实施MES:如何在集团化企业推进项目?

实施MES:如何在集团化企业推进项目?

 

 

目前,国内企业对MES的需求将呈上升趋势。据了解,目前MES在我国大型企业尤其是集团型企业应用相当普遍。毕竟集团化企业已具备规模化生产,而企业工厂分布各地,迫切需要实时管控所有子企业的生产运营状况。因此,MES对集团化的运行提供很好的支撑。此外,企业还可以通过MES将管理思想和工具系统复制到其他工厂,在集团内进行推广,使其成为整合企业资源的有力工具。

 

不过,在制造型企业IT架构中,MES无疑是特殊的一环。因处于计划系统与现场采集系统的中间位置,MES天生就需要与众多的IT系统打交道,例如ERP(企业资源计划)、供应商关系管理、WMS(仓储管理系统)、PDM(产品数据管理)、CRM(客户关系管理)、现场设备、现场采集系统等。于是,MES的重要性与特殊性又赋予了MES实施的复杂性。

 

整体规划当先两个条件必备

 

面对如此复杂而重要的系统,绝不是某个企业领导拍个脑门说上就能上的。整体规划无疑是必须的。在上MES项目之前,必须要从企业信息化整体规划的基础上来考虑MES,要把MES的规划与企业的经营目标、远景发展规划、企业的经营策略、信息化建设的基本纲领与总体战略、质量控制与制造能力等结合起来。

 

企业用户上MES项目,需要结合自身实际情况来确定对MES需求。

 

不同情况和条件,对MES都有不同层次的需求,企业可考虑用不同功能层次的MES解决方案来解决生产面临的问题;最好能够由专业的MES咨询人员进行调研、分析,并制定合适的、可持续性的整体MES规划方案,分阶段实施MES系统,这样可以充分保证投资,降低项目风险。在上MES项目前要充分调研、认真规划,并结合自身情况,循序渐进地实施MES系统,要做到管理和系统同步的持续改善。

 

企业上MES必须满足两个条件:软条件和硬条件。所谓软条件包括:企业有非常明确的需求;人力资源到位,强有力的核心团队;企业要保证客户化工作的全程参与;相对充裕的资金;基础管理工作到位,基础数据准确,如产品数据等。所谓硬条件包括:基础网络建设到位,设备的开放程度较高,支持多种数据采集手段。MES技术只有和生产制造的自动化技术、数字化技术相结合才有可能获得预期的效益。对于传统的制造方式,盲目实施MES难以获得效果。这也是为什么国内MES在离散制造行业难以快速普及的原因。

 

战略贯穿始终避免两张皮

 

如果说整体规划已经明确,那么接下来的挑战就是MES项目的实施与落地。一个项目的实施无非涉及三个大的环节:人、产品(软件)和方法(行业解决方案)。三个环节环环相扣,只有其合力最大化才能使得系统实施的效果最优化。对于人而言,我们都知道ERP因其站在战略高度无疑是“一把手”工程。而MES因其特殊性与重要性,已成为“层层一把手”工程。

 

MES涉及的业务和部门太多了,高层重视有利用工作的顺利开展。MES起到承上启下的桥梁作用,企业必须从上至下都要对MES项目给予高度的重视,通过“层层一把手”将责任落实到位。除了企业决策层以及部门领导高度重视外,处于“一线”的员工也必须接受培训,从而加强企业内部管理业务流程的优化以及标准化工作等。此外,所有人员的融合参与也很重要。

 

MES不只是IT部门的事,应用由业务部门唱主角,IT做支持。工艺、计划、调度、管理、仪表及信息等各方人员的参与也很重要。对企业来讲,推行信息化系统不仅仅是软件系统上线运行。实施过程中会涉及很多业务流程改造,从而导致系统实施的困难加大。面对诸多困难,需要企业领导及各业务部门在深入理解信息化建设内涵基础上,由一把手亲自主持、参与系统实施,动员企业全体员工共同参与。值得一提的是,企业实施MES后必须将企业管理、考核与MES系统很好地结合起来,避免存在两张皮的现象,这样才能有利于MES价值的最大化。

 

不过专家提醒,企业选型MES时应该避免大而全,囫囵吞枣将得不偿失。“用户必须明确自身的管理需求,不要追求大而全,适合的系统就是最好的。”企业并不需要建立大而全的MES系统,去追求全部的功能。企业可以选择自己需要的功能,从而降低企业的成本。

 

在上MES项目之前企业需要考虑以下要点:

 

  • 制定企业信息化的总体规划,在总体规划框架下分步实施。

  • 确定MES与现存系统的关系。是否需要对现有系统进行改造?

  • 与ERP、SFC系统的接口、代码、功能界面是否已划清晰?

  • 与未来ERP系统建设的先后顺序,是集中建设还是分别建设?

  • 确定网络、计算机等硬件、系统软件的选型及技术方案。

  • 确定MES的实施方式;包括购买、自建、还是外包?

  • 制定MES的实施进度计划。

  • 制定包括项目成本与预算在内的总体投资概算计划。

  • 制定人力资源计划,包括企业关键技术人员及软件实施人员安排等。

  • MES实施后产生的效果与效益分析。

  • 制定对项目风险的预防和控制策略。

  • 确定项目的推进机制与培训制度。

 

未来,企业进行MES信息化建设,必须走“整体规划+专业化软件+行业解决方案”的道路。由于企业对生产过程和生产现场进行动态控制的复杂性,在MES应用过程中应注意的问题或细节,主要集中在以下几个方面:

 

 

要引入先进的管理思想和理念。

提高企业的管理和决策水平,通过运用信息技术,实现物流、资金流、信息流的“三流”合一,提升企业盈利能力,实现经济效益的最大化。通过建立科学的管理模式来规范企业的决策制度,改善企业的管理基础,确定完善法人治理结构的未来管理模式,制定“集中决策、分权经营、资源优化、有效监控”的管理方针。通过流程变革,职能调整和配套IT技术手段来尽可能地打破部门之间的隔阂,消除企业内部存在的推诿扯皮、管理真空现象,提高管理协调的效率和效益。

 

 

 

企业MES建设是一项管理改造工程,而非仅仅是一个以技术为主导的项目。

企业信息化应用是对企业业务模式的重塑、管理。因此,要充分认识到,以用信息技术提升企业核心竞争力和支持企业持续发展为最终目的,信息化建设是增强企业竞争力的客观需要,是企业参与国际竞争的重要条件。“统一思想”至关重要!

 

 

 

必须坚持“整体规划、效益优先、分步实施、重点突破”的原则。

借用先进的计算机技术、网络技术、通信技术、企业建模及优化技术进行实施,保障系统的开放性、可扩展性。

 

 

 

考虑与企业已有管理系统的通信、集成问题,避免出现更大或是更多的“信息孤岛”。

提高企业的信息共享程度,为战略、管理、业务运作提供支持,提高企业生产对市场需求的相应速度。

 

 

 

MES系统建设必须以“工厂模型”为依托。

以全流程物料移动与跟踪为主线,以设备全面全生命周期管理为中心,以安全优化生产为目标进行设计和实施,保障系统的实用性和实效性。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

企业上MES系统的六大价值

企业上MES系统的六大价值
MES系统实现生产制造执行过程的精细化管理
 
 
 
在生产制造执行过程中,MES系统采用工艺精细化管理,物料精细化管理,设备精细化管理。将每个零部件工艺的版本信息,工时定额信息,物料定额信息,工作中心,设备,参数等信息都建立成一套完整的工艺数据字典。对每种物料都按其物料属性,物料作用,物料分类建立全企业统一的物料信息字典。对全企业所有的硬件设备,建立设备档案信息,包括设备的采购信息,维修信息,质量信息,运行过程信息等。
 
 
MES系统实现设备自动化向软件自动化的无缝链接
 
 
 
随着制造行业数字设备的普及应用,为企业带来了生产效率的提高及制造工艺水平的提高,但是往往数字设备的自动化应用只是在具体加工制造领域,如何使得设备获取的数据信息能够自动转入到企业制造执行系统应用中,目前来说已经是制造行业生产末端的关键控制节点,是硬件到软件相结合的重要工作。鉴于本企业的规划预期,MES系统建设之初就做好软硬结合的标准工作,对所有的设备建立统一规范的接口标准,在设备自身完成其自动化工作的同时,实现无缝的与软件系统的结合,达到软件自动提取数据,自动完成数据分析,处理的全自动化目标。
 
