企業(yè)運(yùn)用MES車間管理系統(tǒng)的細(xì)節(jié)和分析

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、MES系統(tǒng)：建立車間管理信息系統(tǒng)
客戶需求在變化，產(chǎn)品在改型，訂單在不斷調(diào)整，制造業(yè)總是計(jì)劃跟不上變化。如何將生產(chǎn)執(zhí)行安排至秒，面臨激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，MES是不錯(cuò)的選擇。利用MES，企業(yè)能夠提高競(jìng)爭(zhēng)力，贏得市場(chǎng),贏得用戶。
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如何建立和運(yùn)行車間層的管理信息系統(tǒng)—制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）
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對(duì)于制造企業(yè)而言，上層生產(chǎn)計(jì)劃部門面對(duì)市場(chǎng)的變化，客戶對(duì)交貨期的苛刻要求，產(chǎn)品的不斷改型，訂單的不斷調(diào)整，明顯感到計(jì)劃跟不上變化，企業(yè)越來(lái)越需要 車間執(zhí)行層面更好地推進(jìn)生產(chǎn)計(jì)劃，反饋生產(chǎn)狀態(tài)信息，提高作業(yè)效率。因此，如何建立和運(yùn)行車間層的管理信息系統(tǒng)—制造執(zhí)行系統(tǒng) (MES，Manufacturing Execution System)就成了許多企業(yè)關(guān)心的目標(biāo)。
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一、MES打通雙層關(guān)系
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在制造業(yè)信息平臺(tái)中, 制造執(zhí)行系統(tǒng)在計(jì)劃管理層與底層車間生產(chǎn)控制之間建立了聯(lián)系，填補(bǔ)了兩者之間的空隙。
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目前，在制造企業(yè)往往存在這樣的情況，看似良好運(yùn)作的生產(chǎn)車間實(shí)際并沒(méi)在以好的狀態(tài)運(yùn)行，設(shè)備和操作人員看似忙碌，但其效率存在很大的提升空間，無(wú)形中為企業(yè)帶來(lái)?yè)p失。
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為解決這一問(wèn)題，國(guó)際制造業(yè)提出了綜合設(shè)備效率(OEE,Overall Equipment Effectiveness)的概念。
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利用OEE的一個(gè)重要目的就是減少一般制造企業(yè)常常存在而又極易被忽略的 ??六大損失： ?停工、設(shè)置/調(diào)節(jié)(有效率率損失)、微停工、減速(表現(xiàn)性損失)、調(diào)節(jié)機(jī)床設(shè)備生成的次品和生產(chǎn)正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的次品。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集的生產(chǎn)系統(tǒng)表現(xiàn) 信息，按照OEE的分析方法，企業(yè)可以方便地知道自己工廠存在什么問(wèn)題，從而明確關(guān)注目標(biāo)。
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二、建立制造執(zhí)行子系統(tǒng)
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制造執(zhí)行子系統(tǒng)是MES的核心部分，它的任務(wù)是完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的在制品監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程跟蹤、流程控制、資源配置、零件加工過(guò)程和訂單管理等功能。
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制造執(zhí)行系統(tǒng)能監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況。例如，它可以準(zhǔn)確反映每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)際用料情況、庫(kù)存情況，因而按照實(shí)際情況扣料而不是按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)扣料；它可以準(zhǔn)確反映每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)際出貨情況。
