)的內部管理,實現管理方法以及管理模式的創(chuàng)新,使得企業(yè)管理水平明顯提升。同時應該是的制造執(zhí)行管理系統(tǒng)滿足企業(yè)發(fā)展需要,實現智能化的發(fā)展標準,適應現代企業(yè)發(fā)展需求。通過多方面的實際衡量,實現整個制造執(zhí)行管理系統(tǒng)的安全性,明確其在電子制造行業(yè)當中的應用意義。保證制造執(zhí)行管理系統(tǒng)在企業(yè)進行實際管理過程中起到推動作用,促進管理水平以及管理效率的提升,保證企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
(2)信息服務質量與水平:信息服務質量是現代企業(yè)發(fā)展重要內容,良好的信息服務質量能夠促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展,實現企業(yè)經濟效益的提升。制造執(zhí)行系統(tǒng)能顧為企業(yè)提供準確信息服務水平,使得企業(yè)在實際發(fā)展中明確企業(yè)發(fā)展方向,電子制造業(yè)應該提升產品質量,滿足市場經濟發(fā)展需求,為戰(zhàn)略性經營發(fā)展奠定基礎。
(3)客戶滿意度:客戶滿意度是保證企業(yè)市場需求的關鍵,良好的客源基礎,能夠實現企業(yè)營銷工作開展的順利進行。制造執(zhí)行管理系統(tǒng)在企業(yè)當中的實際應用,使得客戶滿意度得到極大提升。對于制造執(zhí)行管理系統(tǒng)評估依舊應該重視以下幾點進行實際衡量客戶滿意度:第一,制造執(zhí)行管理系統(tǒng)設計應該重視一個戶服務為向導,提升產品質量以及服務質量;第二,是否能夠為用戶提供歷史查詢功能,實現具體數據對接,保證與客戶系統(tǒng)進行實際整合;第三,支持明確質量目標實際管理以及質量改進,保證客戶滿意度提升。
以上針對電子制造業(yè)的制造執(zhí)行管理系統(tǒng)評價體系,不僅僅對于電子制造業(yè)有效果,同時也適應于其他生產制造企業(yè),只是由于電子制造業(yè)本身特性影響,使其在電子制造業(yè)當中更加適用。
四、結論
綜上所述,對電子制造行業(yè)執(zhí)行管理系統(tǒng)績效評價進行研究,通過科學、具體的方法對執(zhí)行管理系統(tǒng)進行實際評估,在企業(yè)生產管理中實現執(zhí)行管理系統(tǒng)的重要內容,保證企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。同時,對于整個電子生產制造企業(yè)進行有效管理,能夠提升我國電子制造業(yè)抗風險能力,實現經濟全面增長。
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對于我國去年提出的單位國內生產總值能耗降低4%的目標,“盡管鋼鐵行業(yè)做了很大努力,可是并沒有完成這一目標?!敝袊撹F工業(yè)協(xié)會信息化專務理事漆永新日前在接受記者采訪時表示。
節(jié)能降耗一直是鋼鐵行業(yè)所面臨的嚴峻問題,國家在“十一五”期間又提出單位國內生產總值能源消耗降低20%左右。漆永新認為,只喊口號沒有用,要進一步利用自動化技術、信息技術等促進鋼鐵業(yè)的節(jié)能降耗。經過記者調查發(fā)現,能源管理系統(tǒng)(EMS)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、設備自動化及新工藝是幫助鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗的三大法寶。
需要健全EMS
鋼鐵廠的能源消耗占鋼鐵成本的20%~40%,建設集中統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)(EMS)勢在必行,上海寶信軟件公司副總經理叢力群認為:“通過能源管理系統(tǒng)對能源數據進行分析、處理和加工,工作人員能實時掌握系統(tǒng)的狀態(tài)。”他說,比如當企業(yè)出現用電高峰或低谷時,工作人員可以從全局角度了解這種需求,并通過對電力系統(tǒng)進行合理調整,確保系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)。叢力群介紹,EMS還有利于工作人員及時采取措施,防止故障進一步擴大。鋼廠通過優(yōu)化能源管理,有效地減少高爐煤氣的排放,減少了環(huán)境污染,也提高了能源的合理利用率。
上海寶鋼自1991年投產以來,噸鋼綜合能耗年平均降低1.6%,據估計,其中50%的節(jié)能貢獻來自能源管理系統(tǒng)。寶鋼每年節(jié)約8.8萬噸標準煤,價值在2530萬元。據寶鋼內部分析,寶鋼全廠EMS的建設,可使能源系統(tǒng)的運行管理效率提高約5倍,能源系統(tǒng)日常管理成本減少近100%,能源實時平衡能力增加一倍以上,EMS的綜合效益在4元/ 噸鋼左右。
“可是,我國鋼鐵企業(yè)中建立起集中統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)只有寶鋼一家?!敝袊撹F工業(yè)協(xié)會信息化專務理事漆永新說。
事實上,國內諸多大型的鋼鐵企業(yè)都建有相應的EMS,但是都沒有進行集中統(tǒng)一管理。首鋼總公司信息部副處長王福生告訴記者,在首鋼,對于電、水、煤氣等能源的管理都建有相應的系統(tǒng),可是由于首鋼搬遷工程一直沒有完成,所以對各個系統(tǒng)的集中管理一直沒有做?!霸谛率卒摰慕ㄔO中,我們已經對EMS的集中統(tǒng)一管理有了規(guī)劃。”他說。
談起對EMS的建設,武漢鋼鐵集團公司資訊管理部部長張漢欣舉例說,在對電力的管理上,武鋼通過更換電表,實現了數據的自動傳輸,工人不需要再到現場抄表。但由于能源系統(tǒng)所涉及的方面較多,管網的分布也比較復雜,所以要實現對能源的統(tǒng)一管理還有一定的難度。張漢欣說:“我們正在做相應的設計,并計劃下一步開發(fā)集中統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)。”
作為實現節(jié)能降耗的重要力量,能源管理系統(tǒng)的建立十分復雜。叢力群認為,由于能源工藝系統(tǒng)分散、面廣量大,在進行能源管理系統(tǒng)建設時,只有實現了EMS與ERP或與MES系統(tǒng)的無縫集成,才能使能源管理系統(tǒng)成為企業(yè)資源管理的有機組成部分?!靶畔⒌慕换プ饔媚茌^好地解決能源系統(tǒng)評價中的不科學因素,在公司層面及時掌握能源消耗情況,并對環(huán)境狀況做出估計。”叢力群說。
關鍵應用MES
“如今鋼鐵企業(yè)正在實施或已實施了ERP,而制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)恰好是在ERP管理層與底層控制之間架起了一座橋梁,填補了兩者之間的空隙?!睆V東省韶關市鋼鐵公司信息部部長黃健美說,“另一方面,在鋼鐵企業(yè)內部,各生產廠/生產工序的自動化水平都在不斷提高,工序或工廠級系統(tǒng)不斷建立起來,但鋼鐵企業(yè)是一個流程型企業(yè),企業(yè)需要一個集中、高效的生產管理系統(tǒng)。”因此,MES的應用不僅僅是企業(yè)節(jié)能降耗的有效途徑,也是實現鋼鐵企業(yè)信息化不可或缺的一部分。
