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上MES之前,你想清楚它的功能定位了嗎
2017/11/29 11:44:08   點擊:


     MES是舶來語Manufacture Execution System 的縮寫。談及MES必須先談生產(chǎn),生產(chǎn)體系模型如圖1所示,涉及人、財、物、信息等資源,產(chǎn)、供、銷等環(huán)節(jié),以及供應(yīng)商、客戶、合作伙伴等。

   其中,生產(chǎn)管理是通過對生產(chǎn)系統(tǒng)的戰(zhàn)略計劃、組織、指揮、實施、協(xié)調(diào)、控制等活動,實現(xiàn)系統(tǒng)的物質(zhì)變換、產(chǎn)品生產(chǎn)、價值提升的過程。要善于進行生產(chǎn)運營戰(zhàn)略的設(shè)計計劃、運作與控制、分析與改善的P、D、C、A循環(huán),分析問題、查找原因、制定對策、改善生產(chǎn)。生產(chǎn)管理是企業(yè)價值鏈的主要環(huán)節(jié),是構(gòu)成企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵內(nèi)容。MES是企業(yè)級的資源計劃系統(tǒng)和工廠底層的控制系統(tǒng)之間的各種工廠管理系統(tǒng)的集合,是提高企業(yè)工廠制造能力和生產(chǎn)管理能力的重要手段。主要包括生產(chǎn)計劃與調(diào)度、物料平衡及物流、庫存、工藝技術(shù)、過程監(jiān)控、質(zhì)量、HSE、設(shè)備、能源、成本、績效管理等。

根據(jù)工業(yè)企業(yè)的特點,一般劃分為流程工業(yè)、離散工業(yè)和界乎兩者之間的間歇工業(yè)。

對于流程工業(yè)的生產(chǎn)管理,重點要考慮4個一體化:關(guān)于計劃體系,應(yīng)根據(jù)AMR Research公司提出的制造業(yè)務(wù)過程模型REPAC(Ready,Execution,Process,Analyze,Coordinate),保證從經(jīng)營計劃、銷售計劃、訂單需求、月度生產(chǎn)計劃、日作業(yè)計劃、班組生產(chǎn)協(xié)調(diào)的一體化;關(guān)于質(zhì)量體系,應(yīng)基于全面質(zhì)量管理的P、D、C、A循環(huán),達到新產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品標準、制造標準、質(zhì)量檢測、質(zhì)量控制、持續(xù)改進的一體化;對于成本體系,應(yīng)達到產(chǎn)品成本模擬、計劃成本、實際成本、成本差異分析、成本核算、成本控制的一體化;對于設(shè)備體系,實現(xiàn)設(shè)備基礎(chǔ)管理、設(shè)備維護保養(yǎng)、設(shè)備維修、設(shè)備監(jiān)控、突發(fā)故障管理、備品備件管理一體化。

1 為何實施MES

MES一詞相對其他信息系統(tǒng)在中國流行較晚。很多企業(yè)決策者開始常提到:為何實施MES?外國也有同論:Why MES 。因為許多規(guī)劃是先實施ERP,后實施MES。因此產(chǎn)生了為ERP實施MES的結(jié)論。其實不盡然。

(1)企業(yè)生存環(huán)境的客觀需要。因為工廠級、車間級管理面臨著新的挑戰(zhàn):需要上下游車間的高效溝通,信息的及時性、準確性,隨時面臨的計劃變動,越來越小的任務(wù)單元,越來越高的質(zhì)量追溯要求,管理人員成本的不斷升高等。

(2)企業(yè)管理的內(nèi)在規(guī)律。MES從時間空間角度以及業(yè)務(wù)鏈條看,是企業(yè)管理中的不可或缺的領(lǐng)域和環(huán)節(jié)。

(3)是信息技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。信息技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用,首先是解決生產(chǎn)過程控制的問題,而且發(fā)展迅速。接著就是提升經(jīng)營管理水平和手段,產(chǎn)生了以ERP為代表的一大批軟件。