 
MES系统实现企业资源信息的有力整合
 
 
 
企业的资源信息众多,主要有人力、物流、资金、设备等资源,每种信息都拥有自己独特的属性,凌乱复杂的各种资源信息如何能够有机的整合在一起,互相协作利用而又不影响其管理是系统又须完成的一个重要目标。
 
 
MES系统实现物流条码化、质量可追溯化管理
 
 
 
系统之间建立信息流转中心,把所有信息流转数据都记录在一起,以条码为载体,联系各个业务环节与系统之间的数据。MES系统对所有的生产信息,物流信息都能做到质量可追溯化管理。甚至在后期企业信息化中引入人员条码化、设备条码化等深化应用。
 
 
MES系统实现企业信息由孤岛化向一体化的跨越
 
 
 
搭建企业生产信息一体化平台,在企业内部建立统一的信息化标准模型。对各个领域,各个业务的管理以及生产术语的使用,对各个部门业务范畴的界定,系统权限的划分以及生产过程中许多规则的定义包括条码的编码规则等在全企业建立统一的标准模型,所有的系统之间建立统一的软件接口标准,MES系统与设备之间建立统一的硬件设备接口标准,为企业的科学化、精细化管理提供标准模型。其次,建立统一的生产加工数据信息存储中心,所有围绕生产业务的系统,所有的数据流转都通过生产加工数据信息存储中心进行交互,把生产相关的各种资源信息都建立在一个统一的平台中,杜绝因各自系统所造成的数据冗余现象,方便企业的管理以及对各业务数据的提取。为企业建立一个内容丰富、信息明确的数据仓库。
 
 
MES系统实现拉动式生产与推动式生产高效结合
 
 
 
以销售订单为源头动力,装配BOM及工艺信息为生产依据来定制生产计划,从而拉动装配车间的组装生产,从而以装配车间对零部件的需求来推动成套车间对零部件加工。实现从组装到成套生产的高效结合。

 

 

 

 

 

 

MES项目实施面临的挑战及对策有哪些

MES是位于计划层和控制层之间的系统,在技术上必须可以和计划层的应用系统如ERP等进行集成,同时还要能集成控制层数据,而这两个层面的系统复杂多样,很难有统一的技术方案去实现。

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MES介绍

 

1.1 MES定义

 

MES是英文Manufacturing Execution System的简写,中文简称制造执行系统。MES系统主要应用领域在生产方面,国际国内有很多机构对MES进行了定义,但目前来说比较受大家认同的是MESA(国际制造执行系统协会)对制造执行系统作出的定义:“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时,MES能对此及时做出反应、报告,并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动,有效地指导工厂的生产运作过程,从而使其既能提高工厂及时交货能力,改善物料的流通性能,又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供直链中提供有关产品行为的关键任务信息。

 

1.2 MES的功能模型

 

MES可以优化整个生产过程,而生产过程是由各种资源共同作用实现的,MES对生产过程的优化是通过对各种资源的优化实现的。MESA(国际制造执行系统协会)根据许多企业的实际隋况,归纳出主要的MES功能模块,具体包括:供需详细调度、资源分配与管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集等模块。在实际的产品应用中,可能包括其中的—个或者多个功能模块。

 

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MES应用环境分析

 

2.1 MES的系统定位

 

在该模型中,MES在企业信息系统中起着中间层的作用。在MES下层,是底层设备控制系统,包括DCS、PLC、NC/CNC和SCADA或者这几种类型的组合。在MES的上层,则是从全局的角度对经营和生产进行全面计划,以财务管理为核心,实现资金流、物流和信息流的有机协调运作的ERP(企业资源计划)系统。我们可以从以下几点来理解MES的定奁巩1)MES在整个企业信息集成系统中承上启下,是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁。2)MES采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息,目的在于优化管理活动。它强调是当前视角,即精确的实时数据。3)从对实时的要求而言,如果说控制层要求的实时的时间系数为1,那么,MES的时间系数为10,ERP的时间系数为100。

 

2.2 MES开发的技术复杂性

 

MES是位于计划层和控制层之间的系统,在技术上必须可以和计划层的应用系统如ERP等进行集成,同时还要能集成控制层数据,而这两个层面的系统复杂多样,很难有统一的技术方案去实现。这也是为什么MES目前为止不能像ERP一样迅速推广应用的原因之一。尤其是在与控制层的集成中,不同类型的生产有不同的设备,而不同的设备很可能就需要不同的数据采集方案,这中间涉及到制造技术与信息技术、自动化技术、现代管理技术和系统科学技术有机融合的问题,大大增加了MES开发的复杂性。

 

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MES实施面临的挑战

 

通过以上的应用环境分析,我们大致可以总结出MES实施面临的主要挑战是:

 

1)如何定义MES的业务范围,尤其是在与其他系统在业务上有交叉的领域。

 

2)如何推动MES在涵盖生产、质量、物流、计划、设备等多个领域的环境下实施?如何得到各个部门相关人员的配合?我们知道仅仅从IT的角度去推动MES项目的实施是非常困难的。

 

3)如何在技术上保证与ERP及底层控制系统之间的无缝集成?真正实现MES的中间桥梁作用,实现车间透明化管理?

 

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MES实施案例中的应对措施

 

4.1实施背景

 

笔者参与了某汽车零部件制造工厂的MES项目实施全过程,该公司属于离散性生产模式,车间现代化水平较高,采用了比如拧紧机,Atlas力矩扳手,性能测试机等多种现代化设备辅助生产。应用MTO模型应对市场需求,并且已经实施了ERP系统来管理销售,采购,仓库物流及财务数据,ERP的运行在很大程度上改善了公司的管理水平,提高了库存周转,但是延误交期,质量问题居高不下,车间物流管理不是很顺畅等问题始终存在,公司希望通过MES的实施来推动这些问题的解决。

 

4.2实施风险分析

 

正如前面分析的MES项目实施面临的挑战一样,在该公司的实施中也面临着类似的问题。该公司已经实施了ERP系统,且ERP系统覆盖了部分的生产相关的内容,便于生产成本的采集,那么MES在这一部分如何定义边界?如何与ERP进行交互,实现业务的J顷畅运作?各种生产设备是否有数据接口供数据采集?是否可以将这些数据无缝集成到MES系统?

 

尤其重要的是,公司是否有实施MES的环境,所谓的环境包括人员对MES项目的理解和支持程度,是否有足够的资源来支持MES项目的实施,这些对MES项目的成败有关键影响。对于这些项目实施可能会碰到的挑战或者风险,在项目启动之初都直该有清醒的认识,并采取对应的措施予以应对。

 

4.3 项目实施的风险防范措施

 

1)项目目标定位。项目目标定位主要解决的是做什么的问题。实施MES之初应该明白我们上MES项目的目标是什么,在整个工厂的价值链中处于什么位置。虽然从大的方面来说,MES是用来帮助优化生产,但实际是每个工厂面临的问题都不大—样,期望解决的问题的侧重点也有所不同。

 

2)项目实施环境分析。项目实施环境分析解决的是能不能做的问题。首先我们要有清晰的项目目标;其次,要进行全工厂范围内的MES意识培训,尤其是项目实施涉及到的各个部门或人员,让他们对MES项目有大致的了解,明白项目的实施对各自的影响及未来能带来的利益。再次能否得到足够的人力支持,比如是否有合格的项目经理来推动项目,是否有经验丰富的顾问为项目保驾护航。然后,项目是否得到高层认可,是否有足够的资金支持。最后要分析工厂的软硬件环境,比如工厂的硬件基础设施是否可以满足MES项目的实施,如果不能则最好是先对工厂的基础设施进行适当的改造。

 

3)项目的具体实施安排。关于具体实施安排回答的是怎么做的问题。

 

作为—个比较复杂的IT应用系统项目,一般我们会选择某种项目实施方法论来对项目进行管理,通过这种系统化的方法,达到进度、质量和成本的平衡。考虑到MES项目的特殊性,我们还要特别关注有没有人员对各种设备的接口有所了解,同时是否有专门的团队管理工厂的IT基础设施,这一点经常被忽略,没有好的IT基础设施,MES的实施会成为无水之源。如果有可能,最好是邀请MES顾问的加入,可以大大降低项目实施的风险。

 

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结论

 

MES项目实施的环境是复杂的,但是目前制造业的发展,要求不断通过各种手段压缩交货周期,保障产品质量,降低产品成本,在这种压力下,越来越多的企业选择了实施MES项目。在项目实施之初,充分考虑项目实施可能会碰到的风险,并采取各种手段尽量降低项目风险,可以在很大程度上提高MES项目实施的成功率。

 

 

 

 

 

 

 

MES系统如何帮助精益生产?