叢力群介紹,MES強調的是計劃在現場執(zhí)行時的柔性、現場績效考核的可操作性以及能源消耗、工序成本的動態(tài)可控性。浙江中控公司MES運營部經理趙路均認為,MES系統(tǒng)強調工序間的銜接,能監(jiān)控和預測生產中的異常情況和瓶頸所在,達到按需使用能源、分析能源的成本,科學和循環(huán)地利用能源,將生產的成本控制在生產的“過程中”,最終實現整體節(jié)能降耗的目標。據寶鋼股份梅鋼公司財務部統(tǒng)計,梅鋼集成制造執(zhí)行系統(tǒng)投入運行后,整個“板帶鋼集成制造執(zhí)行系統(tǒng)”在投運一年(2005年)就取得了1.07億元的經濟效益。
談到MES在節(jié)能降耗中的作用,武鋼張漢欣也舉例說,比如對于鋼鐵企業(yè)來說,如何提高煉鋼過程中熱裝熱送的比例,對于降低能源消耗、降低成本來說非常重要。在這方面,MES具有不可替代的作用,它把煉鋼、連鑄、熱軋等多個上下工序作為一個整體編排計劃,大大提高了熱裝熱送的比例?!鞍堰€處于高溫狀態(tài)的鋼鐵拿去加工,總比等到它冷卻下來之后再加工要節(jié)省能源?!睆垵h欣說。
MES不僅體現在經濟效益上面,還體現在集成方面。叢力群介紹,寶鋼股份梅鋼公司實現了能源管理與生產系統(tǒng)配套建設,在完成能源管理應用功能的基礎上,實現了MES系統(tǒng)與梅鋼公司ERP系統(tǒng)緊密集成。看來,只有通過將現有系統(tǒng)進行整合,才能使它們發(fā)揮出各自最大的作用。
用IT改造設備和工藝
更新底層設備和改造工藝也能對節(jié)能降耗起到良好的效果。重慶鋼鐵公司副總經理李強嬌就認為,即使工藝流程和管理流程再優(yōu)化,如果所使用的設備還是高耗能設備,企業(yè)所達到的節(jié)能降耗效果也十分有限。因此,對于很多鋼鐵企業(yè)而言,利用先進的節(jié)能降耗設備不失為一種明智之舉。對于這一觀點,鞍鋼礦業(yè)信息開發(fā)部部長劉志東也十分認同。
河北省已經有所行動,該省公布了2007年底前第一批淘汰的落后鋼鐵生產裝備的企業(yè)名單。河北省發(fā)改委還表示,力爭到2007年底淘汰200立方米及以下高爐,20噸及以下轉爐和電爐,30平方米以下燒結機。
通過淘汰落后設備的方式進行節(jié)能降耗不難理解,但漆永新認為,雖然我國許多鋼鐵企業(yè)已經實現了底層設備的自動化控制,實施了MES、ERP等信息化系統(tǒng),可是在新產品、新工藝的研發(fā)上還沒有實現數字化。因此,還沒有一家鋼鐵企業(yè)能夠稱得上“數字鋼鐵”。
據漆永新介紹,通過新產品、新工藝研發(fā)的數字化,不僅僅可以實現節(jié)能降耗,更重要的是能夠推動我國鋼鐵行業(yè)的全面產業(yè)升級。鋼鐵行業(yè)利用傳統(tǒng)方式進行對新產品、新工藝的研發(fā)花費較大,一旦實驗失敗,不僅會造成巨大的浪費,同時也會影響正常的生產。正因為如此,利用IT技術進行模擬就顯得尤為迫切。
[關鍵詞] 相關性 制造執(zhí)行系統(tǒng) 作業(yè)成本法
卡普蘭和約翰遜在《相關性的遺失:管理會計興衰史》中指出相關性喪失的主要原因可能是:1.當時的信息處理技術使得將資源準確追溯到復雜制造工程中的各種產品上要花費大量成本,收集這些資源消耗信息來核算產品成本從而評估各種產品的獲利性并不符合成本/效益原則;2.直接以產量為基礎分攤間接成本的傳統(tǒng)核算方式,雖然企業(yè)的總成本核算正確,但卻扭曲了各個產品之間的真實成本,擴大高產量產品成本,縮小低產量產品成本,加劇了成本信息相關性喪失問題;3.外部資本市場的發(fā)展,企業(yè)開始提供對外財務報表對相關性的喪失則起到了推波助瀾的作用。成本相關性最主要的是對內決策的相關,在資本市場高度發(fā)達的國家中,相關性是比可靠性更重要的質量特征。而如今全球化的經濟形勢下,各種成本因素上升,步入微利時代,如何獲得高于競爭對手的利潤,如何獲得成本優(yōu)勢將是一個重要的研究內容。成本信息的相關性,不管是對內管理,還是對外報告,都將會是其中的關鍵。
既然已經知道成本信息喪失相關性的原因以及傳統(tǒng)管理會計系統(tǒng)的缺陷所在,那么我們便可以對癥下藥,以“信息化”以及“作業(yè)成本法”這一“處方”解決相關性喪失的問題。
產品成本核算的其實是產品對企業(yè)資源的消耗,而要想得到相關性的成本信息,就必須根據實際的生產情況,獲得可靠的資源消耗數據用于成本核算。隨著目前企業(yè)自動化水平的提高,生產數據已經是生產過程的一部分,企業(yè)各個層次的生產過程都經計算機實時控制,在控制的同時記錄了實時生產過程信息,這些信息用來指示做什么、何時做、花費多長時間、使用了多少原材料、最后產出是多少,成本管理系統(tǒng)只需要對這些數據進行記錄和處理,以維持一個連續(xù)的產出和資源消耗記錄即可獲得相應的成本信息。同時信息技術的發(fā)展,信息處理、加工成本下降,同時追蹤記錄企業(yè)不同產品不同生產線上資源消耗情況成為可能,因此獲得相關的成本信息帶來的效益將遠遠大于為此而付出的成本。
那么如何獲得生產過程中的這些實時生產信息,從而用于成本管理系統(tǒng)的核算?答案就是利用MES。
MES(Manufacturing Execution System,制造執(zhí)行系統(tǒng)),“位于上層計劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間的、面向車間層的管理信息系統(tǒng)”,是美國管理界在20世紀90年代提出的新概念,MESA(MESA的專業(yè)組織)對MES的定義是:MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優(yōu)化管理,當工廠發(fā)生實時事件時,MES能對此及時做出反應、報告,并用當前的準確數據對他們進行指導和處理。對狀態(tài)變化的迅速響應使MES能夠減少企業(yè)內部沒有附加值的活動,有效地指導工廠的生產運作過程,從而使其既能提高工廠及時交貨能力,改善物料的流通性能,又能提高生產回報率。MES還通過雙向的直接通信在企業(yè)內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行為的關鍵任務信息。因而它是一種由下而上實時掌握現場狀況的信息管理系統(tǒng),反映計劃的執(zhí)行情況、以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等方面)的當前信息,當然它也提供了計劃方面的信息。
MES從生產層獲取物料、設備、人力、工時的有關的基礎數據,也就是每種產品消耗的直接人工費、直接材料費和制造費用數據,且MES做到了對生產過程的實時監(jiān)控和及時獲取數據,將原來的事后管理提升到事中管理。
利用MES獲得了現場的生產數據之后,便可以進行成本核算。直接成本的核算和傳統(tǒng)方法下一樣,間接成本的核算采用的是作業(yè)成本法。作業(yè)成本法的核心思想是“產品消耗作業(yè),作業(yè)消耗資源”,即把企業(yè)消耗的資源按資源動因分配到成本(作業(yè))中心,再根據產品消耗作業(yè)的多少把作業(yè)成本分配到成本對象,通過兩步的間接費用分配過程,同時實現了成本計算與成本管理。并且在實施作業(yè)成本的過程中,就已經將包含了非財務指標的績效考核系統(tǒng)融合在內,通過對這些非財務指標的考核,就可以發(fā)現哪些流程的資源消耗不能帶來產品增值,哪些作業(yè)是非增值作業(yè),哪些是增值作業(yè),為優(yōu)化作業(yè)流程奠定了基礎,加上利用數據挖掘技術挖掘分析歷史成本信息,做出成本預測,從而在產品的加工過程中就可以設置成本控制點,即實現了在成本發(fā)生的源頭就進行成本節(jié)約。
基于以上的分析可以得出,要想重獲成本信息相關性,可以嘗試利用MES從生產控制過程實時獲得成本數據,并通過作業(yè)成本法分配間接費用,盡可能使產品成本是實際消耗資源的數量,從而解決成本信息相關性喪失的問題,同時這些成本信息又可以滿足對外報告的需要。
參考文獻:
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[2]顧敏:制造執(zhí)行系統(tǒng)與車間成本管理[J].企業(yè)與經濟管理,2007年第7期
在經濟全球化的今天,中國作為制造大國,也成為全球供應鏈中緊要的一環(huán)。近年來,中國的制造企業(yè)在提高自身競爭力方面做出了非常多的努力,其中很大一部分都著力于提升企業(yè)的制造信息化水平。企業(yè)紛紛進行了相應CAD(Computer Aided Design,計算機輔助設計)/CAM (Computer Aided Manufacturing,計算機輔助制造)/ERP(Enterprise Resource Planning, 企業(yè)資源計劃)等信息系統(tǒng)的配置,生產效率較之從前的傳統(tǒng)生產局面已有了很大提高??梢哉f,這期間國內制造企業(yè)完成制造信息化的“第一次革命”。然而,隨著經濟的飛速發(fā)展,市場對企業(yè)提出了更高的要求,LEANManufacturing(精益制造)、MTO(按訂單生產)、零庫存生產、資源外置、協(xié)同生產等等全新的生產及管理理念不斷地沖擊著企業(yè)管理者的大腦——企業(yè)已經投入了大量資金及人員用于基礎信息平臺(CAD/CAM)的建設,也引入了PCS(Process Control System,過程控制系統(tǒng))、ERP 等先進管理手段,為何生產效率和生產力仍然處于較低水平?在一個完整的信息化制造流程中,每一個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,密不可分。而其中一個重要的環(huán)節(jié)往往被企業(yè)忽略掉了,這就是MES(Manufacturing Execution System,制造執(zhí)行系統(tǒng))。它用于管理人員實時掌控制造企業(yè)最重要的部門——車間的生產情況,可直接與設備聯(lián)結,有效提高生產過程的可視化程度,實時提供生產中的每一步的信息。這些信息將協(xié)助企業(yè)提升工廠效能、應對日漸苛刻的生產交貨期。這樣MES在計劃管理層ERP與底層控制PCS之間架起了一座橋梁①,其功能如圖1-1所示。
本文從MES
第二章 MES在中國的現狀及研究意義
第一節(jié) 傳統(tǒng)的MES(T-MES)
傳統(tǒng)的MES可大致分為兩大類:專用的MES系統(tǒng)(Point MES) 和整合的MES系統(tǒng)(Integrated MES)。專用的MES是指為解決某個特定領域問題,如車間維護、生產調度而開發(fā)的單獨應用系統(tǒng)。整合的MES則是針對一特定行業(yè)如航空、裝配、半導體、食品和衛(wèi)生等行業(yè)而設計,具有一定的通用性。并且逐步加強了與上層事務處理和下層實時控制系統(tǒng)的集成能力。
我國對 MES的研究開發(fā)起步較晚,目前主要停留在MES思想、內涵及體系結構方面的研究上,應用系統(tǒng)開發(fā)一般局限于 MES單一功能。一些大學和科研院所等單位在國家863計劃資助下在 MES理論與應用系統(tǒng)開發(fā)方面做了一定的工作。但目前存在著很多問題,例如:(1)可集成性差;(2)缺乏智能性和敏捷性;(3)缺乏非常規(guī)信息條件下的科學決策方法。
由于工廠可能會從不同的軟件供應商購買適合自己的MES模塊,使得MES系統(tǒng)包括了很多子系統(tǒng),這些子系統(tǒng)都有各自的處理邏輯,數據庫,數據模型和通信機制。為了實現與外部系統(tǒng)的集成,往往采用API技術,OLAP技術和相應的通信機制。其中,外部應用系統(tǒng)的調用和插入使用API的方式,而應用EDI技術和外部環(huán)境進行數據交換。
雖然專用的MES能夠為某一特定環(huán)境提供最好的性能,卻常常難以與其它應用集成,整合的MES比專用的MES邁進了一大步,具有一些優(yōu)點如:單一的邏輯數據庫,系統(tǒng)內部具有良好的集成性,統(tǒng)一的數據模型等等。但其整個系統(tǒng)重構性能弱,很難隨業(yè)務過程的變化而進行功能配置和動態(tài)改變。為了解決傳統(tǒng)EMS
的不足,可集成MES (Integrated MES,I-MES)逐漸成為人們研究的熱點。
第二節(jié) 可集成的MES(I-MES)
MES是近10年來在國際上迅速發(fā)展、面向車間層的生產管理技術與實時信息系統(tǒng),它是實施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略、實現車間生產敏捷化的基本技術手段。在我國實施的CIMS戰(zhàn)略中,車間自動化一直是一個薄弱環(huán)節(jié),而實施MES則是提升車間自動化水平的有效途徑,因此 MES技術的推廣應用可有力促進 CIMS的發(fā)展。另一方面,隨著CAD/ CAM及 ERP在制造企業(yè)的逐步應用,其進一步的信息化需求將迫使企業(yè)更多地去考慮在車間層次構建更高效的智能自動化信息系統(tǒng),發(fā)展敏捷化MES無疑是其必由之路,因此 MES在我國具有廣闊的發(fā)展空間和應用前景。
然而,由于國內外現有的 MES技術及系統(tǒng)沒有充分考慮車間制造信息中大量存在的不確定性等非常規(guī)特點,缺乏在這些非常規(guī)信息條件下的科學決策方法,而片面地去追求車間信息的數量或精確性,不僅造成車間信息集成困難和決策效率不高,導致 MES缺乏足夠的敏捷性與智能性以適應日益不確定的車間制造環(huán)境,而且大大增加了MES的開發(fā)和使用成本,嚴重影響了 MES這一先進的車間生產管理與控制技術在我國的推廣應用與普及。因此必須從根本上解決 MES的敏捷化問題,并大大降低 MES的開發(fā)與使用成本,有力促進 MES在我國的產業(yè)化進程和推廣應用。本文提出的應對策略為上述問題的解決提供了一條有效途徑,它通過車間信息的有效集成和制造決策過程的智能化來保證車間生產的運行敏捷性,通過可重構和分布式對象技術解決 MES的結構敏捷性,從而從根本上來解決 MES的敏捷化問題,這對我國整個制造工業(yè)乃至國民經濟的發(fā)展、提高我國制造業(yè)的國際競爭能力具有非常重要的理論意義和實用價值。
第三節(jié) MES的研究意義
20世紀90年代以來,經濟全球化的趨勢日益增加,信息技術的發(fā)展極為迅速,市場環(huán)境發(fā)生了根本性的變化。顧客驅動已成為市場的主要特征,市場競爭的要素涉及到工控時間、質量、價格、服務和環(huán)境。而信息技術的廣泛采用,使得以顧客訂貨和市場需求為軸心的生產活動已可以不受時間和地域的限制,競爭的高科技含量因此大大提高了。面對激烈競爭,企業(yè)界的重要對策就時采用將制造技術與信息技術、自動化技術、現代管理技術和系統(tǒng)科學技術有機融合的新一代先進制造技術。雖然大量的先進制造技術運用于企業(yè)管理中,但對于一個企業(yè),如果僅僅從生產工廠的視角來分析其在競爭中所處的地位,顯然是短視的。即使是最好的MES解決方案,對于整個企業(yè)來講,也不過是提供一個相對狹窄的視角,缺乏在管理層為進行決策支持所需要的生產執(zhí)行數據的廣度和深度。這就啟示我們,完整的、能夠引導一個企業(yè)保持長期的業(yè)務利益和價值的企業(yè)信息系統(tǒng),必須是控制、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES和企業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)ERP三者協(xié)同作用的整合??上У氖牵谌藗冋J識到ERP的重要作用的同時,并不曾給予MES足夠的重視,更何況上ERP項目動輒要投資上千萬,甚至上億元。一般中小企業(yè)難以承擔,即使是大型企業(yè)花那么多錢也不是輕而易舉的。