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制造執(zhí)行子系統(tǒng)能與排程系統(tǒng)(APS)進(jìn)行信息交換和信息共享，充分實(shí)現(xiàn)車間排程和生產(chǎn)調(diào)度的有效管理。制造執(zhí)行子系統(tǒng)充分收集制程數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品質(zhì)量事故分析和計(jì)劃統(tǒng)計(jì)分析提供充實(shí)的數(shù)據(jù)。
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制造執(zhí)行子系統(tǒng)的典型功能是：生產(chǎn)系統(tǒng)建模、在制品狀態(tài)監(jiān)控、生產(chǎn)準(zhǔn)備配置、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集、產(chǎn)品狀態(tài)查詢、跟蹤和追溯、創(chuàng)建及管理日常報(bào)表所需的數(shù)據(jù)和條碼生成和打印等輔助功能。
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其中，生產(chǎn)系統(tǒng)建模包括定義終產(chǎn)品、零件和部件、原材料和消耗品，定義生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備建立工藝過(guò)程和操作步驟。在制品狀態(tài)監(jiān)控是進(jìn)行庫(kù)存物料管理和狀態(tài)監(jiān)控。
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生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集要跟蹤到每一個(gè)工序而不是每一個(gè)工段的合格產(chǎn)品數(shù)、返修品數(shù)量、實(shí)際用料、操作者和使用設(shè)備等。產(chǎn)品狀態(tài)查詢、跟蹤和追溯，要準(zhǔn)確反映生產(chǎn)動(dòng)態(tài)過(guò)程及過(guò)程中各元素的狀態(tài)和活動(dòng)記錄。
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三、建立產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度系統(tǒng)
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許多企業(yè)的生產(chǎn)車間對(duì)于在制品的監(jiān)控、管理和統(tǒng)計(jì)往往由專職人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)巡視、清點(diǎn)和記錄來(lái)完成，車間計(jì)劃員和生產(chǎn)調(diào)度人員根據(jù)在制品巡視結(jié)果、計(jì)劃部當(dāng)月計(jì)劃、缺件和臨時(shí)件生產(chǎn)指令制訂生產(chǎn)計(jì)劃并調(diào)度安排。
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由于對(duì)在制品巡視的記錄不能及時(shí)反饋到車間計(jì)劃調(diào)度室，緊缺件的“插隊(duì)”需求和設(shè)備能力的未知性、人力資源的不確定性，導(dǎo)致生產(chǎn)排程和計(jì)劃調(diào)度經(jīng)常發(fā)生資 源沖突，設(shè)備和人力負(fù)載不能有效平衡，因此整個(gè)車間生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度工作非常繁重，效率不高，為生產(chǎn)任務(wù)“后墻不倒”，加班現(xiàn)象非常嚴(yán)重。
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因此，在MES實(shí)施過(guò)程中,應(yīng)建立APS。APS應(yīng)當(dāng)提供資源配置、零件加工過(guò)程導(dǎo)入、約束條件錄入、訂單跟蹤、甘特圖等多種排程和調(diào)度算法和資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議等基本功能。
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四、建立車間資源管理子系統(tǒng)
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建立車間資源管理子系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)用戶的實(shí)際情況和實(shí)施MES系統(tǒng)的要求，并結(jié)合DNC(直接數(shù)字控制/分布式控制)子系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行。
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車間資源主要包括加工用工具和技術(shù)資料兩類，這兩類資源的配置需求和管理模式均不相同,因此系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠分別處理。對(duì)于超期借用、資料屬性和借閱權(quán)限等進(jìn)行控制、查詢和分析，并對(duì)資料庫(kù)存進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和管理。