 

MES系统如何帮助

当今,制造业生存的三个关键要素分别是:供应链管理(SCM)、信息技术(IT)、成批制造技术。供应链管理是原材料供应到产品出厂整个过程的管理,旨在实现物流资源的流通及资源配置的最优化;信息技术就是改变传统的作业方式,实现快速、专业的生产,从而减少工人的接入,有效降低生产经营成本;而成批制造技术就是随着生产技术的深化,逐步改善对生产制造的人、料、法、环、机的管理,促进现代管理理念的实现。在这一企业信息化生产过程中, MES系统技术将发挥重要作用。

 

 

01 制造执行系统(MES)

 制造执行系统(MES)又被称为生产管理系统, MES国际联合会将其定义为能够通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。它是一个常驻工厂层的信息系统,处在企业的领导层的计划系统和生产过程的直接工业系统之间,能够根据当前的精确数据,对生产活动进行初始化,及时引导和报告工厂的活动,同时需要对可能发生变化的生产条件和状态作出预防工作,一旦出现问题,能够及时给予解决,重点是不会削减能够产生附加值的活动,促进工厂的良性运转。

MES系统可以分别工序详细调度、资源分配与管理、生产单元分配、文档控制、过程管理、质量管理、产品跟踪和产品清单管理、性能分析、劳务管理、维护管理和数据采集11个功能模块。

02 精益生产之道

精益生产具有大批量生产方式和其他生产方式无法比拟的优越性,同时,它还能够依据当地的技术、经济及人文环境,建立适应环境管理体系要求的生产方式。

(一)精益生产的基本目标

1.零库存

 一个充满库存的生产系统势必会掩盖许多潜在或者内在的问题,如设备故障、工作质量低造成残次品或者翻修、工期延期、生产脱节等,都可以通过库存淡化问题。所以,日本人称库存为“万恶之源”,是生产系统设计不合理、生产操作不正当、生产过程不协调的重要表现,因此,每一个企业都要追寻“零库存”的口号。

 2.高柔性

 高柔性指的是企业的生产组织形式较为灵活多变,能够适应市场变化的需求,及时组织生产,从而提高企业的竞争力。为了兼顾生产率并实现柔性二者的统一,精益生产必须在设备、劳动力、设备三方面变现出较高的柔性。

 3.杜绝浪费

 目前的现代企业都存在着不以客户需求为目标进行生产的现象,造成大量的原材料、半成品、成品的积压。而精益思想就是要通过挖掘潜力,杜绝浪费现象。

 4.无缺陷

高质量来自无缺陷的产品,精益生产的目标就是消除生产过程中引起不合格产品的原因,使生产的各个环节一直处在良好的工作状态,追求零缺陷。要追求零缺陷,就要事先做好预防工作,防范未然。

 (二)如何进行精益生产
        企业要进行精益生产,首先,应对精益生产有一个较为全面的认识。精益生产管理思想的最终目标是实现企业利润的最大化,也就是通过消除生产中的一些浪费现象来降低成本,对于并行工程和全面的质量管理目标则更偏重于对销售的促进。而全面质量管理是为了进一步消灭生产过程中的浪费,对于不良产品的加工同样也是浪费,并且掩盖了生产中不易发现的隐藏问题,其次,企业要根据自身的发展情况,分析企业内部外存在的主要问题,坚定实行精益生产的信息,然后根据精益生产的相关理论,制定企业进行精益生产流程优化的最终方案;最后,根据最终方案,找出需要优化和改进的方面,进行重点的优化研究。

 

03 基于MES系统的精益生产

从本质上来讲,精益生产是一种最大限度降低企业生产所需要的资源、降低企业运营成本为目标的生产模式。它根据市场不同的需求变化,灵活地、快速的调整生产目标,并依靠精密细致的管理,组织进行生产,从而“彻底排除浪费”现象,防止因生产过量造成企业利润的降低。

精益生产作为一种全新的生产方式,已经在制造业得到了广泛的认可,但是更多的还是被应用在生产现场,同时,制造类的企业管理同样也是围绕生产进行。不管是质量管理、物料管理,还是生产管理,都需要管理者及时掌握生产现场的信息,做好科学决策。MES系统处在生产层和计划层的操作控制系统之间,属于执行层,负责生产管理和调度执行问题。它通过对物料、人员、设备等工厂资源的控制,来提高企业的制造竞争力,提供了在同一平台上集成的包括质量控制、文档控制等功能。从而实现企业实时化的生产控制、计划管理、制造执行三层体系结构,改善了企业的生产组织,减少了生产周期,提高了产品的质量同时降低了人力资源的消耗。当工厂发生情况是时,MES系统能够快速作出反应,并对出现的问题进行指导和处理。并且这种状态下的迅速反应不会影响企业内部生产附加值的增加,从而有效的指导工厂进行生产运作,提高工厂的交货能力,改善物料的流通性能。

MES系统重点强调对整个生产流程的优化,它需要及时收集生产中的实时数据,并对其进行分析、处理,将制造系统的进度安排、追踪。监视、质量管理、设备控制和ERP等进行综合考虑,从而实现制造精细化战略。目前,一些企业在信息采集和汇总方面通过工厂信息系统来进行生产流程的监控,但是其不能对物料、设备、突发事件等完整地结合起来,各种现场生产的数据不能得到整体的共享,很多生产问题都需要人工干涉才能得到控制,所以,精益生产迫切需要实时生产现场管理平台的技术支撑。

 

04 总结

 因此,MES系统作为企业精益生产的基础,企业就应该积极引入精益生产模式,实行生产流程优化。如果能同实施MES同步进行,并通过建立平台化的制造执行系统为精益生产提供技术支持,将精益生产同制造执行系统结合,定会加快企业信息改造的步伐,推进企业MES精益生产的道路。

 

 

 

 

小型工厂生产管理系统(MES)实施总结

随着工业4.0、中国制造2025概念的普及,越来越多的小型工厂也想导入生产管理软件(MES),一方面是来自客户的要求,另一方面小型工厂自身也越来越意识到生产信息化的重要性。

但动辄十几万甚至上百万元的MES系统,却把小型工厂挡在了生产信息化的大门外;即使导入了MES系统,后续的维护、升级成本也很难承担。另一方面,MES系统功能复杂也是困扰小型工厂导入MES系统的主要问题。

 

那么,什么样的MES系统和服务能够满足小型工厂呢?

首先,价格要低
 
 
 
 
 
 

以我们接触过的小型工厂为例(我们指200人以下),通常软件及服务预算费用不超过5万。

其次,功能干练
 
 
 
 
 
 

“复杂的功能我们用不起来!”,这是我们从小型工厂那里听到最多的话。对于小型工厂,人员层次和管理规范等因素决定着大而全的系统功能注定无法推广使用。所以MES系统功能一定要干练,管到点上即可,且操作方便易上手,用尽可能少的数据收集动作产生尽可能多的信息内容,使生产过程透明化,从而辅助生产管理。

 

对于工厂管理而言,不论工厂大与小,管理的内容无非就是人、机、料、法、环、测。大工厂可以通过MES管控规范到每个工作细节,小工厂除了管控关键点,则需要更多的灵活性。

对于小型工厂,人、机、法、环、测中的“环”对信息化需求没有那么强烈,那么,如何通过MES系统进行简单的条码打印及扫描,实现人、机、料、法、测(5M)的管控呢?