M ES是美國管理界90年代提出的新概念。美國先進制造研究機構AMR(Advanced Manufacturing Research)通過對大量企業(yè)的調查發(fā)現現有的企業(yè)生產管理系統(tǒng)普遍由以ERP/MRPII為代表的企業(yè)管理軟件,以SCADA、HMI為代表的生產過程監(jiān)控軟件和以實現操作過程自動化,支持企業(yè)全面集成的MES軟件群組成。根據調查結果,AMR于1992年提出的三層的企業(yè)集成模型。由于MES強調控制和協(xié)調,使現代制造業(yè)信息系統(tǒng)不僅有很好的計劃系統(tǒng),而且能使計劃落實到實處的執(zhí)行系統(tǒng)。因此短短幾年間MES在國外的企業(yè)中迅速推廣開來,并給企業(yè)帶來了巨大的經濟效益。企業(yè)認識到只有將數據信息從產品級(基礎自動化級)取出,穿過操作控制級,送達管理級,通過連續(xù)信息流來實現企業(yè)信息全集成才能使企業(yè)在日益激烈的競爭中立于不敗之地。
隨著企業(yè)生產模式逐漸向敏捷制造發(fā)展,企業(yè)業(yè)務流程重組(BPR)的實施、企業(yè)環(huán)境的異構性以及企業(yè)間動態(tài)聯(lián)盟的組建等等對MES又提出了更高的要求,傳統(tǒng)的MES解決方案難以適應敏捷制造的要求,面向敏捷制造的MES不僅要費用合理更要具有良好的適應性(adaptable),可重構性(reconfigurable),可集成性(integrated),因此,國外許多組織和研究機構開始研究面向敏捷制造的MES。然而,國內對MES概念和應用的研究卻不太多,更不說有成熟的軟件產品。隨著企業(yè)計算機應用的不斷推廣,企業(yè)信息化應用水平逐漸提高,企業(yè)越來越需要車間執(zhí)行層的管理信息系統(tǒng)。因此如何深刻理解MES內涵,把握它的發(fā)展趨勢,在我國企業(yè)中開發(fā)和應用MES,對于提高企業(yè)競爭力,縮小與發(fā)達國家企業(yè)差距是迫在眉睫的事情,也將是企業(yè)信息化水平深層次推進的需要。
當前擺在人們面前的嚴峻問題是,如何發(fā)現企業(yè)在實施MES時存在的弊端,并有針對性地提出解決問題的辦法。這樣對構建我國企業(yè)科學的治理結構、提升企業(yè)國際競爭力,無疑更具重要的現實意義和深遠的歷史意義??磥碚_認識MES的作用和正確地發(fā)揮MES的作用是非常關鍵的事情。本文將重點放在至今在國內尚未引起足夠注意的,但是對企業(yè)發(fā)展壯大有著重要意義的MES,以期對這個溝通ERP和PCS之間的關鍵環(huán)節(jié)給予應有的重視。
第三章 MES的概述
第一節(jié) MES的形成
一、MES的產生背景
20世紀80年代中期以后,伴隨著客戶對產品需求的多樣化,制造企業(yè)的生產模式開始由大批量的剛性生產向多品種少批量的柔性生產轉變;伴隨著計算機網絡和大型數據庫等信息技術的發(fā)展,企業(yè)的信息系統(tǒng)也開始從局部的、事后處理方式轉向全局的、實時處理方式。其間出現了精良生產、敏捷制造等新的理念和方法;在管理系統(tǒng)軟件領域從MRP(Materials Requirements Planning,物料需求計劃),到MRPⅡ,直到ERP系統(tǒng)的迅速普及;在過程控制領域,PLC(Programmable Logic Controllers,可編程邏輯控制器), DCS(Distributed Control System,分布式控制系統(tǒng))得到廣泛應用②。
盡管企業(yè)信息化的各個領域都取得了長足的發(fā)展,但是在實現信息集成的過程中,仍然會面臨信息孤島和信息斷層③所帶來的各種問題.例如,在計劃過程中無法準確及時的掌握實際生產狀態(tài),在生產過程中得不到切實可行的作業(yè)計劃,車間的管理人員和操作人員難以跟蹤產品的生產過程,不能有效地控制在制品庫存,用戶無法了解訂單的執(zhí)行狀況等等.產生這些問題的主要原因在于生產管理系統(tǒng)與生產過程控制系統(tǒng)的相互分離,計劃系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)之間的界限模糊,缺乏緊密的聯(lián)系.針對這種情況,1990年11月,美國的調查咨詢公司AMR(Advanced Manufacturing Research,先進制造研究機構)首次提出MES的概念,作為解決企業(yè)信息集成問題的解決方案④⑤。
隨著企業(yè)信息化在理論和實踐兩個方向上的不斷深入,以系統(tǒng)和集成思想為基本哲理的制造業(yè)信息化系統(tǒng)的體系已經基本清楚,如圖3-1所示⑥,將企業(yè)看作一個球體,以企業(yè)、生命周期和價值鏈為坐標,將集成系統(tǒng)所涉及的各種應用分系統(tǒng)放置在球體空間的不同位置,說明各種系統(tǒng)邏輯上的關聯(lián)關系。整個企業(yè)信息化的系統(tǒng)體系中,MES扮演了承上啟下,關聯(lián)上下的重要作用。
圖3-1 協(xié)同制造管理的應用圖
二、MES的發(fā)展歷史
MES作為生產形態(tài)變革的產物,其起源來自工廠的內部需求。為了更好得理解MES的產生背景,我們先回顧一下計算機輔助生產管理系統(tǒng)的演化歷史。
上個世紀八十年代,MRPII(Management Resource Planning,制造資源計劃)在APICS(美國生產與庫存管理協(xié)會)大力宣傳和組織推動下得到了迅速的普及和廣泛應用。推廣過程中,MRPII也暴露出一些不足之處,如MRPII對預測需求和銷售管理不夠重視,對車間的大量實時事件與數據不能很好地利用等等。
許多企業(yè)認識到,需要其它系統(tǒng)來解決MRPII在這些方面管理薄弱的問題。于是,為了滿足銷售、預測的需求,產生了DPR(Distribution Resource Planning,分銷資源計劃)。同樣,為了強化車間的執(zhí)行功能,MES也就應運而生。
傳統(tǒng)的MES(Traditional MES,T-MES)大致可分為兩大類:1、專用MES系統(tǒng)(Point MES)。它主要是針對某個特定領域的問題而開發(fā)的系統(tǒng),如車間維護、生產監(jiān)控、有限能力調度等。2、集成MES系統(tǒng)(Integrated MES)。該類系統(tǒng)起初是針對一個特定的、規(guī)范化環(huán)境而設計的,目前已拓展到許多領域,如航空、裝配、半導體、食品和衛(wèi)生等行業(yè),在功能上它已實現了與上層事務處理和下層實時控制系統(tǒng)的集成。
雖然,專用MES能夠為某一特定環(huán)境提供最好的性能,卻常常難以與其它應用系統(tǒng)集成。專用的MES整個系統(tǒng)重構性能弱,很難隨業(yè)務過程的變化而進行功能配置和動態(tài)改變。集成的MES,比專用MES邁進了一大步,具有很多優(yōu)點:如單一的邏輯數據庫、系統(tǒng)內部具有良好的集成性、統(tǒng)一的數據模型等等。
美國AMR研究小組在分析信息技術的發(fā)展和MES應用前景的基礎上,提出了可集成MES(Integrated MES,I-MES)這一概念。它將模塊化和組件技術應用到MES的系統(tǒng)開發(fā)中,是兩類傳統(tǒng)MES系統(tǒng)的結合。
從表現形式上看,I-MES具有專用MES系統(tǒng)的特點,即I-MES中的部分功能可以作為可重用組件單獨銷售。同時,它又具有集成MES的特點,即能實現上下兩層之間的集成。此外,I-MES還能實現客戶化、可重構、可擴展和互操作等特性,能方便地實現不同廠商之間的集成和原有系統(tǒng)的保護以及即插即用(P&P)等功能。