但是,在實施ERP的過程中,人們發(fā)現(xiàn):ERP的規(guī)模大、周期長,導(dǎo)致ERP項目有46%逾期完成;支出多、投入大,導(dǎo)致41%超過預(yù)算;多種原因致使49%沒有達到預(yù)期的社會效益、經(jīng)濟效益和目標。其中一個重要因素是與生產(chǎn)現(xiàn)場的連接與集成被忽略了,而生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù),即完美的生產(chǎn)信息是ERP的基礎(chǔ),是集成的關(guān)鍵。由于ERP層和DCS層的工作是分別進行的,因此產(chǎn)生了兩個問題:一是橫向系統(tǒng)之間的信息孤島(Island of Information),二是ERP和DCS兩層之間形成缺損環(huán)或斷缺鏈接(Missing Ring or Link)。這也是催生MES的重要原因。日本近期曾經(jīng)對ERP的期望作過調(diào)查,按期望值排隊,最高的是信息集成,實現(xiàn)一元化、一體化,以及提高經(jīng)營管理的實時性、效率和響應(yīng)速度。也說明這個問題。

因此,國際上公認的信息化總體架構(gòu)是原則上將框架劃分為3層:PCS層、MES層、ERP層。

PCS層為底層,以硬設(shè)備為主,主要面向操作工人,實現(xiàn)生產(chǎn)過程操作運轉(zhuǎn)自動化,減少操作工人編制;

MES層為中間層,承上啟下,以生產(chǎn)運行管理軟件為主,主要面向生產(chǎn)管理人員,實現(xiàn)生產(chǎn)管理信息化,以及管理組織的扁平化和緊密化;

ERP層為最高層,以經(jīng)營管理軟件為主,主要面向經(jīng)營管理和決策人員,實現(xiàn)經(jīng)營決策管理信息化以及管理組織的扁平化和集約化。

近期從最上層分離出決策層,演變成4層結(jié)構(gòu)。突出實時制造性能監(jiān)控、實時運營智能等管理理念。

2MES的功能地位

MES主要管理4種資源,包括生產(chǎn)活動中的人力資源(Personnel Resources)、生產(chǎn)設(shè)備(Equipment)、物料和能源(Material and Energy)以及工藝過程鏈(Process Segments);在企業(yè)經(jīng)營計劃層面與生產(chǎn)過程控制層面之間,實現(xiàn)生產(chǎn)能力信息的交換、產(chǎn)品信息的交換、生產(chǎn)調(diào)度信息的交換、生產(chǎn)績效信息的交換(4P交換功能)。

AMR組織定義的MES有11個功能:
(1)生產(chǎn)資源分配與監(jiān)控;
(2)作業(yè)計劃和排產(chǎn);
(3)工藝規(guī)格標準管理;
(4)數(shù)據(jù)采集(裝置在線連接采集實時數(shù)據(jù)和各種參數(shù)信息,控制系統(tǒng)接口,生成生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄、質(zhì)量數(shù)據(jù)、績效信息、臺賬累計);
(5)作業(yè)員工管理;
(6)產(chǎn)品質(zhì)量管理;
(7)過程管理(過程控制、APC、基于模型的分析與模擬、與外部解析系統(tǒng)接口);
(8)設(shè)備維護;
(9)績效分析;
(10)生產(chǎn)單元調(diào)度;
(11)產(chǎn)品跟蹤。AMR組織則又把按著11個功能實現(xiàn)的整體解決方案稱為MESⅡ(Manufacturing Execution Solution)。其中生產(chǎn)資源計劃、排產(chǎn)與調(diào)度是主線。如圖2所示。



3實施MES的關(guān)鍵

1.對企業(yè)制造執(zhí)行能力進行分析

MES是制造執(zhí)行系統(tǒng),為生產(chǎn)制造管理服務(wù),旨在提高生產(chǎn)制造執(zhí)行能力和水平。因此,實施MES前,首要問題是對現(xiàn)有的制造執(zhí)行能力進行評估。由孫彥廣教授所著的《流程工業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)》一書介紹,MESA國際組織給出了MES成熟度模型,即制造執(zhí)行能力成熟度模型(Manufacture Execution Capability Maturity Model, ME-CMM)。它從制造戰(zhàn)略、制造質(zhì)量、供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)、信息收集、績效管理與改進、制造與IT基礎(chǔ)設(shè)施等角度把企業(yè)的制造執(zhí)行能力成熟程度劃分為劣、可、良、優(yōu)、未來追求目標共5個等級。使用該成熟度模型,根據(jù)企業(yè)目前狀況和環(huán)境對企業(yè)的要求,對企業(yè)進行評價,找出差距,定出目標。ME-CMM如表所示。