人(Man)

实现实时的作业人员产能、品质统计;

工序作业权限管控。

机(Machine)

实现实时的设备产能、稼动统计及设备防错。

料(Material)

实现物料防错防呆、通过物料追溯产品、通过产品追溯所用物料,进而追溯到物料供应商信息。

法(Method)

使车间生产过程严格按照定义的生产工艺流程进行;

实时进行品质控管(重工、扣留);

生产排程简单管控。

测(Measure)

测试、维修数据快速且规范录入,方便后续统计分析。

除了以上管控和统计内容,通过简单的条码扫描还可以产生实时的生产排程达成状况、在制品分布状况、良率统计分析及车间工序产能统计等等。

最后,服务到位
 
 
 
 
 
 

小型工厂的顾虑:

往往没有专职的IT人员,需要提供全方位的IT服务,例如:服务器优化、异常处理、定期培训等;

不同时期会有不同的需求及产品功能升级。

以上顾虑,只要每年支付固定的服务费用,即可统统获得。

 

 

 

 

MES在我国钢铁行业的应用

 

 
 

MES在引进国外先进管理模式的同时,深度挖掘国内钢铁企业生产过程中出现的问题,使其将先进管理模式与企业管理模式相结合,利用先进的技术切实解决企业生产管理出现的问题。

 
 
 

 

一、概述

 

  在钢铁行业,信息化体系的五级架构已经得到普遍认可,它们分别为一级基础自动化系统(BAS)、二级过程控制系统(PCS)、三级车问级制造执行系统(MES)、四级企业资源计划系统(ERP)和五级企业间管理系统及决策支持系统(DSS)。

 

二、MES的特征与核心地位

 

  MES是美国管理界上世纪九十年代提出的关于制造业企业信息化的新概念,它通过计划监控、生产调度,实时传递生产过程数据,来对生产过程中出现的各种复杂问题进行实时处理,在信息化中起到了核心关键作用。如果用一句话来概括MES的核心功能的话,就是:计划、调度加实时处理。

 

MES处于中间层,其特点是:

 

  1)MES最具有行业特征,它与工艺设备结合最紧密,至今世界上还没有一个适合于所有行业的MES通用产品。

 

  2)MES是实现生产过程优化运行与管理的核心环节。

 

  3)MES是传递、转换、加工经营信息与具体实现的桥梁。

 

不同行业的MES功能差异很大,但MES的核心功能可以概括为四方面的内容:

 

  1)整体优化的计划与设计:一体化的合同计划,材料申请计划,作业计划,发货计划,转库计划,对产品进行质量设计、生产设计、材料设计等等;

 

  2)事件触发的实时数据处理数据是MES的基础与生命,MES的信息不但要具有完整性,也就是该收集的信息都收集到,而且,还要具有时序性、时效性与实时性。按事件进行管理,实时地收集生产实绩。所有生产事件的集合就构成了一个现实工厂的生产模型。

 

  3)应对突发事件的实时调度对突发的故障紧急处理提供手段,对计划进行动态调整,对操作作业进行指导。

 

  4)生产状态的实时监控

 

  主要监控设备的运转状况、在制品的质量状况、合同进度的情况等等。

 

三、钢铁企业MES功能

 

  (1)生产排程

 

  ·工厂日历:根据生产订单,确定生产的基本排程时间框架,并将时间精确到每台设备、每班。

 

  ·作业周期约束:根据生产工艺约束、设备约束等因素,设定生产订单的作业周期约束。

 

  ·生产排程:根据产线产能、作业周期、原料的库存情况,采用时间片(总时间、开始时间、执行时间、结束时间、转移时间)的方式,使用正排、倒排的方法进行排程。

 

  (2)库料管理

 

  ·原料库及中间库的分析与管理。

 

  ·原料库及中间库与生产订单的绑定。

 

  ·安全生产库存的设计与维护。

 

  (3)作业程序生成

 

  ·作业程序:工厂完成各段生产订单的集成生产活动(组炉程序、组浇程序、组轧程序等作业程序)。

 

  ·产生过程:生产订单分析、库料分析、工厂策略设计。

 

  ·作业程序下达执行(转ALS执行)

 

  (4)在制品跟踪(WIP)

 

  WIP模块根据ALS下达的作业排序,组织具体的生产执行跟踪。对于钢铁企业来说,生产过程中的物料消耗信息、产品质量信息、工艺信息是最需要的。对于自动化程度较高的济钢,WIP所跟踪的信息都是通过接口表直接从PCS系统获得的。

 

  ① 物料消耗信息

 

  在生产过程中,物料的消耗量直接关系到企业的生产成本。记录生产过程中物料的消耗信息,可用于生产车间及企业的成本核算。钢铁企业的物料消耗主要包括:普通物料及风、气、水、电等的消耗。

 

  ②产品质量信息

 

  钢铁产品的质量,取决于其化学成分。对于普通钢种,主要考虑碳、硅、锰、硫、磷等化学元素的含量。这些化学成分信息都可由化验室取样化验得到,直接传递给WIP模块。

 

四、钢铁企业MES亟待解决的问题

 

  (1)MES的APS、ALS模块必须解决很多ERP系统难以解决的问题:将客户订单打包归并成适合企业生产车间实际生产的生产订单。并由此生成具体的生产计划调度、作业排序。

 

  (2)MES的WIP模块必须对整个生产过程中所有的有用数据进行跟踪,并对数据进行分析处理。

 

  (3)MES系统必须处理好与计划层、生产控制层的接口问题。

 

  (4)为了提高MES系统的运行效率,减少数据冗余度,MES系统应该采用分布式设计方法,并对历史数据进行定期整理。

 

五、钢铁企业MES的技术特点

 

  较强的一体化计划编制功能和实时动态优化功能;具有较强的与ERP系统及PCS系统的集成性;能广泛适用于钢铁企业各种产线,包括板材、线材、型钢、钢管等不同的产线和单制程、多制程、直接热装热送、短流程轧制等各种流程;满足敏捷制造的实时性,大量采用实时处理技术,无论是计划调度、质量判定还是生产实绩收集、成本核算都由生产中发生的事件触发,进行实时抛帐和即时处理。

 

在具体实现上,具有以下技术特点:

 

  1)建立产品规范体系和冶金规范体系,真正实现按用户需求进行产品设计:

 

  为贯彻一贯的质量管理理念,需要建立产品规范管理体系及冶金规范管理体系;产品规范支持销售系统订货处理,并规范产品的品名、标准、牌号、表面特性等,确保从合同到标签、质保书的统一引用。建立企业产品规范管理体系及冶金规范管理体系,是实现一贯质量管理的关键技术。

 

  2)自动的合同处理与设计技术:

 

  合同处理在产品规范系统和冶金规范系统的支持下,自动对销售下发生产的用户合同进行产品的质量设计和生产设计,设计合同的加工工艺途径及合同产品从材料准备、生产、检验、发货、出厂等全过程的工序工艺控制参数、检化验要求等作业指令,以及各工序的物料重量和合同的工序欠量,实现全自动的合同处理技术。

 

  3)产品质量判定的自动处理技术:

 

  冶金规范对于产品的最终放行条件作了规定,对于同一种产品,可以针对不同的用户、不同的用途分别制定不同的放行条件,真正体现了按用户进行质量管理模式。根据质量设计结果的放行标准和对产品的检验实绩,实现对产品实物的自动质量判定。

 

六、MES未来的发展趋势

 

  走产品化的道路,从信息集成、事务集成发展到智能集成型的MES,满足可集成性、可配置性、可适应性、可扩展性和可靠性的要求是MES今后的发展趋势。具体表现在以下几个方面:

 

  1) 通过软总线技术的研究,进一步加大MES系统与周边系统的可集成性,使其可以与各种厂家、各种类型的周边系统平滑地连接。

 

  2)在钢铁企业MES解决方案的基础上,进一步拓展成为流程行业整个系统的解决方案,为建成中国自己的具有独立知识产权的流程制造业MES而努力。

 

  3)融入了一些流程行业的专有关键技术,如一体化计划、全面质量管理技术、动态成本控制技术、设备故障监测与分析等,以满足解决生产现场各种复杂问题的需要。

 

  4)通过面向对象技术、组件技术的应用,大大增强企业MES的可裁减性与适应性。

 

 

 

 

 

 

MES(制造执行系统)介绍

当前,新一轮科技革命与产业变革风起云涌,按照"中国制造2025"的战略部署,以信息技术与制造业加速融合为主要特征的智能制造成为全球制造业发展的主要趋势。上个世纪80年代后期,美国在总结MRPⅡ(制造资源计划)实施成功率较低的教训,并吸收日本准时制生产系统(JIT)经验的基础上,提出既重视计划又重视执行的管理新思想,提出制造执行系统(MES, Manufacturing Execution System)的概念。

