智慧製造的「新標(biāo)竿」MES為企業(yè)智能轉(zhuǎn)型 踏出堅(jiān)實(shí)的一步

文：石渼華

生產(chǎn)製造管理 智慧製造

製造不可控 關(guān)鍵在於「透明化」

製造業(yè)面臨因客群需求變化、上下游廠商變化，為因應(yīng)外在變化，企業(yè)追求創(chuàng)新提高回應(yīng)速度，例如精益生產(chǎn)、柔性製造以提升生產(chǎn)效率和縮短訂單交期。

工廠透明化、可視化是製造業(yè)轉(zhuǎn)向智慧製造的關(guān)鍵，當(dāng)廠長(zhǎng)不清楚異常、品質(zhì)狀況，生產(chǎn)人員很難做到針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況異?？焖倩貞?yīng)；設(shè)備不停運(yùn)轉(zhuǎn)、人員加班、庫(kù)存不斷增加，裝配線上物料堆積如山，最終產(chǎn)品還是沒(méi)法交出去。

然而，傳統(tǒng)工廠作業(yè)模式存在資訊不明化、不正確的黑洞。通常廠長(zhǎng)電話給工廠主任，通知生產(chǎn)線組長(zhǎng)查看記錄本或到現(xiàn)場(chǎng)清點(diǎn)，這樣的場(chǎng)景已經(jīng)無(wú)法因應(yīng)和滿足客製化生產(chǎn)模式。

突擊製造現(xiàn)場(chǎng)?面對(duì)現(xiàn)實(shí)

製造業(yè)要如何能夠?qū)崿F(xiàn)少量少樣的快速生產(chǎn)？必須先把ERP和MES等資訊系統(tǒng)徹底打通，讓工廠原本所有資訊孤島實(shí)現(xiàn)連通，從完全自動(dòng)化和部分資訊化，進(jìn)入了完全自動(dòng)化和完全資訊化。

想像一智慧工廠場(chǎng)景？透由ERP系統(tǒng)接到訂單後，自動(dòng)告知補(bǔ)庫(kù)，自動(dòng)計(jì)算物料消耗，或是在生產(chǎn)過(guò)程中，元器件出了問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止使用了該器件的產(chǎn)品生產(chǎn)。

然而，現(xiàn)實(shí)總是殘酷，大多數(shù)製造企業(yè)多停留在2.0到2.5，亦即人工作業(yè)模式加上部分資訊化如ERP，從投料到生產(chǎn)入庫(kù)的過(guò)程中是沒(méi)有資訊化管理的，透過(guò)人工、紙本統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)人員每天做收集記錄，不清楚工廠生產(chǎn)狀況，當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行即時(shí)的有效管控，即會(huì)產(chǎn)生製造過(guò)程中存在的，「資訊黑洞」。

又或者，雖然部分企業(yè)已經(jīng)導(dǎo)入ERP和MES，但仍存在資訊斷層、資訊孤島的問(wèn)題。亦即當(dāng)ERP給MES下達(dá)生產(chǎn)計(jì)畫指令後，MES在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生了與計(jì)畫偏差（比如設(shè)備故障、原料不合格等），MES會(huì)根據(jù)工廠的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。但ERP是不知道的，所以會(huì)繼續(xù)按照原本的計(jì)畫執(zhí)行訂單，時(shí)間久了，財(cái)務(wù)系統(tǒng)和工廠的實(shí)際情況就會(huì)出現(xiàn)非常大的偏差。

ERP和MES的問(wèn)題只是工廠內(nèi)系統(tǒng)斷層的一個(gè)問(wèn)題縮影，事實(shí)上工廠裡還有非常多系統(tǒng)，設(shè)計(jì)、製造、採(cǎi)購(gòu)、辦公等，這些系統(tǒng)都是一個(gè)個(gè)的資訊孤島。

「智造」了嗎？先管好資訊黑洞

智慧製造是從產(chǎn)品研發(fā)、訂單處理到生產(chǎn)調(diào)度、數(shù)據(jù)採(cǎi)集，通過(guò)多個(gè)資訊系統(tǒng)的無(wú)縫整合實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，達(dá)到數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)人機(jī)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)、高質(zhì)量。這個(gè)「資訊黑洞」對(duì)製造過(guò)程的管理和控制而言，有多方面的不利影響：