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就報(bào)表子系統(tǒng)而言，標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的報(bào)表不可能完全滿足用戶的特殊需求，因此部分報(bào)表應(yīng)當(dāng)根據(jù)用戶實(shí)際要求和需求而量身定制。詳細(xì)的報(bào)表格式、字段含義和算法公式將在對(duì)用戶訪談和需求分析之后逐一定義。
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五、MES效益明顯
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許多制造企業(yè)機(jī)械加工車間為充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功效，在實(shí)施MES項(xiàng)目的同時(shí)把DNC系統(tǒng)也一并規(guī)劃在內(nèi)，一方面實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控程序的集中管理，同時(shí)便于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，實(shí)現(xiàn)了MES與DNC系統(tǒng)的融合。
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制造執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)行提供了從接受訂貨到制成終產(chǎn)品的全過(guò)程的生產(chǎn)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的信息。它采用當(dāng)前的和的數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行初始化，及時(shí)引導(dǎo)、響應(yīng) 和報(bào)告工廠的活動(dòng)，對(duì)隨時(shí)可能發(fā)生變化的生產(chǎn)狀態(tài)和條件做出快速反應(yīng)，削減不會(huì)產(chǎn)生附加值的活動(dòng)，從而推動(dòng)有效的工廠運(yùn)行和過(guò)程。
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MES改善運(yùn)行設(shè)備的回報(bào)，以及改善及時(shí)交貨、庫(kù)存周轉(zhuǎn)、毛利和現(xiàn)金流通性能。MES通過(guò)雙向通信，提供整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)以及供應(yīng)鏈中以任務(wù)作為關(guān)鍵因素的信息。
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制造企業(yè)成功實(shí)施MES 系統(tǒng)后將為企業(yè)帶來(lái)以下效益： ??生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和生產(chǎn)周期大大縮短，產(chǎn)品質(zhì)量提高，設(shè)備利用率全面提升，生產(chǎn)排程和調(diào)度效率大幅度提高，車間資源得以更有效的利用，車間管理能力和管理效率快速提升，生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低，產(chǎn)品報(bào)廢和超差得到有效的控制，在制品追溯速度和準(zhǔn)確性大幅度提高，工時(shí)管理將更加科學(xué)合理。
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根據(jù)美國(guó)MES標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)對(duì)實(shí)施MES項(xiàng)目的用戶調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，得到成功實(shí)施MES系統(tǒng)將為企業(yè)帶來(lái)以下效益：生產(chǎn)周期縮短45%，數(shù)據(jù)輸入工作減少75%，半成品的積壓減少24%，交接班的紙面工作減少61%，次品減少18%，交貨時(shí)間縮短27%。
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第二、企業(yè)應(yīng)用MES前后效果分析
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? 一、隨著制造業(yè)MES系統(tǒng)軟件應(yīng)用的越來(lái)越來(lái)普及，那么導(dǎo)入MES系統(tǒng)前后有什么區(qū)別呢？本文將從十個(gè)方面做出對(duì)比：
　　(1)MES系統(tǒng)流程卡管理
　　導(dǎo)入前：每一在制品附程卡片，作業(yè)員完成一制程須將日期、人員、生產(chǎn)信息填寫在流程卡上，在成品包裝前，收集起來(lái)，以備日后維修查詢之用。