一、MES定义

e-Works指出,MES是一套对生产现场的综合集成管理系统。MES用集成的思想替代了原来的设备管理、质量管理、生产排产、DNC、数据采集软件等车间需要使用的孤立的软件系统。MES在信息化系统中存在承上启下的作用,是一个信息枢纽,强调信息的实时性。不同行业,不同生产模式的企业有自己特性的MES需求。

二、 制造企业信息化系统分级

制造企业的信息化分为下述三个层次:

1.计划层:以“财务”为核心,包括经营决策级和企业计划级。主要功能:生产经营决策,长期、中长期生产计划编制,财务管理,成本管理,人力资源管理,辅助决策等。对集团而言,往往强调的是集团的“统一性”。

2.执行层:包括生产调度级和车间生产级,包括:执行计划编制,生产和物流的指挥调度,对设备的集中采集和控制,模拟预测,质量控制和设备维护。对集团而言,往往用于实现各生产实体的“管理特色”。

3.控制层:包括过程控制级、设备控制级和检测驱动级。主要功能模块:自适应控制;设备控制;现场各种信号检测。

三、 信息技术在企业应用的重要性

经济全球化趋势已经给各国经济发展带来越来越深刻的影响,各国制造企业在世界市场上进行着日益激烈和残酷的竞争。剧烈的和不可测的市场环境变化,对制造企业的生存与发展提出了严峻的挑战。在我国,制造业是国民经济的重要组成部分,工业增加值占GDP的36%,居世界第四位,我国已成为世界制造大国,石油化工、冶金等行业代表的流程制造业在我国制造业中占据了很大的比例,是重要的基础支柱产业。同时,流程制造工业是一个多品种、多层次、服务面广、配套性强的产业,与其他产业和消费市场关系密切。它又是资金密集和技术密集的产业,对国家经济发展及军事保障都至关重要。但是长期以来,我国制造业与发达国家相比还存在着较大的差距,突出的现象就是生产制造损失大、能耗高,设备运转周期短、维修费用高,环境污染严重,能源利用效率比发达国家低近10个百分点,主要行业的产品能耗同国际先进水平相比,则高出30%左右,这个问题在流程制造业表现得尤为突出。面对经济全球化这一机遇和挑战,我国企业必须利用信息技术、管理技术和自动化技术加快改革步伐,彻底改变原有的管理模式,加强产品设计创新能力,提高产品质量,缩短交货期,降低成本和改善服务,不断提高自我适应能力。因此,基于信息技术的先进管理体系与制造技术成为企业竞争的关键所在,流程制造业的信息技术应用已经成为企业具备国内国际竞争力的不可或缺的重要手段。

四、目前制造企业信息技术投入存在的问题及困境

1、 随着当下经济形势下行,大部分制造企业并没有太多的资金用在企业的信息化投入上。行业与行业之间的效益差距很大。经过前期调研,很多制造企业利润率太低。

2、追溯我国流程企业的信息化发展历史可以看出,其信息化建设从20世纪80年代就已经开始了,而且随着信息技术的发展在不断地进步,经历了从单机管理、单元操作,到计算机集成制造系统(CIMS)的发展历程。但在此过程中信息系统的体系架构没有相对固定的标准,传统的架构是五层架构(监控层、优化层、调度层、管理层、决策层),由于这种划分层次的方法造成许多信息系统功能的交叉和信息的不畅,甚至出现信息阻断,因此给信息系统的开发和实施带来许多不便,影响了信息系统在企业发展过程中应起的重要作用。

3、 不少企业在管理和过程控制方面都实施了相应的系统,但大部分是“信息孤岛”难以进行有效的集成

由于流程行业的生产特点,大部分流程企业都非常重视过程控制方面的系统建设,在重要的设备、装置上都实施了过程控制系统PCS(Process Cortrol System),并且注重实时数据的采集、存储及整理。随着ERP(Enterprise Resources Planning)登陆中国市场和日渐普及,流程制造业中有许多企业也都实施了相应的ERP系统,在管理方面得到了优化和提高。目前,可以说以MRP II、ERP为代表的管理信息系统,以及以集散控制系统(DCS)、现场总线为代表的自动化技术,在流程制造行业已经大规模应用。尽管这两类系统的推广取得了一定效果,但却忽略了两者之间的有效集成,导致企业上层计划缺乏有效的实时信息支持、下层控制环节缺乏优化的调度与协调。计划层与车间执行层无法进行良好的双向信息流交互,企业难以实时反应,阻碍了各系统功能的正常发挥,也无法体现出信息系统的整体效益。

4、 制造执行系统没有得到高度的重视并清晰地体现在信息系统中,不能作为综合信息系统的有机组成部分

制造执行系统MES(Manufacturing Execution System)是流程工业综合自动化的核心技术,其主要功能是负责生产管理和调度执行。在集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的基础上,MES为控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源,提供了一个统一平台,对提高企业生产效率、提高产品质量、降低消耗具有重要的作用。MES在十几年前就已诞生,目前在发达国家已经普遍推广。在我国,对MES的认识和应用还处于刚刚起步阶段。随着通信瓶颈的解决,ERP可以通过MES直接与控制系统交换实时数据,实现操作运行层与管理层的紧密集成。这一趋势近年已在工业发达国家凸现,主要的工业自动化设备和系统供应商都在致力于开发MES的软件平台和系统支持服务。反观国内, ERP系统与生产控制系统之间一般还没有实现信息集成,问题的关键在于 MES在国内尚未引起应有的重视。因此,在流程制造业的信息化建设中必须注重制造执行系统的应用,将其作为综合信息系统的有机组成部分。

 

 

 

MES可以为制造企业解决什么问题?

本文梗概

©文丨 e-works整理

 

 

从MES的由来,到MES的功能以及在中国的发展,最后重点讲到MES可以给制造企业解决的一些问题,层层递进,精华资料,欢迎分享收藏!

 

什么是MES?
 
 

 

一、什么是MES

制造执行系统 (manufacturing execution system,简称MES);是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

 

二、MES的由来

美国AMR公司(Advanced Manufacturing Research,Inc.)在20世纪90年代初提出的MES的概念,旨在加强ERP计划的执行功能,把ERP计划通过执行系统同车间作业现场控制系统(现场控制系统包括:PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手、各种上位机软件等)联系起来。

 

 

三、MES的定义:

(一)、美国先进制造研究机构AMR(AdvancedManufacturing Research)将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”,它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态。

 

(二)、制造执行系统协会MESA (Manufacturing Execution System Association)对MES所下的定义:“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时,MES能对此及时做出反应、报告,并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动,有效地指导工厂的生产运作过程,从而使其既能提高工厂及时交货能力,改善物料的流通性能,又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。”

 

      MESA在MES定义中强调了以下三点:

      1、MES是对整个车间制造过程的优化,而不是单一的解决某个生产瓶颈;

      2、MES必须提供实时收集生产过程中数据的功能,并作出相应的分析和处理。

      3、MES需要与计划层和控制层进行信息交互,通过企业的连续信息流来实现企业信息全集成。

 

MES的功能及在中国的发展
 
 

 

一、MES的生成时机:

由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新,一个制造型企业能否良性运营,关键是使“计划”与“生产”密切配合,企业和车间管理人员可以在最短的时间内掌握生产现场的变化,作出准确的判断和快速的应对措施,保证生产计划得到合理而快速修正。

 

虽然ERP和现场自动化系统已经发展到了非常成熟的程度,但是由于ERP系统的服务对象是企业管理的上层,一般对车间层的管理流程不提供直接和详细的支持。而现场自动化系统的功能主要在于现场设备和工艺参数的监控,它可以向管理人员提供现场检测和统计数据,但是本身并非真正意义上的管理系统。所以,ERP系统和现场自动化系统之间出现了管理信息方面的“断层”,对于用户车间层面的调度和管理要求,它们往往显得束手无策或功能薄弱。

 

例如,我们的生产线经常出现如下问题时,就不是自动化系统及ERP系统可以解决的了的:

1、出现用户产品投诉的时候,能否根据产品文字号码追溯这批产品的所有生产过程信息?能否立即查明它的:原料供应商、操作机台、操作人员、经过的工序、生产时间日期和关键的工艺参数?