1. 生產(chǎn)效率存在改善空間。現(xiàn)場(chǎng)的即時(shí)「資訊黑洞」，造成了執(zhí)行和計(jì)畫的不一致，影響生產(chǎn)計(jì)畫的準(zhǔn)確性。在生產(chǎn)過(guò)程中，管理人員需要處理各種各樣的生產(chǎn)異常，資訊黑洞造成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)異常的反應(yīng)能力減低，降低生產(chǎn)效率。

2. 物流不透明，不能精確計(jì)算實(shí)際物料使用狀況。如：物料進(jìn)入工廠後，可能因?yàn)橛?jì)畫的變動(dòng)等原因，物料沒(méi)有被使用，從而使物料需求失真；又如工人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物料的領(lǐng)用有時(shí)比較混亂，而現(xiàn)場(chǎng)物流缺乏有效的跟蹤手段，造成企業(yè)與供應(yīng)商結(jié)算的帳物難以匹對(duì)。

3.不能有效進(jìn)行品質(zhì)管理。在生產(chǎn)製造過(guò)程中，工藝、設(shè)備、原材料、工人操作等都可能造成品質(zhì)缺陷，若沒(méi)有進(jìn)行體系化的工藝參數(shù)和質(zhì)量數(shù)據(jù)跟蹤記錄，當(dāng)出現(xiàn)品質(zhì)問(wèn)題後，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和追查品質(zhì)原因，難以在造成大規(guī)模損失之前糾正問(wèn)題；或當(dāng)出現(xiàn)品質(zhì)問(wèn)題需要進(jìn)行產(chǎn)品召回時(shí)，不易確定召回的產(chǎn)品範(fàn)圍。

資訊化與自動(dòng)化融合和協(xié)同

智慧製造實(shí)現(xiàn)是通過(guò)計(jì)畫層、執(zhí)行層和控制層三個(gè)層面，企業(yè)通過(guò)計(jì)畫層管理（ERP、ＡＰＳ等）系統(tǒng)，根據(jù)客戶訂單、庫(kù)存和市場(chǎng)預(yù)測(cè)等情況整合現(xiàn)有的生產(chǎn)資源，編制生產(chǎn)計(jì)畫；執(zhí)行層根據(jù)計(jì)畫層下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)畫制定工廠作業(yè)計(jì)畫，安排控制層的加工任務(wù)，對(duì)作業(yè)計(jì)畫和任務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行匯總和上報(bào)；控制層，主要是向上對(duì)計(jì)畫層進(jìn)行傳導(dǎo)，向下對(duì)執(zhí)行層進(jìn)行控制，將企業(yè)上層生產(chǎn)計(jì)畫系統(tǒng)與工廠下層的設(shè)備控制系統(tǒng)聯(lián)繫起來(lái)，打通工廠資訊通道，提高企業(yè)製造管理的靈活性和準(zhǔn)確性。

MES(Manufacturing Execution System)生產(chǎn)製造執(zhí)行系統(tǒng)，即是一套面向製造企業(yè)執(zhí)行層的生產(chǎn)資訊化管理系統(tǒng)，而MES系統(tǒng)的應(yīng)用恰恰是企業(yè)邁向「智慧製造」的第一步。從製造端切入以MES專案為核心，讓「智能化」取代「自動(dòng)化」；通過(guò)RFID、工業(yè)以太網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的引入將生產(chǎn)製造過(guò)程資訊透明化，同時(shí)通過(guò)MES與APS、ERP等業(yè)務(wù)系統(tǒng)高度整合與跨平臺(tái)協(xié)同整合，打通生產(chǎn)資料鏈。

通過(guò)資訊化、自動(dòng)化的深度融合，打通企業(yè)在計(jì)畫、採(cǎi)購(gòu)、物流、製造、倉(cāng)儲(chǔ)等各個(gè)環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)資料鏈，打造一個(gè)具有更低成本、更高性能、更大柔性的生產(chǎn)製造能力的生產(chǎn)管理體系，將是企業(yè)實(shí)「智慧製造」的核心關(guān)鍵。