如果仿照軟件能力、信息化能力或IT能力成熟度模型,也可建立MES能力成熟度模型,即MES-CMM。也可對照表列分級分為CMM 0,1,2,3,4五級。0級最差,4級最好。

MES-CMM可以定義成適合中國的制造運行安全能力、產(chǎn)品質(zhì)量能力、裝置設(shè)備運行能力、基礎(chǔ)設(shè)施和IT支撐能力、運轉(zhuǎn)操作能力、制造管理和調(diào)度能力、成本控制能力、企業(yè)盈利能力和制造競爭能力等。這是MES的核心,也就是中國總結(jié)的“產(chǎn)、供、銷”3環(huán)節(jié)以產(chǎn)為主,“人、財、物”3要素中以物為主,“安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷、優(yōu)質(zhì)優(yōu)化生產(chǎn)”的5大運行目標的具體化。

2.選好功能模塊

就流程工業(yè)而言,MES的核心是生產(chǎn)指令的執(zhí)行和生產(chǎn)績效的分析。這也是MES系統(tǒng)中最重要的模塊——生產(chǎn)運行管理模塊的核心,即生產(chǎn)計劃、統(tǒng)計與調(diào)度。生產(chǎn)運行的基礎(chǔ)是設(shè)備及其運行,因此設(shè)備管理模塊和數(shù)據(jù)采集和存儲(實時數(shù)據(jù)庫),也應(yīng)是MES的基本模塊。一般還有產(chǎn)品質(zhì)量管理模塊,成本管理模塊,物料平衡與倉儲管理模塊等。目前,隨著管理的集約化和精細化,又有新的需求。產(chǎn)生了新的信息技術(shù)和軟件。如模擬優(yōu)化、油品移動和調(diào)和、節(jié)能降耗、節(jié)水減排、HSE等軟件,增加了MES的功能。

3.做好集成

隨著信息技術(shù)的進步,企業(yè)管理的空間、時間范圍在擴大,同時管理的細度或粒度又在縮小。從宏觀和微觀上都要求可視化和實時化,這就需要集成技術(shù)。一是MES各模塊的集成,二是MES和PCS層面、ERP層面的集成,三是企業(yè)內(nèi)部與企業(yè)外部的集成。目前流行的理念和技術(shù)是實時績效管理、制造績效服務(wù),如圖3、4所示。





4結(jié)論

(1)信息化普遍設(shè)計為有機相連的3或4層架構(gòu)。
(2)ERP與MES的界限是模糊的,有些功能有重疊。所以,其模塊邊界的劃分是有學(xué)問的。 ERP不能代替MES,對流程行業(yè)尤其是這樣。
(3)以DCS為重點的控制系統(tǒng),以ERP為代表的經(jīng)營管理系統(tǒng),以MES為核心的生產(chǎn)運行指揮調(diào)度系統(tǒng),是企業(yè)信息化的3大領(lǐng)域,其中MES的效率和效益最具潛力。
(4)MES重點關(guān)注“人、財、物”的“物”,”產(chǎn)、供、銷”的“產(chǎn)”,以及生產(chǎn)運行的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”。
(5)實施MES可先從基礎(chǔ)的、基本的模塊做起,再實施擴充的、增強的、高級的模塊。
(6)沒有一家的產(chǎn)品能包打天下。MES模塊應(yīng)優(yōu)中選優(yōu),再通過第三方集成平臺軟件進行綜合集成是上策。
(7)除了選取MES應(yīng)用模塊、軟件外,選取集成商或主承包商提供整體解決方案和集成最關(guān)鍵。



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