2、同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候,能否自动校验和操作提示以防止工人部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误?

3、过去12小时之内生产线上出现最多的5种产品缺陷是什么?次品数量各是多少?

4、目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少?要分别供应给哪些供应商?何时能够及时交货?

5、生产线和加工设备有多少时间在生产,多少时间在停转和空转?影响设备生产潜能的最主要原因是:设备故障?调度失误?材料供应不及时?工人培训不够?还是工艺指标不合理?

6、能否对产品的质量检测数据自动进行统计和分析,精确区分产品质量的随机波动与异常波动,将质量隐患消灭于萌芽之中?

7、能否废除人工报表,自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码?【欢迎订阅e-works公众号,每天带给您前卫、生动、实用的工业和信息化知识】

 

针对以上问题,1990年11月,美国先进制造研究中心AMR(Advanced Manufacturing Research)就提出了MES(制造执行系统)概念。

 

二、MES的定位

它是处于计划层和现场自动化系统之间的执行层,主要负责车间生产管理和调度执行。一个设计良好的MES系统可以在统一平台上集成诸如生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能,使用统一的数据库和通过网络联接可以同时为生产部门、质检部门、工艺部门、物流部门等提供车间管理信息服务。系统通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产,协助企业建立一体化和实时化的ERP/MES/SFC信息体系。

 

它是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境,帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。

 

三、MES的国内发展趋势

国内最早的MES是20世纪80年代宝钢建设初期从SIEMENS公司引进的。中国工业信息化基本上是沿着西方工业国家的轨迹前进,只是慢半拍而已。几乎绝大多数大学和工业自动化研究单位,甚至于国家、省、市级政府主管部门都开始跟踪、研究MES。从中央到地方,从学会到协会,从IT公司到制造生产厂,从综合网站到专业网站,从综合大学到专科院校,都卷入了MES热潮之中。

 

近年来,随着JIT(Just In Time)、BTO(面向订单生产)等新型生产模式的提出,以及客户、市场对产品质量提出更高要求,企业开始认识到要从最基础的生产管理上提升竞争力,即只有将数据信息从产品级(基础自动化级)取出,穿过操作控制级,送达管理级,通过连续信息流来实现企业信息集成才能使企业在日益激烈的竞争中立于不败之地。

 

目前国外知名企业应用MES系统已经成为普遍现象,国内许多企业也逐渐开始采用这项技术来增强自身的核心竞争力。

 

四、总结

制造执行系统(MES)旨在提升企业执行能力,具有不可替代的功能,竞争环境下的流程行业企业应分清不同制造管理系统的目标和作用,明确MES在集成系统中的定位,重视信息的准确及时、规范流程、利用工具、管理创新,根据MES成熟度模型对自身的执行能力进行分析,按照信息集成、事务处理、制造智能三阶段循序渐进地实施MES系统,才能充分发挥企业信息化的作用,提高企业竞争力,为企业带来预期效益。

 

MES为制造企业解决什么问题?
 
 
1
计划

一、背景:

一般未上MES的制造企业生产流程如下:

                     

制造型企业整体业务流程概览(绿色部分是MES涉及的部分)

下面将针对以上流程阐述MES在整个流程中的应用。

 

二、MES在整个制造业业务流程中的应用

1、下达采购订单(PO,下同):

1)、现状:根据制造企业的信息化水平,目前分以下几种情况:

      A、未上ERP的企业:PO一般都是通过转化CO(客户订单)而来,再通过邮箱或纸制的传统方式进行传递;

      B、上了ERP的企业:对于上了ERP的企业,一般在ERP中进行CO的接收和PO的转化;

2)、可革新内容:目前业界很少有MES产品在此流程位置增加相关功能,当然如果可行,MES通过二次开发还是可以替代部分功能,这具体要看制造企业的信息化规划及MES产品厂商的可扩展性了。

3)、评价:如果此位置使用MES,仅替代了ERP的部分功能,没有太多的优势可言,但对于未上ERP的公司而言,可以实现无纸化办公,信息的可追溯性增强。

2、拟定生产订单(WO,下同):

1、现状:在上了ERP,没上MES的公司,一般在下达了PO后,通过人工排产后,再通过EXCEL的方式保存下来;

2、可革新内容:由于MES的生产订单需要细化到每天,生产线方能有条不紊的执行;因此,MES中必须有可以直接执行的WO;目前WO有分为两种实现方式:

   1)、未上APS(高级计划排程)的公司又分为两种实现方式:

                A、ERP中直接下达WO,然后再传递至MES中;大部分的MES系统已经支持此功能,不需要二次开发。

                B、ERP将PO下达至MES,专业的计划人员或调度人员再在MES中将PO分解成WO;此种模式在有的MES产品中需要二次开发方能实现;有的MES产品已经有相关的经验,且已经具备此功能,不需要再开发。

   2)、上了APS的公司:

           目前部分MES厂商已经可以根据ERP中的PO,综合物料,设备,人员,供应,客户需求,运输、产能、不良率等等一切资源,给出综合的WO下达建议,此功能有的公司将之分开为APS,有的公司将之合并在MES中计划管理模块中;

3、评价:上了APS的公司,需要人工再参与的机会比较少计划人员工作量相对较小、工作效率较高;但对制造企业的管理要求较高。未上APS的公司,计划人员工作量相对较大,工作效率较低,但对管理的要求较低。具体要根据企业的管理水平和具体的信息化规划而定。

 

三、传递生产订单(WO):

1、现状:在未上MES的公司,当计划完毕后,一般计划的传递方式通过纸档的工作指令单、传递至生产线;当然也有的公司是通过邮件发送至产线,产线打印后再传递到生产线执行者。

2、可革新内容:

1)、在上了MES系统后,当计划员在系统中维护好PO后,系统一般会自动传递至生产线员工操作界面及仓库备料员工的操作界面上,不再需要邮件发送和打印后再传递了;

2)、当然,此位置的传递功能,可以在员工刷新界面时直接显示,也可以在员工操作界面做一监控任务,监控到有新计划产生时,提供弹出等功能。

3、评价:

未使用MES前的计划传递非常传统,沟通成本很高;如果使用了MES的功能,沟通一步到位,减少计划员及跟单员的工作量,甚至减少人员。

 

四、接收生产订单(WO):

1、现状:在未上MES系统的公司,一般是在拿到跟单员的计划后,生产线一线负责人或仓库配料责任人安排进行生产或备料等;

2、可革新内容:

1)、MES同设备集成,当计划人员在MES中有下达订单至指定的机台时,设备自动接收,不需要再人为干预;当然这需要设备厂商提供支持,方能够深度集成,如果不能够深度集成,也是不能实现的;此处要求在设备购买时,同设备供应商要求明白,否则后续再增加此需求,会导致项目成本的提升。

2)、MES同设备不能集成,当计划人员在MES中有下达订单至指定设备时,负责该设备的操作人员在MES的操作界面接收指定的计划;但此方法一般会导致手误等原因,接收到其它机台或设备的计划,导致精益生产错误等问题;目前优秀的MES系统产品对于此种情况均有考虑,功能有日趋完善;解决方法有以下两种:

       A、每台设备一个操作界面,此操作界面仅代表一台设备;

       B、同样的操作界面,需要员工在接收计划前先选择目前的机台是什么,然后再选择计划。

 

3、评价:

1)、对设备可以集成的MES解决方案,需要使用方或客户方有远大的信息化规划能力;目前国内的制造业有此能力的不多,如果没有强有力的信息化人才,事先规划好系统的发展方向,则会导致后期实施成本的增加(如购买此集成能力或设备改造)或者项目的质量降低或失败;建议各公司在新建工厂前,如果要实施MES,则建议联合MES厂商进行先期咨询,然后再对设备供应商进行解决方案的要求;联合MES厂商进行咨询,许多公司都以节约成本为先,希望厂商免费提供,但目前众多厂商发现免费的并不能带来好的回报,因此大的公司已经在转变是以低成本投入的咨询方式进行咨询。

2)、对于不能集成的MES解决方案:从使用方角度而言,第1种的解决方案最好,因为可以防止员工误选导致的生产错误,但对实施人员来讲,开发或配置(优秀的系统,界面是可以配置出来的)的工作量会随着设备数量的加大而加大。对于第2种方案,维护成本较低,但不能完全防呆;因此对于使用方而言,需要综合各方面的信息进行判断。