因智造 ERP、MES更需要彼此

隨著智慧製造議題發(fā)燒，ERP是否能繼續(xù)生存，同樣受到關(guān)注。

ERP定位於企業(yè)計(jì)畫，其管理的數(shù)據(jù)以周、天為時(shí)間週期，隨著ERP系統(tǒng)在企業(yè)應(yīng)用的深入，只有獲取即時(shí)資訊，方能確保生產(chǎn)計(jì)畫高效/順利的執(zhí)行，ERP系統(tǒng)逐漸顯示出其局限性。

ERP與MES各自扮演不同角色，當(dāng)ERP下達(dá)的工單到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)後，產(chǎn)品製造是以產(chǎn)線「工單」或「批次」為線索的執(zhí)行過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)管理人員需要即時(shí)資訊進(jìn)行決策，比如不同產(chǎn)線上目前正在執(zhí)行那些工單，進(jìn)度如何，是否有品質(zhì)異常的情況； 執(zhí)行人員需要得到即時(shí)的任務(wù)，以確保他們?cè)谡_的時(shí)間、地點(diǎn)，執(zhí)行正確的工作，比如物料應(yīng)該在什麼時(shí)候供應(yīng)到工位，那些工位有設(shè)備異常，需要馬上進(jìn)行搶修等。同時(shí)，生產(chǎn)排程、完工情況、班組/人員、物料齊套率、設(shè)備維護(hù)、品質(zhì)報(bào)警等各執(zhí)行要素，相互促進(jìn)也互相制約，可「牽一發(fā)而動(dòng)全身」。

以財(cái)務(wù)角度出發(fā)的ERP系統(tǒng)，必須與MES系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)作，嚴(yán)格控管生產(chǎn)過(guò)程品質(zhì)、設(shè)備、物料、人員，確保每個(gè)工序是準(zhǔn)確有效地進(jìn)行，並且即時(shí)追蹤與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，回饋生產(chǎn)狀況進(jìn)行異常排除，才能真正解決和改善物料使用狀況、設(shè)備可用狀況、工單交付進(jìn)度、生產(chǎn)合格率、備件耗用情況等，進(jìn)而提升生產(chǎn)效率縮短訂單交付。

智能化意識(shí)高漲，需要更高生產(chǎn)工廠管理要求，製造業(yè)最終要實(shí)現(xiàn)的是生產(chǎn)透明化、提高效率與品質(zhì)。ERP系統(tǒng)不能取代生產(chǎn)管理系統(tǒng)原因在於，隨著製造精益管理的需求越來(lái)越高，必須依賴一個(gè)以MES為核心的製造管理系統(tǒng)，一套生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化制程，品質(zhì)嚴(yán)格管理要求，才能對(duì)生產(chǎn)製造進(jìn)行深度和精細(xì)管理。

傳統(tǒng)工廠通常遇到的問(wèn)題：

• 工廠回饋數(shù)據(jù)如設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、停滯時(shí)間、產(chǎn)能、廢品原因、利用與生產(chǎn)效率、有效率等是否正確？

• 底層工廠數(shù)據(jù)回饋和高層ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)識(shí)別間的延滯到底有多少？

• 明明還沒(méi)有全負(fù)荷運(yùn)行，為什麼會(huì)有這麼多交貨時(shí)間問(wèn)題？

• 儘管滿負(fù)荷生產(chǎn)且有高營(yíng)業(yè)額，卻沒(méi)有達(dá)到預(yù)期中收益？

  
  

MES怎麼解決這些鴻溝：

• 確切掌握生產(chǎn)狀況，提高交貨準(zhǔn)確度，理順廠內(nèi)配送物流，達(dá)成產(chǎn)、供、銷配合；

• 正確掌握在製品數(shù)量及不良品追蹤，降低在製品生產(chǎn)成本；

• 以條碼及RFID等手段追蹤產(chǎn)品序號(hào)，收集完整資料及過(guò)程品質(zhì)資訊，提高產(chǎn)品售後服務(wù)水準(zhǔn)及滿意度；

• 及時(shí)反應(yīng)品質(zhì)問(wèn)題，追蹤品質(zhì)歷史記錄，提高產(chǎn)品品質(zhì)；

• 減少人工統(tǒng)計(jì)和手工報(bào)表，提高現(xiàn)場(chǎng)管理人員生產(chǎn)力；

• 充分掌握工具、設(shè)備等使用狀況，製造資源做有效運(yùn)用等。

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