　　導(dǎo)入后：每程卡附上該在制品序號(hào)條形碼，作業(yè)員完成一制程后，利用條形碼輸入序號(hào)，及生產(chǎn)數(shù)據(jù)(例如：不良代碼也印制成條形碼)，MES系統(tǒng)自動(dòng)并入時(shí)間，工作站，人員資料，存入流程卡數(shù)據(jù)庫(kù)中。
　
???　(2)制令追蹤管理
　　導(dǎo)入前：利用每日生產(chǎn)窗體由生產(chǎn)單位組長(zhǎng)填寫各制令投入產(chǎn)出，人員出勤等資料，再匯總計(jì)算出各制令進(jìn)度。然而組裝生產(chǎn)線流程快速，生產(chǎn)主管永遠(yuǎn)無(wú)法得知各制令目前的進(jìn)度。
　　導(dǎo)入后：每站需刷流程卡序號(hào)，計(jì)算機(jī)可自動(dòng)計(jì)算出其所屬制令在各生產(chǎn)單位詳細(xì)過(guò)程及近狀況，主管辦公室之計(jì)算機(jī)可得知全廠一分鐘前制令新?tīng)顩r。
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　　(3)在制品追蹤管理
　　導(dǎo)入前：信息廠的特色常造成一堆不良品、待修品積壓在現(xiàn)場(chǎng)。每年盤點(diǎn)時(shí)清出千萬(wàn)元成本的在制品是常有的事。
　　導(dǎo)入后：利用流程卡完整數(shù)據(jù)，MES系統(tǒng)可追蹤每一在制品新位置，統(tǒng)計(jì)整理后，可以依制令別，產(chǎn)品別或現(xiàn)場(chǎng)區(qū)段，追蹤在制品分布狀況。
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　　(4)Burn-In管理
　　導(dǎo)入前：不同機(jī)種Burn-In時(shí)間長(zhǎng)短不同，雖然Burn-InRoom多用PLC，自動(dòng)輸送帶控制，但是仍須由人在現(xiàn)場(chǎng)操作，掌握信息不足，無(wú)法對(duì)Burn-In限空間做有效地利用。
　　導(dǎo)入后：透過(guò)MES與Burn-In-Room PLC聯(lián)機(jī)，可以利用MES直接控制PLC，進(jìn)行在制品進(jìn)出Burn-In之控制，可以有效掌握Burn-In時(shí)間及空間利用。
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　　(5)包裝監(jiān)督
　　導(dǎo)入前：相同產(chǎn)品，因不同地區(qū)客戶，需配置不同文字手冊(cè)，電源等包裝材料，但因混線生產(chǎn)，易生錯(cuò)誤。
　　導(dǎo)入后：可立即給予包裝人員明確包裝指示，避免疏忽，或是進(jìn)一步整合防呆系統(tǒng)可進(jìn)一步當(dāng)錯(cuò)誤時(shí)立即發(fā)出警示。
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　　(6)品質(zhì)監(jiān)控管理
　　導(dǎo)入前：品質(zhì)資料由品管站輸入品質(zhì)窗體中，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(shù)量多，少有工廠輸入計(jì)算機(jī)，因此多是事后整理品質(zhì)報(bào)表做為未來(lái)品質(zhì)改善，但又因情報(bào)不完整、不正確，不容易找到真正原因。
　　導(dǎo)入后：檢測(cè)修護(hù)資料全由條形碼，或計(jì)算機(jī)立即輸入，現(xiàn)場(chǎng)可連接品質(zhì)看板，實(shí)時(shí)顯示新品質(zhì)狀況，并可做完整詳細(xì)統(tǒng)計(jì)分析，有效找出品質(zhì)問(wèn)題。
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　　(7)出貨管理
　　導(dǎo)入前：須利用人工記錄那些出貨序號(hào)，給那一位客戶，以做售后服務(wù)，也因缺乏實(shí)時(shí)核對(duì)能力，常在出貨之機(jī)種及數(shù)量上發(fā)生錯(cuò)誤，造成不小的損失。
　　導(dǎo)入后：出貨同時(shí)，刷讀外箱序號(hào)條形碼，可立即核對(duì)，如不符出貨條件，可立即告之出貨人員。
　　(8)自動(dòng)化設(shè)備整合
　　導(dǎo)入前：信息廠的SMT，、AI、ATE等設(shè)備多立運(yùn)作，效益不高，設(shè)備管理也不佳。
　　導(dǎo)入后：將MES系統(tǒng)軟件與SMT、AI整合，可自動(dòng)得取生產(chǎn)信息及設(shè)備家動(dòng)狀況，與ATE整合，可自動(dòng)得取測(cè)試資料。
　　(9)現(xiàn)場(chǎng)物料管理
　　導(dǎo)入前：因混線生產(chǎn)，無(wú)法掌握實(shí)際生產(chǎn)狀況，常發(fā)生造缺料停線。
　　導(dǎo)入后：MES系統(tǒng)軟件可以隨時(shí)掌握新各制令，各機(jī)種組裝數(shù)量，可以實(shí)時(shí)計(jì)算出現(xiàn)場(chǎng)物料狀況，以預(yù)做供料準(zhǔn)備，有效降低這方面人力及缺料現(xiàn)象。
　　(10)售后服務(wù)
　　導(dǎo)入前：客戶回修之產(chǎn)品，要找出其原來(lái)的流程卡，須花費(fèi)相當(dāng)大的人力，也不知其何時(shí)出貨，很難提供有效的售后服務(wù)。
　　導(dǎo)入后：MES系統(tǒng)可以掌握每一成品完整流程卡資料及出貨時(shí)間，可提供客戶完整的售后服務(wù)。