三、MES的定義
美國先 進制造研究機構AMR(Advanced Manufacturing Research)將MES定義為“位于上層計劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間的、面向車間層的管理信息系統(tǒng)”,MES為操作人員、管理人員提供計劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等方面)的當前狀態(tài)信息。
制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(Manufacturing Execution System Association,MESA)也給MES做出定義:“MES能通過信息傳遞,對從訂單下達到產品完成整個的生產過程進行優(yōu)化管理。當工廠里面有實時事件發(fā)生時,MES能對此及時做出反應、報告,并用當前的準確數據對它們進行指導和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應使得MES能夠減少企業(yè)內部沒有附加值的活動,有效地指導工廠的生產運作過程,從而使其既能提高工廠及時交貨能力、改善物料的流通性能,又能提高生產回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行為的關鍵任務信息。”
后者對于MES的定義強調了以下三點:1.MES是對整個車間制造過程的優(yōu)化,而不是單一解決某個生產瓶頸。2.MES必須提供實時收集生產過程數據的功能,并做出相應的分析和處理。3.MES需要與計劃層和控制層進行信息交互,通過企業(yè)的連續(xù)信息流來實現企業(yè)信息集成。
第二節(jié) MES的作用和特點
一、MES的作用
在許多工廠中,全廠管理的功能目前仍然由文件和人工系統(tǒng)進行,通常有經驗的人員執(zhí)掌著工廠生產效益的鑰匙。在大多數運行中,人工系統(tǒng)和有經驗運行人員的判斷總是起著重要作用,圖3-2。但是,市場要求產品的品種和數量經常變化,靠人工和經驗調整生產顯然效率低、反應慢、缺乏競爭力。而且人工系統(tǒng)也不可能適應產品、工藝、技術和用戶要求日趨加速的變化。由于生產運行變化如此迅速,MES的信息的及時性要求以分,甚至秒的速度進行反應,此時光靠人恐怕不行。因此,采用MES帶來的效益不言而喻,圖3-3。
圖3-2 人工決策
圖3-3 MES決策
ERP/MRP的環(huán)境是以具體事務為基礎的。其數據交換系對生產調度、運輸安排或對生產計劃要求的響應。與此不同的是,控制的決策必須在秒甚至更短的時間內完成,它對生產過程、操作人員,或對材料的操作需求作出響應。顯然,實時環(huán)境和實時響應的差異影響著絕大多數的具體事務和在控制層的執(zhí)行。傳統(tǒng)的數據流和控制流在ERP與控制層之間存在著巨大的鴻溝。傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)向主管財務的總經理和財務管理負責人報告,居于管理層;而傳統(tǒng)的工程生產信息則向負責生產的總經理報告;職責不同,相互之間的溝通不一定能做到及時且細致深入。
與此相反,MES能提供的材料數據是與生產消耗相關的,同時能生成基于精確執(zhí)行時間的材料供應提前量,這將改善倉儲控制。準確的生產模型是與實際測量相對于計劃時間表的關系緊緊相連的,因而可用來修正過程模型,而且有助于精確表達生產計劃的實時行為。
在當今激烈競爭的世界經濟中,要占有“最有價值”的地位,必須使企業(yè)具有最好的質量、最佳的客戶服務、最低的制造成本、快速響應以及靈活性的特點。而要達到這樣的水平,就必須在正確的時間提供正確的信息才可能進行最佳的決策。這就要求不斷地對公用的數據庫進行改善,同時讓每個部門都擁有把數據轉化為有用信息的工具。怎么能做到這些呢?唯有MES才能真正向企業(yè)提供以上這些功能。
MES系統(tǒng)的基本功能模塊包括工序詳細調度,資源分配和狀態(tài)管理,生產單元分配,過程管理,人力資源管理,維護管理,質量管理,文檔控制,產品跟蹤和清單管理,性能分析和數據采集等,具體如圖3-4所示
圖3-4 MES功能模塊
二、MES的特點
1、適用多樣性生產流程,支持多條生產線,提高管理效率,能將各批次的作業(yè)有效的在多條生產線上進行排產,提高了管理效率;
2、建立完善的數據庫,提供強大的查詢功能,信息更完整和更具深度,可隨時隨地搜集生產線上的所有信息,包括生產線上物料與人員產能、維修等;
3、流水線操作防呆預防錯誤功能,預先防止部件裝配錯誤和產品生產流程錯誤,并及時提醒指導操作人員進行改正;
4、線上信息實時正確整合,以利最佳的決策,管理者可隨時獲得生產線上的實時信息,多樣化的報表與圖表整合分析,如柏拉圖、P-Chart柱形圖等,提供管理者在做不同的決策時的有力依據;此外, 報表與Word、Excel等辦公軟件相結合,使圖表的形式更多樣化。
5、模塊客制化的設計,充分符合企業(yè)需求,各模塊可專司其功能,又具有整合性,真正達到企業(yè)信息流通的目的;模塊內功能的復雜或簡易程度,完全視企業(yè)的本身需求而定;
6、實時監(jiān)控生產線,品質保證的最佳工具。系統(tǒng)可查詢多種維修流程中的情況,實時查詢不良原因的代碼,使決策者或管理者能夠清楚的知道產品缺陷的數量及原因,將這些不良原因作一統(tǒng)計及分析,進一步督促相關作業(yè)人員,加強品質管制,如此提高生產效率及品質,為公司創(chuàng)造更高的價值;
7、維修數據的整合分析統(tǒng)計、便于知識管理,系統(tǒng)可以針對不同機種,不同的維修項目做前十項的排行,讓維修人員可以有維修依據,且將個人的經驗值憑借系統(tǒng)顯示。建立一個有系統(tǒng)的維修知識庫,提供維修人員維修產品時之有利依據 與參考,節(jié)省重復的思維過程,適當運用經驗法則,做最經濟的資源支出;
8、提供看板可視化管理,看板顯示當前工作站的工作目標、完成情況、不良率、差異等信息,也可以顯示設定信息,如歡迎詞、標語等,管理者能夠及時了解現 場的生產、質量情況 ,實現圖視生產和管理;
9、系統(tǒng)架構采用Client/Sever架構,將企業(yè)生產流程設定存儲,當程序需要更改時,只需在服務器端進行修改,而客戶端在使用程序時一般不要進行修改,減少系統(tǒng)維護工作。
第四章 MES應用舉例——離散制造企業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)
第一節(jié) 離散制造企業(yè)
離散制造企業(yè)是指制造企業(yè)中的一類企業(yè),其生產過程中基本上沒有發(fā)生物質改變,只是物料的形狀和組合發(fā)生改變,即最終產品是由各種物料裝配而成,并且產品與所需物料之間有確定的數量比例,如一個產品有多少個部件,一個部件有多少個零件,這些物料不能多也不能少。按通常行業(yè)劃分屬于離散行業(yè)的典型行業(yè)有機械制造業(yè)、汽車制造業(yè)、家電制造業(yè)等等。
離散制造企業(yè)主要是通過對原材料物理性狀的改變、組裝,成為產品,使其增值。而流程生產行業(yè),主要 是通過對原材料進行混合、分離、粉碎、加熱等物理或化學方法,使原材料增值,通常以批量或連續(xù)的方式進行生產。在MES需求、應用環(huán)境等諸多方面,兩者都有較大的差異⑦,在此介紹離散行業(yè)的特征。
1、 產品結構。離散制造企業(yè)的產品結構,如圖4-1所示,可以用“樹”的概念進行描述——其最終產品一定是由固定個數的零件或部件組成,一般使用物料清單(BOM)表示這種關系。
圖4-1 產品結構示例
