离散制造企业 如何建立一个成功的MES？

MES制造执行系统主要用来解决整体优化中，生产计划与生产过程的脱节问题——这一问题长期以来不仅直接影响企业的生产效率，而且成为制约现代企业内部信息集成和企业之间供应链优化的瓶颈。

MESA国际联合会对MES的定义是：MES能通过信息的传递对从生产命令下发到产品完成的整个生产过程进行优化管理。 当工厂中有实时事件发生时，MES能及时对这些事件做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行约束和处理。

目前，MES关键技术的发展都已至相当成熟的地步，要开发一个MES就制作技术而言，并不是问题，困难的是如何订出系统功能规格，及如何成功地使用MES以发挥它的功能。  

（1）工厂本身尚未有完整的制度，人员流动性大，组织变更也大，前者定的规格，制作完成后，变更负责人员，其规格也随之改变。

（2）MES在国内研发起步较晚，很多制造业尚缺乏成功的范例，所谓“隔行如隔山”，行业差距的鸿沟导致对其没有正确的观念与认识，推行信心及决心不够，同时也更强调实施公司的专业度。

（3）工厂性质多属少量多样，订单式生产型态，生产现场多混乱，经常有例外状况，作业上较难配合。

（4）要达到实时精确的监控管理功能，须现场作业人员充份的配合，一般而言，作业人员忙于生产，较难要求其确实输入数据。而一般MIS或ERP系统多是on-line批次作业，而非Real-time（实时）作业，执行上较具弹性。

（5）MES现场第一线管理者（如组长）可能难以正确理解MES导入的意义，反而因透明化使权力有被剥夺的感觉。

（6）许多传统企业的现状是还习惯于用笔记录，较不习惯Paperless（无纸化）作业。

（7）因MES强调实时数据收集、监督及控制较诸一般数据处理的应用系统，其技术难度较高，须有专业计算机系统技术经验者才足以胜任。对使用者而言，此系统包含现场实时作业的软件、硬件，维护上也较困难些。

MES的应用，要充分考虑到企业的具体情况，以谋求最合适的信息化解决方案

企业的生产方式，主要可以分为按定单生产、按库存生产或上述两者的组合；从生产类型上考虑，则可以分为批量生产和单件小批生产；从产品类型和生产工艺组织方式上，企业的行业类型可分为流程生产行业和离散制造行业。

典型的流程生产行业有医药、电力、石油化工、钢铁制造、水泥、能源、领域……这些企业，主要采用按库存、批量、连续的生产方式；典型的离散制造行业主要包括机械制造、电子电器、航空制造、汽车制造等行业……这些企业，则既有按定单生产，也有按库存生产、既有批量生产，也有单件小批生产。

MES系统，无论从功能模型还是信息模型以及相关技术上，都覆盖了流程生产行业和离散制造行业。但是，无论从工艺流程还是生产组织方式方面，流程生产行业和离散制造行业都存在较大的差别。所以，在MES具体实施上，要根据行业特征区别对待。

流程生产行业，主要是通过对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法，使原材料增值。通常，他们以批量或连续的方式进行生产。而离散工业主要是通过对原材料物理形状的改变、组装，成为产品，使其增值。在MES需求、应用环境等诸多方面，两者都有较大的差异。那么，在离散制造企业，如何建立一个成功的MES？

•  产品结构

离散制造企业的产品结构，可以用“树”的概念进行描述——其最终产品一定是由固定个数的零件或部件组成，这些关系非常明确并且固定。流程企业的产品结构，则有较大的不同，它们往往不是很固定——上级物料和下级物料之间的数量关系，可能随温度、压力、人员技术水平、湿度、季节、工艺条件不同而不同。

• 工艺流程

面向订单的离散制造业，其特点是多品种和小批量。因此，生产设备的布置不是按产品而是按照工艺进行布置的。例如，离散制造业往往要按车、磨、刨、铣、工艺过程来安排机床的位置。 因为每个产品的工艺过程都可能不一样，而且可以进行同一种加工工艺的机床有多台。因此，离散制造业需要对所加工的物料进行调度，并且中间品需要进行搬运。

离散工业企业的原材料主要是固体，产品也为固体形状。 因此，存储多为室内仓库或室外露天仓库。因此，存储通常采用罐、箱、桶、柜、进行存储，并且多数存储的数量可以用能转变为电信号的传感器进行计量。MES系统，可以从这些传感器获得必要的信息。

• 自动化水平

离散制造业企业由于是离散加工，产品的质量和生产率很大程度依赖于工人的技术水平。离散制造业企业自动化主要在单元级，例如数控机床、柔性制造系统等。因此，目前大多离散制造业企业一般是人员密集型企业，自动化水平相对较低。

• 生产计划管理
  

主要从事单件、小批量生产的离散制造业企业，由于产品的工艺过程经常变更，它们需要具有良好的计划能力。对于按订单组织生产的企业，由于很难预测订单在什么时候到来。因此，对采购和生产车间的计划就需要很好的生产计划系统，特别需要计算机来参与计划系统的工作。只要应用得当，在生产计划系统方面投资所产生的效益在离散制造业可以相当高。