 

2
仓库备料

五、生产订单(WO)执行:

 1、仓库备料:

 1)、现状:

 A、当仓库人员接收到邮件或打印出来的计划后,根据该材料的BOM(产品开发人员处获取),人工计算或通过Excel计算当天的需求数量,然后打印出来;

 B、根据打印出来的备料清单执行备料工作;

C、备料完成后,仓库人员配送至生产线线边库或等待生产线线边加人员至仓库领取;

D、在未上MES、但上ERP的公司,通常此工作由仓管人员在ERP中手工完成过帐操作,但不能对物料追溯起到实质作用;

E、在两个系统都未上的公司,通过都是Excel做的记账操作,通常是通过频繁盘点来实现库存的管理。

 

 2)、可革新内容:

A、上了WMS系统的公司;

a)、上了WMS系统的公司,如果ERP或MES中下达了具体可执行的WO,那么WO也应该传给WMS系统;

b)、当WMS系统接收到此WO后,可以根据BOM(当然同时将BOM从ERP中传输至WMS系统中)计算该计划的备料量,并计算出来生产备料清单,同时如果同ERP集成,还可以知晓物料是否具备,以便提前向采购或供应商催促物料到位;

c)、根据计算出来的各种原材料用量,提醒仓库人员扫描每种原材料的批次(或包装箱号);实现原材料批次同计划的绑定及数量的扣除,从而实现产品与原材料的绑定;但此处只能说明该计划使用什么批次的原材料,当原材料批次存在多批时,不能追溯至具体每个产品所用的原材料;如果要追溯精确,不能使用此方法;

d)、在发料或配送物料完成后,自动将发料或配送完毕的数量向ERP过账,实现ERP同WMS系统库存数量的一致。

 

B、未上WMS系统的公司:可以在上MES系统时,同时上MES的库存管理模块;一般优秀的MES系统是具备此功能的;库存管理模块的功能,类似于WMS系统的功能,一般操作流程如下:

 a)、当有原材料至仓库时,需要首先做一个收料的动作,即为库存接收的概念;通常是先扫描原材料物料号(如果WMS系统同SCM系统或其它供应商系统接口,在此位置是不需要扫描原材料物料号的),再扫描包装箱号进行库存的接收;

b)、在a)实现的前提下,当MES中下达了可执行的WO,MES系统可以根据WO的数量,根据BOM的用量,计算出备料清单;同时提示目前物料库存是否具备;如果不具备需要提醒采购及供应商送货。

 c)、然后根据计算出来的各种原材料用量,提醒仓库人员扫描每种原材料的批次(或包装箱号);实现原材料批次同计划的绑定及数量的扣除,从而实现产品与原材料的绑定;同样此处只能说明该计划使用什么批次的原材料,当原材料批次存在多批时,不能追溯至具体每个产品所用的原材料;如果要追溯精确,不能使用此方法。

d)、在发料或配送物料完成后,自动将发料或配送完毕的数量向ERP过账,实现ERP同WMS系统库存数量的一致。

 

3)、评价:

A、在使用系统进行备料操作后,不仅可以自动计算出该计划的备料数量,提升了备料计算的效率及准确性,还可以自动检查库存是否恰当;当然最重要的是实现原材料的追溯及库存数量的管理;

 B、目前国内的企业鲜有在此处实现较为顺利的,主要原因在于缺乏统一的信息化规划;

C、同时做MES项目是一个革新性的项目,不可避免会对原有流程带来冲击,甚至会对流程链上的利益点带来破坏性的影响;缺乏强有力支持的MES实施项目,很难达到最后的满意;还是最后一句话,在欲实施MES项目的公司,建议做一次咨询项目,明白优缺点,再点项目的实施内容。

 

3
生产之生产实绩监控

(五)、生产订单(WO)执行:

1.    生产:

生产是我们MES中存在的必然,目前大大小小的MES产品都是围绕生产的业务进行,目前主要的功能有以下几点:

  • 生产实绩监控;

  • 在制品监控;

  • 产品的追溯;

  • 设备管理;

  • 人力资源管理;

  • 库存管理;

  • 品质管理;

  • 生产智能分析;

1)、首先我们来看下生产实绩监控;

 A、生产现状:

A)、没有生产实绩监控,不知晓生产线目前的生产实绩,不能实时知晓计划的完成情况;

B)、有实绩监控的,也分成好几种情况:

i.在关键的几个工序同设备集成,读取设备完成信号,然后通过LED或LCD面板,将生产实绩展示出来,计划生产数量,往往是不在面板中显示出来;

ii.在某个关键的工序安装一按钮,当生产完毕一个产品时,员工通过按钮的方式进行生产实绩的上报,以展示在监控面板上;计划生产的数理,往往不在面板中展示出来;

iii.也有的工厂,是有人专门定期统计,定期上报;                      

iv.其它。。。。。。

 

B、可革新内容:

         A) 、 生产的前提是MES中已经有生产计划,在工艺流程第一个工位接收生产计划后,当工艺流程的最后一个工位扫描SN号完成时,系统自动识别当前生产计划完成一个;

         B)、    生产实绩包括:等待加工的数量、已经完成的数量;

         C)、    当然扫描的工作可以是人工扫描SN、自动扫描SN,还可以是中设备集成,读取设备的每一次信息以进行识别;

     C、评价:

          A)、    对于没有实施MES项目的工厂,不能知晓某个计划的完成情况或不能准确知晓某个计划的完成情况;

      B)、在实施的MES项目的工厂,不仅可以知晓当前计划的完成情况,还可以知晓排队等待中的生产计划,以便生产操作人员通过看板,即可知晓后续的工作任务。

当然,如果是同设备集成,还需要设备厂商提供同MES的接口以进行交互,否则MES也孤掌难鸣。

 

4
在制品监控

(五)、生产订单(WO)执行

2、生产

2)、在制品监控

A、生产现状:

目前未上MES的公司,对于在制品的监控基本没有,或仅限于IE考虑,在某工序某时间点的在制品数量,不能识别正在加工的数量和等待加工的数量,即使可以识别也是不准确、不及时的;

即使做了数量的监控,也不能监控每个产品的开始生产时间、结束生产时间、排队时间,不能协助IE部门监控产线的平衡,以进行精益生产的改善。

B、可革新内容:

 a)    MES对于在制品的监控可以分成三种情况:等待加工的数量监控、在制品数量监控、完成品数量监控;

 b)    MES系统通过自动、人工扫描或同设备集成的方式,可以实时知晓具体的每个产品的加工时间;还可以通过MES系统的FLOW或Routing的方式监控每个产品的排队时间;

 c)    以上信息来的更准确、更及时,对于我们做IE的人员来讲,做生产周期的计算,对革新生产是非常有用的。

C.          评价:

 a)    上MES可以更准确、更及时知晓生产周期、在制品监控;

 b)    但实施MES时,如果设备不能集成、不能增加自动扫描装置,数据的准确性很大程度上依赖的是人工操作,不仅带来整个生产效率的降低,而且数据的准确性也受质疑;如果设备不能集成,但可以增加自动扫描装置,工作效率也会大大提升,但这可能是增加了硬件的成本,相当于项目成本的加大;许多厂商在上MES项目前,均考虑自动从设备读取的功能,但在实施过程中发现大部分的设备无法接口,导致在成本的压力面前更多的选择人工扫描的方式进行在制品监控,最终导致项目的质量降低,在制品监控不能准确指导生产的革新。

 c)    建议后续在实施MES项目前,工厂内部先进行自评,以选择合适的方式;如果不具备此能力时,可以花费少量成本,邀请咨询公司进行咨询后实施。

 

5
在制品管理

昨天有朋友咨询说,在制品监控是否可以升级为在制品管理;在此可以肯定的回答各位,可以的。当然实现也是有条件的,详解如下:

关于在制品管理,目前一般的企业分为自动线、手工线或半人工半自动线;在我们实施的项目中:

1.    按对客户的帮助程度,排名如下:自动线>半自动线>手工线;

2.    按客户投入成本分析,排名如下:自动线>半自动线>手工线;

 