2、 生產計劃管理。離散制造企業(yè)主要從事單間、小批量生產,由于難于預測訂單的到達時間和批量,同時由于產品的工藝路線經常變更,因此需要良好的計劃能力。只要應用得當,離散制造在生產計劃系統(tǒng)方面投資所產生的效益可以相當高。
3、 工藝流程。面對訂單的離散制造業(yè),其特點是多品種和小批量。因此,生產設備的布置有可能不是按產品而是按照工藝進行布置的。例如,離散制造業(yè)往往要按車、銑、刨、磨、鉗等工藝過程,或者按照典型工藝過程來安排機床位置。因為每個產品具體的工藝過程都可能不一樣,而且可以進行同一種加工工藝的機床有多臺,因此,離散制造業(yè)需要對所加工的物料進行調度,并且往往中間品需要進行搬運。離散工業(yè)企業(yè)的原材料主要是固體,產品也為固體形狀。因此。存儲多為室內倉庫或室外露天倉庫。
4、 自動化水平。離散制造業(yè)企業(yè)自動化主要在單位級,例如數控機床、柔性制造系統(tǒng)。由于是離散加工,產品的質量和生產率很大程度依賴于工人的技術水平。因此,離散制造企業(yè)一般是人員密集型企業(yè),自動化水平相對較低。
5、 批次管理和跟蹤⑧。流程行業(yè)的生產工藝過程中,會產生各種協(xié)產品、副產品、廢品、回流物,對物資的管理需要有嚴格的批次。例如,制藥業(yè)中的藥品生產過程要求有十分嚴格的批號記錄和跟蹤,從原材料、供應商、中間品,以及銷售給用戶的產品,都需要記錄。一旦出現問題,企業(yè)可以通過批號反查出是誰的原材料、哪個部門、何時生產的,查出問題所在。而離散制造業(yè)一般對這種要求并不十分強調,雖然現在很多離散制造業(yè)企業(yè)也在逐步完善產品生命周期跟蹤管理的能力。
根據以上概況初步了解了離散制造企業(yè)的一些基本情況,并以此為基礎來進行MES的實際應用。
第二節(jié) 公司概況
面對日益激烈的國際競爭,現代化的企業(yè)需要現代化的管理,現代化的管理離不開信息化的管理手段。企業(yè)信息化被認為是現代企業(yè)國際化戰(zhàn)略的必由之路,眾多企業(yè)會首先選擇ERP來幫助企業(yè)實現物流、資金流、信息流的信息化。湖州巨人機電有限公司是一家致力于為中國乃至全球電梯整機業(yè)提供精良部件及完美解決方案的專業(yè)制造企業(yè),也引進了相應的ERP來經營管理企業(yè),并購買了一批先進的數控機床(如數控液壓轉塔式多功位沖床、HDS1303NT 數控折彎機、FO-3015 飛行光路激光切割機等等)來加工產品。主要為巨人通力提供電、扶梯公司提供各種部件,還提供精密鈑金部件、精美電梯裝潢和精良電氣產品。隨著業(yè)務的擴大和發(fā)展,相繼與昆山通力、無錫中秀、西子奧的斯、訊達等知名企業(yè)合作,為其進行部件定制生產及加工服務。雖然有ERP的周密計劃和先進的機床進行生產,但是遠遠不能滿足客戶提出的各種要求??蛻羰俏覀兊纳系?,失去上帝的信賴,等于失去我們的生命,企業(yè)無法生存。更何況現在制造業(yè)現在已經不再是一個暴利行業(yè),而是已經進入微利時代,企業(yè)如何在這個時代獲取更高的利潤?這是每個企業(yè)所必須面臨的問題。
企業(yè)一直以來使用金碟的ERP系統(tǒng)來組織生產,合理的計劃每一份定單所生產的部件,經過ERP的計劃打印出許多流程卡,以流程卡上的物料清單來指導整個車間的工作流程和工作內容,同時作業(yè)員在完成一作業(yè)時須將日期、人員、生產信息填寫在流程卡上,在成品包裝前,收集起來,以備日后維修查詢之用。這種流程卡的管理方法在一般的電子、家電業(yè)中都會實行。這種管理方法雖然有一定的先進性,但離散型企業(yè)一般在加工完一道工序會將工件存放在暫存區(qū)一待下一工序加工,在這其中回出現流程卡失蹤,尋找工件難等問題,導致加工沿后,交貨期緊張。為了企業(yè)更好的發(fā)展,在不斷的尋找問題的關鍵,總結、分析客戶所提的要求,結合企業(yè)本身運營狀況,發(fā)現企業(yè)雖然在計劃層和控制層得到長足的發(fā)展,但是在執(zhí)行層仍然存在無法解決的問題,如下:
1、 出現用戶產品投訴的時候,能否根據產品號碼追溯這批產品的所有生產過程信息?
2、 能否立即查明它的:原料供應商、操作機臺、操作人員、經過的工序、生產時間日期和關鍵的工藝參數?
3、 同一條生產線需要混合組裝多種型號產品的時候,能否自動校驗和操作提示以防止工人部件裝配錯誤、產品生產流程錯誤、產品混裝和貨品交接錯誤?
4、 過去12小時之內生產線上出現最多的5種產品缺陷是什么?次品數量各是多少?
5、 目前倉庫以及前工序、中工序、后工序線上的每種產品數量各是多少?要分別供應給哪些銷售商?何時能夠及時交貨?
6、 生產線和加工設備有多少時間在生產,多少時間在停轉和空轉?
7、 影響設備生產潛能的最主要原因是:設備故障?調度失誤?材料供應不及時?工人培訓不夠?還是工藝指標不合理?
8、 能否對產品的質量檢測數據自動進行統(tǒng)計和分析,精確區(qū)分產品質量的隨機波動與異常波動,將質量隱患消滅于萌芽之中?
9、 能否廢除人工報表,自動統(tǒng)計每個過程的生產數量、合格率和缺陷代碼?
……
面對以上車間管理的典型問題,ERP就難以給出完善的解決手段,這樣就出現了ERP系統(tǒng)和現場自動化系統(tǒng)之間管理信息方面的“斷層”,對于車間層面的調度和管理要求,它們往往顯得束手無策或功能薄弱。企業(yè)內部管理的優(yōu)化很重要的一點就是生產過程的信息化和產品的可追溯性,企業(yè)提供給客戶的產品,我們要非常清楚我們提供客戶的是什么樣的產品、是什么材料、材料是哪家供應商提供的,產品在生產過中的記錄、測試參數等信息。只有知道了這些我們才能有針對性的為客戶提供更好的服務,即時發(fā)生客戶投訴我們也能及時準確地為客戶澄清問題,確認影響范圍。同時產品生產過程的數據為生產管理決策提供有效的支持,讓生產過程的問題及時的暴露、及時地處理,從而有效遏制問題的發(fā)生,將產品的質量問題以及生產線的異常狀況消滅在萌芽狀態(tài)。沒有信息化管理的生產現場又如一個“黑箱&rd quo;,在生產的現場到底發(fā)生了什么,沒有一個完整的信息反饋。一條生產線的管理者他所關心的就是他所管轄的范圍內發(fā)生的問題,或則一個車間的主管他所關心的是這個車間所有生產線的生產進度、質量問題,這些信息的獲取他只能通過個線干部的表報反饋或者是電話匯報,如果是一個工廠的主管他所關心的整個工廠的生產進度、任務達成度、產品品質,他獲取這些信息的手段又是怎樣呢?時效性如何呢?如果管理者不能及時的獲取這些信息,就不能及時有效的下達管理指令,這就會制約管理措施的有效實施。正是這個管理的“黑箱”遮住了管理層的眼睛,束縛了管理層的手腳。
恐怕不求新求變是很難適應市場競爭,現在很多企業(yè)紛紛選擇信息化系統(tǒng)來幫助企業(yè)提升競爭力,優(yōu)化內部管理流程,以實現在微利時代消除企業(yè)的內耗來減少制造的成本,為企業(yè)贏得更多的利潤。在國內制造企業(yè)紛紛引入MES現場執(zhí)行系統(tǒng),幫助企業(yè)打破“黑箱”,打造可視工廠,使生產的過程完全透明化,例如國內知名的夏新電子在2005年的管理優(yōu)化選擇明機逐鹿的MES提升企業(yè)的核心競爭力。企業(yè)之間的競爭已經過度到了管理的競爭,只有靠現代的管理手段才能制造出更好的產品,為客戶提供更滿意的產品與服務。MES監(jiān)控產品投入到出貨的全部生產過程,記錄生產過程產品所使用的材料、設備,產品檢測的數據和結果以及產品在每個工序上生產的時間、人員等信息。這些信息的收集經過MES系統(tǒng)加以分析,就能通過系統(tǒng)報表實時呈現生產現場的生產進度、目標達成狀況、產品品質狀況,以及產的人、機、料的利用狀況,這樣讓整個生產現場完全透明化。企業(yè)的管理人員,無論何時身處何地,只要透過Internet就能將生產現場的狀況看的清清楚楚明明白白。身在總部的老板亦能通過MES獲取信息運籌帷幄,遠在國外的客戶當然可以來關心他們的訂單進度、產品品質。