• 批号管理和跟踪

在传统的离散制造业在生产工艺过程中，因为行业的特殊性，以前不是很强调批号管理和质量追溯，但随着市场的国际化和规范化，很多离散制造业企业也在逐渐完善批号记录和跟踪，从原材料、供应商、中间品以及销售给用户的产品，都需要记录，一旦出现问题，企业要可以通过批号反查出是谁的原料、哪个部门、何时生产的，直到查出问题所在。

• MES与ERP建立紧密的信息集成

目前，市场上的大多数ERP系统是在离散制造业发展过来的，MES与其的集成也相对容易。MES处于企业的计划执行层，从ERP层接受计划指令，并向ERP反馈信息。 在离散行业中，ERP系统向MES下达作业计划指令主要以“工作令”（Job Order或Work Order）的方式，其生产模型是以产品BOM为核心的，一方面可以根据定单安排生产，另一方面也可以根据市场预测作为生产计划制订的依据。

成本核算方式方面，离散企业的计算产品成本是按照产品BOM所描述的加工装配过程，从低层向高层逐层累积得出的。 这种按照成本发生的实际过程计算成本的方法称为逐层累积法，或称成本滚加计算法（cost roll-up），它反映了产品增值的实际过程。

•  作业计划调度

离散企业有相对严格的工艺路线，其生产作业计划调度，需要根据优先级、设备能力、方面对工序级、均衡生产、工作中心能力、设备级的作业计划进行调度。 这种调度，是基于有限能力的调度并通过考虑生产中的交错、完工时间、准备时间、重叠和并行操作来准确地计算工序的开工时间、排队时间以及移动时间。 通过良好的作业顺序，可以明显地提高生产效率。

•  数据采集

传统离散企业的数据采集，以手工上报为主，并可以结合条形码采集、物料、设备、质量、半自动信息采集技术进行工时、信息的采集。这种数据采集方式，时间间隔较大，容易受到人为因素的影响，要特别注意保障数据的准确性。

MES的数据采集功能，可以实现对生产现场各种数据的收集、整理工作，是进行物料跟踪、生产计划、产品历史记录维护以及其它生产管理的基础。

• 作业指令的下达

在离散行业的MES中，将作业计划调度结果下达给操作人员的方式一般采用派工单、施工单、书面方式进行通知，或采用电子看板方式让操作人员及时掌握相关工序的生产任务。 作业计划的内容，包括该工序的开工、生产数据、完工时间、方面。

• 反冲处理

离散制造中的完工上报，一般对每道工序都要进行上报，或在关键工序设置反冲点，对前面工序进行反冲处理，因此，MES系统在配置相应模块的时候，要注意生产流程上的差异，以符合企业的需求。

• 设备管理

离散加工业可以单台设备停下来检修，并不会影响整个系统生产。离散行业的生产设备的布置，不是按产品而是按照工艺进行布置的，可以进行同一种加工工艺的机床一般有多台，单台设备的故障不会对整个产品的工艺过程产生严重的影响，一般需要重点管理关键、瓶颈设备。

• 库房物料管理

离散行业中，一般对半成品库也设有相应的库房，各工序根据生产作业计划以及配套清单分别进行领料。

• 质量管理

在MES中，对质量检验和管理的方式有所区别。离散行业中，对单件小批生产，一般需要检验每个零件、对批量生产，一般采用首检、抽检、每道工序的加工质量、SPC分析相结合进行质量检验和管理。当然，在每个行业的不同生产方式和生产类型中（例如单件小批量或大批大量生产），MES的应用也会存在一些差别，所以仍然需要根据各自特点进行综合分析。

制造执行系统MES是为使上至管理阶层，下至生产单位（车间、班次），能充分掌握作业现场信息，有效地控管生产流程而设计的。就整体而言，使整个公司的生产效率提升，缩短制造的前置时间，提供快速响应供应链体系变动的后盾。

MES以提供生产所需实时、有用、准确的信息为目标，人机界面亲善，系统基于分布式架构,运作稳定且高效，使管理者能针对生产现况作适切的判断与决策，使制造周期时间大幅降低，并提供弹性生产及适应客户需求变更绝佳环境，进而提升制造品质，使财务周转时间缩短，并提升客户服务品质。

在没有实施MES之前，公司ERP系统与生产现场之间透过人为方式沟通，使生产现场如同黑箱作业，无法掌握实时正确信息。而导入MES之后除了提供现场信息流自动化之外，它扮演承上启下的功能。

MES能利用条码识别技术，为你进行在生产时产品流在那里、品质如何（质量如没达到要求：MES能准确的知道是哪一道工序出了问题，如何出了问题、哪一个人出了错）、仓库的安全库存如何，并把这些信息及时（实时）的通知各部门主管和通知你的客户；也可以实时发布在工厂的电子看板上面，让全体员工们知道我应该注意那些问题、做出来的成品（或半成品）如何、现在还有多少没做。所谓的MES其实就是能了解工厂的实时动态和生产的黑箱作业， 使自己的工厂真正达到现代化的数字信息车间。