对于在制品管理,应该是一个闭环的管理,即当生产线监控在制品不平衡时,能够通知到设备的控制系统,控制系统再下发给设备执行不平衡后的处理操作;如A→B→C三个工序,当MES监控到C工序出现大量在制品等待加工时,会直接发送产线不平衡信息给设备的控制系统,控制系统能够根据MES提供的数据通知A工序、B工序暂停生产可减慢节拍等;当然系统执行的相关规则需要同客户方的IE部门共同制定。所谓的设备控制系统,可以是MES系统来承担此任(目前优秀的MES系统已经有此功能),也可以是其它任何的控制系统,但要实现在制品监控,控制系统一定要同MES进行接口。

 

从上面的分析可以看出,是针对工序的在制品监控,也就是说在实施过程中,如果该工序没有设置相对应的数据采集点,也就没有办法监控到该工序所谓的在制品状况了。也就无法起到实时控制设备保证产线平衡了。

 

自动线是最方便同MES进行接口的类型,因为他可以监控到每一个工序;但这需要自动线设计时,同设备提供商、MES实施商共同商议确定整体自动线设计方针,否则后续再提,一般设备厂商是需要重新签订合同的。在设备厂商无法提供接口数据时,一般的企业会放弃自动线同MES接口事宜,在制品监控也就因此失去意义;当然有能力的企业会自己做设备改造,但这也意味着需要投入人力、物力,实施成本依然会增加。

 

如果是手工线或半自动线,需要设置相对应的数据采集点,也就意味着要增加扫描枪、采集PC、PDA等终端硬件设备;同时还可能要增加人手去手工扫描、人工录入等操作,因此会增加项目实施的成本。

 

6
物料追溯

可以直接讲,追溯是MES的基本和核心,追溯对制造企业来讲,是提高产品质量,降低品质成本的基本数据来源。

从追溯的批次准确度上来讲,支持精确追溯和模糊追溯;对于精确追溯批次来讲,指可以准确追溯至其中一个产品所用的原材料批次,当原材料批次切换时,也能准确追溯至切换原材料批次时所生产的那个产品。

 

所谓模糊追溯,是指只需要知道其中一批产品所对应的其中一批或多批原材料,不能准确追溯于切换原材料时所生产的那个产品。

精确追溯可以协助客户、品质管理人员、工艺开发人员在发现品质问题后,可以最大范围的缩小问题问题产品,可以精确至数量问题产品的控制。

 

模糊追溯相对于精确追溯而言,出现问题后,问题产品数量会增大,会超过精确追溯,也就是所谓的α风险增加,会出现为了避免客户抱怨,扩大问题点,造成“宁可错杀三千,不可放过一人”。

当然现在也有不做追溯的,那就更不易控制问题,因为根本不知道有多少问题产品。

 

从实施角度来考虑,精确追溯的实施方式很多,一般做精确追溯需要在每生产一个产品时,就需要扫描一次所用的原材料批次或SN号(单个追溯);当然还有一种方式是严格按WO(工单)生产,所有配送物料批次一致,数量一一同生产产品所需数量一致,但通常由于管理水平等原因,这种方式很难实现。

 

当然采集批次或SN号的方法也会为人工和自动两种,具体要结合我们的生产线的实际自动化程度、成本承受能力来定。

同理,具体我们要采取哪一种追溯方式,要看我们的生产线的自动线程度还要看成本的投入。

从追溯的数量上来看,又分为全部追溯和部分追溯,全部追溯的含义即所有产品的零部件全部一一扫描原材料批次,实现追溯;还有一种是仅扫描部分零部件的批次来实现追溯。

 

对于一件成品,不可避免其零部件数量偏大,甚至上千种,上万种;如果全部追溯,就意味着如下信息:

1.   所有来料的原材料需要有批次(或最小包装箱号),且所有的原材料批次均需要在原材料上或包装上做上标识;

2.   所有在需要上料的位置,均需要一一扫描原材料批次,也就意味着整条产线的数据采集点要增加。

对于第一个问题,由于原材料的批次或包装箱号来源于供应商;因此也就要求供应商在来料时,必须对原材料进行批次标识或包装箱号标识;相信对于很多企业来讲应该是没有问题的,但对于某些原材料来源于垄断性供应商来讲,他们不执行厂商的要求(爱买不买),也就意味着追溯无法继续;

 

对于第二个问题,是需要实施方及应用方必须知晓的事宜,由于原材料上料点可能随着零部件的数量增加而增加;即使不增加,也意味着一个点一个点会一次性扫描采集多个原材料批次,那么采集的方式如果是人为扫描,即不可避免增加人的工作量,降低工作效率;如果采集方式是自动,也需要有人或机器进行喂料操作,工作量依然加大,同时由于扫描多种原材料,生产线的节拍也是会在扫描的过程中降低。

 

综上所述,全部追溯是对自己管理上的挑战和成本的挑战;需要应用方在选择时,自己明确自己的生产线水平,自己明白自己的管理能力和成本承受能力,再考虑是否要实现全部追溯的功能。

 

目前大多数的企业鉴于无法要求垄断性的公司按项目要求的业务流程执行,而被迫选择部分追溯;也有部分企业考虑到成本的压力,选择部分追溯;当然部分追溯也是基于一定的考量之后决定下来的关键原材料(具体的指标有对产品安全影响的物料、有对产品关键性能影响的物料等),具体要根据行业或企业的特征去分析。

 

当大家明白了物料追溯全部追溯还是部分追溯,精确追溯还是模糊追溯后,现在就到了追溯的实现阶段,也就是数据采集阶段;数据采集阶段要做的工作其实就是原材料批次或原材料包装箱号的采集,那么数据的采集方式有几种呢?我们现在一一分析:

 

1.     按订单追溯:

按订单追溯,其原材料批次或包装箱条码在计划下达至仓库(配送中心)时,需要仓库人员或领料人员至MES中扫描每个原材料批次或包装箱条码至相对应的订单中,系统同时根据生产订单数量及BOM数量进行扣减。

那么,此种操作方式的优点就在于相对于第2种方式最大限度的降低生产线员工的工作量,提升生产线人员的工作效率,甚至减少人员,降低成本。但缺点是需要将此工作转移至仓库或配送中心进行,仓库人员或配送人员的工作量稍微加大;当然如果使用更先进的追溯方式,也不需要增加太多的人员工作量,如使用托盘+RFID的方式只需要在出仓库时读取RFID号、选择生产订单号,即可实现;还有一个缺点是当一个生产订单过程存在两个原材料批次切换时,不知道具体该原材料批次切换时的产品的切换点,对于需要精确追溯的公司而言是不合适的。

 

2.     按个追溯:

即在生产线生产每一个产品时,在添加装配每个原材料时,扫描原材料的批次或包装箱号以对每个产品同原材料批次和包装箱号对应,数量同时根据BOM数量进行扣减;

此种方式的优点在于相对于第一种方式而言不管是否有切换原材料批次,均能够准确追溯,但致命的问题在于生产线员工的工作量加大或需要增加大量的采集硬件方能实现,可能工作效率降低或实施项目成本增加。

 

3.     按批次追溯:

此种追溯方式类似于订单追溯,有的制造业,每天会生成一个生产批次,该批次并不代表生产订单号;仅是内部追溯用的一个代码;可能一个生产订单对应多个生产批次,也可能多个生产订单对应一个生产批次。此时作业方式类同于第1种方式,按订单追溯;当然所谓的订单就转换成生产批次。其优缺点同第1种方式。

 

4.     按时间追溯:

此种追溯方式意思为,当生产线新增一原材料时,生产员工在系统中扫描该原材料批次或包装箱号,系统默认该原材料批次及包装箱号的扫描时间开始生产的所有成品均为该原材料批次或包装箱号;数量依据BOM数量及产品生产结束后进行后台扣减。

此种方式的优点在于生产线员工的操作相对第2条要小很多,仓库人员或物料中心人员的工作量也不会加大;但致命的问题在于如果生产线不是自动线,整个过程全部人工扫描原材料批次,则有可能人工由于忘记扫描,而导致生产出来的产品无法同原材料批次或包装箱条码一一对应。

 

综上所述,每种的追溯方式均有优缺点,项目实施具体采用哪一种,需要根据应用方的实施决心及项目的成本投入,当选择其中一种时,可能涉及大量的变更原有业务流程,可能带来革命性的影响。因此需要应用方及实施方共同商讨,以保证项目成功。