為解決車間生產上的“黑箱”問題和達到“可視化”工廠,并根據離散型造業(yè)的特點來實施MES,以達到公司長遠發(fā)展。
第三節(jié) MES實現功能
該MES系統(tǒng)實現了十三個主要的MES功能模塊,包括:工廠門戶、工序詳細調度、WIP資源分配和狀態(tài)管理、生產單元分配、過程管理、HR人力資源管理、設備維護管理、質量管理、文檔管理、產品跟蹤、物料清單管理、性能分析和數據采集。
MES不是一個獨立的系統(tǒng),而是整個企業(yè)信息化中的重要組成部分,其跟企業(yè)的ERP等系統(tǒng)都有密切的管理,共同組成整個企業(yè)的信息化系統(tǒng)。MES系統(tǒng)各模塊的功能簡述如下:
1. 工廠門戶,供應商、客戶、工廠各級管理人員、工人、工程師等均可以在該模塊了解到工廠的實時運行信息;
2. WIP資源分配和狀態(tài)管理: 指導勞動者,機器,工具和物料如何協(xié)調的進行生產,并跟蹤其現在的工作狀態(tài)和剛剛完工情況?;谟媱澓蛯嶋H產品制造活動來指導工廠的工作流程。這一模塊的功能實際上也可由生產單元分配和質量管理來實現。這里是作為一個單獨的系統(tǒng)來實現。
3. 生產單元分配:通過生產指令將物料或加工命令送到某一加工單元開始工序或工步的操作。
4. 工序詳細調度:定義產品的加工工藝與流程,通過基于有限資源能力的作業(yè)排序和調度來優(yōu)化車間性能。
5. HR人力資源管理:提供按分鐘級更新的員工狀態(tài)信息數據(工時,出勤等),基于人員資歷,工作模式,業(yè)務需求的變化來指導人員的工作。
6. 維護管理(表4-1): 通過活動監(jiān)控和指導保證機器和其它資產設備的正常運轉以實現工廠的執(zhí)行目標。
表4-1 設備狀態(tài)信息表
7. 質量管理: 根據工程目標來實時記錄,跟蹤和分析產品和加工過程的質量,以保證產品的質量控制和確定生產中需要注意的問題。采用QC七大手法、SPC(Statistical Process Control 統(tǒng)計過程控制)對品質進行分析、統(tǒng)計,進而改善品質。
8. 文檔管理: 管理和分發(fā)與產品,工藝規(guī)程,設計,或工作令有關的信息,同時也收集與工作和環(huán)境有關的標準信息。
9. 產品跟蹤(附件1):通過監(jiān)視工件在任意時刻的位置和狀態(tài)來獲取每一個產品的歷史紀錄,該記錄向用戶提品組及每個最終產品使用情況的可追溯性。
10. 工單管理:對ERP排產后的工單進行實時跟蹤與管理,了解其生產進度、品質狀況等信息。
11. 性能分析:將實際制造過程測定的結果與過去的歷史記錄和企業(yè)制定的目標以及客戶的要求進行比較。其輸出的報告或在線顯示用以輔能的改進和提高。
12. 產品清單管理:將生產中用到的原材料、半成品的標準用量、供應商、批次等進行管理,再根據實際的用量、供應商、批次等進行比較,為動態(tài)庫存、JIT供應提供支持。
13. 數據采集:監(jiān)視,收集和組織來自人員,機器和底層控制操作數據以及工序,物料信息。這些數據可由車間手工錄入或由各種自動方式獲取。
第四節(jié) MES目標與設計原則
為離散企業(yè)定制的制造執(zhí)行系統(tǒng),其最主要的目標就是建立和完善生產管理體系,包括根據客戶定單、市場預測和內部資源狀況來制定生產計劃;從整體角度優(yōu)化、協(xié)調生產過程;生產計劃的動態(tài)調整等等。與此同時,要建立保證質量管理的信息體系,包括在線物料跟蹤和質量控制的在線反饋與調整,以及對產品質量零缺陷的追求。以上述兩個目標為契機,構建離散企業(yè)MES系統(tǒng)可以促進生產方式和管理思路的轉變,這將是一個漸進的過程。
MES的設計將以軟件工程為規(guī)范,主要考慮全局性、通用性,既要實現整個生產過程的優(yōu)化,又要提供標準化、模塊化的應用程序框架;同時要以可擴充性、開放性和兼容性為原則,這樣在生產能力變動時不至于影響系統(tǒng)功能,還要提供標準、開放的通訊接口以及減少由于開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具的變化帶來的影響;在可操作性、可視性和魯棒性上也要注意,友好而操作簡單的界面、監(jiān)控跟蹤的仿真示意圖和較強的容錯能力都有助于各級用戶的使用;最后是必須具備實時性,只有最短的反應時間才能對生產過程進行控制和調整。
第五節(jié) MES信息庫設計
在現代離散企業(yè)中流動的信息具有強烈的動態(tài)特征且大量冗余信息與缺失信息、信息斷裂并存的現象,無論是從現場采集來的生產數據還是從市場獲得的定單信息都可能因不能真實體現而對企業(yè)造成不可估量的后果,為保證有價值的信息能對企業(yè)決策和運作有著正確的指導意義,在離散企業(yè)運作系統(tǒng)中要構建好多種信息庫,并且不同的信息庫具有不同的特點。
物料 信息庫(表4-2):企業(yè)庫存狀況和需外部采購或內部調整的物料情況,部分信息與供應商共享;定單信息庫(表4-3):定單對產品的要求(材料、質量、數量等)情況,部分信息與合同商共享;產品信息庫(表4-4):產品目錄和與特定合同商聯(lián)系的在制品狀態(tài),部分信息與分銷商/用戶共享;基礎信息庫:企業(yè)人員、設備狀況,財會數據等企業(yè)運營的基礎信息,在系統(tǒng)內部按照不同密級使用,還包括部分經常更新的政策、市場等外部信息;生產信息庫:生產過程中人員、設備的實時變化情況等動態(tài)性要求較高的信息,以及基本不變的工藝路線等生產相關信息,外部不可見。
這些信息庫都是關系型數據庫,建立信息庫將降低車間級計算機的數據負擔,同時減少了因數據保存和操作故障而引發(fā)的一系列后果。物料、定單、產品信息庫可供對應的外部人員進行查詢等操作,便于結成與供應商密切的戰(zhàn)略伙伴關系。而較穩(wěn)定的基礎信息庫為人事、財務、設備方面的日常管理提供極大的方便。生產信息庫則是動態(tài)性能要求最高的,每時每刻都有大量的流動數據注入其他信息庫,因此對它的設計要求也最高。這些信息庫常見功能有:報表、保存與備份、恢復與刪除,以及口令與權限。
動態(tài)的生產信息庫中,與數據采集模塊相連的部分成為重中之重,實時監(jiān)控生產過程中的數據采集點、主生產流程的設備運轉情況的狀態(tài)數據采集點,以確保采集的數據可靠而不冗余,充分而不斷裂。
第六節(jié) MES實施效果
根據企業(yè)現在的生產現狀和需求,對MES進行實施后的效果評介,主要是比較MES實施前后的生產現場管理,來展現實施MES后企業(yè)無窮的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
1、流程卡管理
導入前:
目前企業(yè)在生產中沒有實行這一制度,在一般的電子、家電業(yè)中都會實行流程卡的管理。每一在制品附一流程卡片,作業(yè)員完成一制程須將日期、人員、生產信息填寫在流程卡上,在成品包裝前,收集起來,以備日后維修查詢之用。
導入后:
不但能把流程卡管理這一制度建立起來,同時因為系統(tǒng)的大部分生產數據的收集均通過自動化設備,大大加快了數據收集的速度,生產線的效率不但沒有降低,反而得到了大大的提高。
2、工單追蹤管理
導入前:
利用每日生產表格由生產單位組長填寫各工單投入產出,人員出勤等資料,再匯總計算出各指令進度。然而組裝生產線流程快速,生產主管永遠無法得知各工單目前的進度。
導入后:
每個加工點需刷流程卡序號,計算機可自動計算出其所屬工單在各生產單位詳細過程及最近狀況,主管辦公室之計算機可得知全廠一分鐘前工單最新狀況。如果主管遠在國外,只要其能進入MES工廠門戶系統(tǒng),了解整個工廠的工單運行情況變成了彈指之間的事。
3、在制品追蹤管理
導入前:
目前企業(yè)沒有對WIP倉庫進行有效的管理,常造成一堆不良品、待修品積壓在現場。
導入后:
利用流程卡完整數據,SFCS(shop floor control system 車間控制系統(tǒng))可追蹤每一在制品最新位置、狀態(tài),統(tǒng)計整理后,可以依指令,產品或現場區(qū)段,追蹤在制品分布狀況。
4、設備管理
導入前:
不同機種設備時間長短不同,雖然設備多用PLC控制, 但是仍須由人在現場操作,掌握信息不足,無法對設備做有效地利用。
導入后:
透過MES與生產設備聯(lián)機,可以利用MES直接控制PLC,可以有效掌握設備時間及空間利用。
5、 品質監(jiān)控管理
導入前:
品質資料由質檢部人員輸入品質表格中,但因是人工填寫,資料有限,而完整的檢修資料是填寫在流程卡中,數量多,少有工廠輸入計算機,因此多是事后整理品質報表作為未來品質改善,但又因數據不完整、不正確, 不容易找到真正原因。
導入后:
檢測修護、維修資料全由計算機立即輸入,或從測試檢測儀器中實時取出數據進行分析,現場可連接品質看板,實時顯示最新品質狀況,并可做完整詳細統(tǒng)計分析,有效找出品質問題。
6、出貨管理
導入前:
須利用人工記錄那些出貨序號,給那一位客戶,以做售后服務,也因缺乏實時核對能力,常在出貨之機種及數量上發(fā)生錯誤,造成不小的損失。
導入后:
出貨同時,輸入外箱序號編碼,可立即核對,如不符出貨條件,可立即告之出貨人員。同時把出貨信息上傳ERP系統(tǒng)。
7、自動化設備整合
導入前:
企業(yè)用的數控液壓轉塔式多功位沖床、HDS1303NT 數控折彎機、FO-3015 飛行光路激光切割機等設備多獨立運作,效益不高,設備管理也不佳。
導入后:
將MES與數控液壓轉塔式多功位沖床、HDS1303NT 數控折彎機、FO-3015 飛行光路激光切割機等整合,可自動得取生產資訊及設備狀況。
8、現場物料管理
導入前:
企業(yè)每天生產不同規(guī)格、不同型號的產品,因離散制造業(yè)無法訂單到達時間和交貨期不同,早生產晚入庫,晚生產早入庫現象,無法掌握實際生產狀況,在制品的不斷積壓,導致早生產的產品遺漏,常發(fā)生補料。
導入后:
MES可以隨時掌握最新各指令,各產品組裝數量,可以實時計算出現場物料狀況,以預做供料準備,有效降低這方面人力及補料現象。
9、售后服務
導入前:
不知其何時出貨,很難提供有效的售后服務。客戶回修之產品,企業(yè)可以方便地找出出貨時間、出貨客戶;但如果想了解該產品在生產時的信息,由于出貨沒有與生產數據進行整合,要找出其原來的生產信息,須花費相當大的人力。
導入后:
MES提供追蹤功能,可以掌握每一成品完整流程卡資料、當時生產現場的狀況及出貨時間、出貨客戶,追蹤成品在生產中的各種記錄,可提供客戶完整的售后服務。
10、原料入庫管理
如果要進行原料入庫方面的管控,MES可以有專門的原材料入庫管理模塊。只要對原材料進行批號管理。當原材料進行驗收時,對其進行入庫輸入,系統(tǒng)根據其提供的資料,對其按產品、規(guī)格進行匯總,同時,系統(tǒng)會與ERP進行接口,將數據寫入到ERP的原料庫存檔中。
11、效益總結
總體上來說,品質得以實時改善提升,制造成本受控,交期縮短;同時由于該 MES系統(tǒng)提供給大客戶查詢其訂單實時進度、訂單的詳細品質記錄,因此大客戶認為其是一個數字化的可視化的現代化工廠,能讓他們隨時隨地了解工廠的產能狀況、訂單生產進度、足夠詳細的品質記錄分析報告,進而給該工廠更多的訂單。
第七節(jié) 實施MES后的效益分析
基于MES用戶的經驗,使用MES所帶來的效益很可觀。相比于其它任何制造軟件,MES應該是最具吸引力的:平均減少制 造周期時間45%;一般減少數據輸入時間為75%以上;平均減少半成品(WlP)24%:平均減少為交班而準備的紙面工作61%;平均減少引導時間27%.;平均減少紙面工作和設計藍圖所帶來的損失56%:平均減少產品缺陷18%。
以上列舉的若干統(tǒng)計數據是由國際MESA協(xié)會通過調查研究確定的,具有充分的根據。
根據以上數據為依據,實施的MES公司所得效益:
定性 定量
Ø降低生產周期 Ø降低20%~25%
Ø減少/消除數據錄入時間 Ø降低至25%~60%
Ø提高數據完整性 Ø提高95%以上
Ø降低庫存 Ø降低10~15%%
Ø減少上述各過程的統(tǒng)計、記錄工作 Ø70%的工作量減少
Ø減少適應時間 Ø試產磨合期降低至原來的10%
Ø減少過失 Ø減少過失40~55%
Ø責任到個人 Ø工人績效提高25%
Ø產品品質在線報告 Ø產品品質在線報告,實時性提高90%
Ø提供ERP實時和準確的生產數據 Ø變成實時、動態(tài)數據刷新
第五章 總結與展望
MES軟件彌合了企業(yè)計劃層和生產車間過程控制系統(tǒng)之間的間隔,是制造過程信息集成的紐帶。MES通過強調制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產,同時也為敏捷制造企業(yè)的實施提供了良好的基礎。深刻理解MES這一先進的管理思想,把握它的發(fā)展趨勢,對于如何在我國正確的研究和推廣MES應用具有重要的理論和應用價值。MES對于制造企業(yè)的作用已經非常明朗,但人們對MES的認識遠遠不如ERP、SCM等管理系統(tǒng)。由于認識不清,自然就會導致需求不清楚,也就難以形成一定的市場規(guī)模。目前美國的MES發(fā)展是已25%速度發(fā)展,而國內基本是局部MES功能的發(fā)展,具體是一些簡單的數據采集,物流管理等,其實這些也屬于MES功能的范疇。但隨著人們對MES認識的逐步加深,MES在企業(yè)中的應用必將會逐步深入。
但現在MES在中國企業(yè)的實施狀況的確不太盡如人意,致使許多的企業(yè)在面對它的時候都有一種“敬而遠之”的矛盾心態(tài)。既想通過實施MES實現企業(yè)新的飛躍,進一步拓展企業(yè)的生存發(fā)展空間;卻又怕MES的實施一旦不成功,企業(yè)將陷入一個更加危險的泥潭。
不過也只有敢于吃螃蟹的人,才能獲取更大的成功。沒有風險就沒有收益,真正的有遠見卓識的企業(yè)家,是一定敢于去面對這種風險的。而選擇一個符合企業(yè)實際需求的MES產品,選擇一個出色的實施團隊,也就意味著風險系數的大大降低,成功的可能性也就越大。
從國外的發(fā)展趨勢看,已經形成了一批MES軟件產品和解決方案,出現了一批以MES為核心產品的工業(yè)企業(yè)管理應用軟件公司,而且企業(yè)信息技術應用的焦點已經由ERP轉向MES,然而MES的標準化仍有大量工作要做。
從國內的發(fā)展趨勢看,CIMS、MES、ERP等概念都進入中國較早,但只以DCS為代表的底層自動化和以ERP為代表的管理系統(tǒng)普及速度較快,因此,中國工業(yè)企業(yè)的信息孤島和缺損環(huán)鏈現象比國外更為突出,也就是對MES層的認識相對落后,但是,確實有一些公司在加快開發(fā)中國式的MES產品或應用國外的MES產呂,而且勢頭較好,同時,在認識觀念上由關注ERP到關注MES的轉變也已開始。
從技術角度看,MES的功能正在向控制層和計劃層滲透,三層結構的分工可能更模糊。MES功能中的計劃排產與執(zhí)行調度模塊(APS)越發(fā)突出的推廣普及。它應是MES的核心。單一功能的MES產品正在向集成的MES和整體解決方案發(fā)展。信息技術領域的分布對象技術(CORBA、DCOM等)標準日臻成熟是MES發(fā)展和集成的基礎。DCS和ERP的普及和提高進一步推動了MES的發(fā)展和推廣。
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致 謝
非常感謝各位老師,尤其是經管系的各位老師,在大學期間給了我們一個全新的視野,讓我們認識到了自己知識的缺陷和接受新學識的能力。