企业互联网化浅谈MES管理


企业互联网化:浅谈MES管理

文/张文杰

MES是什么?MES是制造执行系统。

永坚张总和我说:“德国的机床运转率在90%以上。在德国,如果一个企业的运转率在70%,这个企业肯定活不下去。我国的运转率平均是25%,我们永坚好一点,大概在28%左右。如果永坚的运转率能提高到50%,理论上可以省下一半的机床和三分之一的人员。”

我说:“这个问题可以分解成好几个问题。其中有两个基本的问题:一个是如何实时监视、记录、控制机床的状态,这个叫MDC,二是对这些数据分析后进行相对准确的排程,这个叫APS

这两种东西都是一个叫MES系统中的两个模块。”

张总说:“哪一天做个讲座?兵器工业的曙光厂好像有,哪一天去看一下?”

我说:“我可讲不了,可以找人来讲。”

于是,张总带人到曙光去参观了一次。

我根据MES的类型,请了三家,分别做了一次讲座。

这三家是:上海孜永,美国盖勒普(Gallop)上海分公司,奥地利英杜睿(Industrie)上海分公司。

其实,永坚的生产管理水平已经比大部分企业要高了。举个例子你就知道了:永坚在车间管理已经监控到零部件的工序完工状态。

如果你是外行,就听我来解释,这是怎么回事。

永坚的产品少则十几个零部件,多至上千个零部件。如果要装配一个产品,则需要全部的零部件可用,也就是说,该买的要买到位,该做的要做好,该组装的要组装成型。如果有一个零部件没到位,你都装配不了,包装不了,发不了货。

永坚已经监控到所以的零部件是否到位,是否可以进入装配环节。

好像好多企业还做不到这点。好像这些企业在装配前,还要打电话到车间、仓库去问。我还见过一个年产值七八个亿的厂,连问都问不到,必须亲自到仓库去找。如果你不相信我说的,请看本文后面的附件一:《作坊式企业也能赚钱?》。

 

仅仅管理到工件,还远远不够。永坚比这个还细,细到工序。

以加工件为例。一个加工件要经过少则两三个、多至十多个工序,比如,切、车、铣、刨、磨、钻、镀、硬化等。如果能对这些工序的完工状态进行监控,就比监控到零部件的完工状态上了一个较大的档次。

永坚,做到了。一个产品的所以的零部件的哪个工序已经汇报,哪个没有汇报,系统清清楚楚。

但是,还不够。永坚还要细到某个工序的加工状态,也就是说,这个工序,是什么时候上机床的。这个就需要MDC.

这个,就是永坚目前正在做的事情

说空的没有用,举个具体的例子,这样能更明白。

举一个排程(APS)的例子。

比如,加工两个东西:缸筒和端盖。先加工缸筒,后加工端盖。

现在是9点,开始加工缸筒,计划1个小时完工,也就是说10点开始加工端盖。于是,955分,你必须:

1、仓库必须把所需要的工装夹具和道具送到机床旁。

2、下料车间必须把端盖的坯料送到机床旁。

由于下这个料需要20分钟,所以必须:

3、下料车间必须8:35开始下料

由于备料有10分钟的时间,所以必须

4、仓库人员必须在825安排运送人员送料。

以此类推。

从这个例子,我们可以看到,和以前相比,MES相比以前,有了多方面的变化。比如

1、计划细到了小时。原来的计划是按天排程的,现在是按小时排程的。以前是前一天把第二天需要的物品准备好,现在是当天的几点,(实际情况是有许多物品还是需要提前一天或多天准备的)。

2、传递物品的主体改变。原来的物品是加工者去“领”,现在是服务人员“送”

3、计划的内容更多了。原来仅仅车间生产加工的计划,现在包括工装夹具、刀具等计划。

4、计划的重点转移到“人”上,以前主要是“物”。

 

下面是百度百科的MES的介绍,http://baike.baidu.com/subview/137193/11261626.htm?fr=aladdin.

具体内容请看附件二:《百度百科:MES

永坚上MES的还有一个很重要的原因,就是原有的ERP(企业资源计划)计算出的车间生产计划和工序计划往往不能得到严格的执行。

究其原因,我认为全部是“人”的原因。大概是这三个原因:

1、是由于个人能力和外部干扰等原因,造成技术科的工时定额根本不准,大概“通货膨胀”了七、八倍;

2、是部分车间管理人员出于个人和外部原因,主观上不认真执行或放任计划流产,

3、三是管理层的干扰。

所以,能否成功实施MES,第一个关键是人的问题。这方面,我认为管理层要“强权”一点。本来嘛,董事会那儿决策时,要**,到了总经理这儿执行时,就要集中了,就几乎没有商量的余地了,甚至有时明明知道是错的,也要先执行了再说。

我这儿还有一个建议:随着管理水平和人员素质的提高,按工艺划分车间。当然在按工艺划分车间之前需要有一个过渡,就是按零部件划分车间,这就是永坚当下在做的事。因为目前永坚还是按产品划分的车间。

还有一个问题,就是MES比较花钱,要上百万级。永坚上ERP时,花的是53万。

永坚有一个计划,三年花一千万,用于技术改造。其中主要是机器人和MES

可能你会怀疑,永坚会上机器人?是的,现在和宁夏的小巨人商谈中。

再告诉你:永坚下一步是砍掉仓库和采购,也就是厂里没有仓库,也没有采购人员。你相信吗?具体操作的思路,我可以再写一篇单独谈这个问题。

最后,我想和作坊式管理的企业的老板说:一个企业能够成长的第一因素不是技术,不是管理,不是资金,而是理念。

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附件一:《作坊式管理的企业也能赚钱?》

先说一下这个企业的“奇葩”之处:

1、专职仓库会计,半年没有过库存帐;

2、采购入库、领用出库有许多不要手续,直接出入库,没有台账;

3、库管员不认识保管的物品;

4、货物随便堆放。同一个物品,放置的地方竟然有六处之多;

5、老板啥都不懂。

有一次,有个企业,也就是上面提到的那个年产值七八个亿的企业,要加强生产管理,请我去指导指导。

我在了解了这个企业后,觉得这是个特别好管理的企业。因为产品类型非常单一、结构非常简单、主材料唯一、辅助材料极少。当总经理带我参观完他的产品后,我问他:“成品呢?”他指着一堆很简单的物件,说“这就是成品”。

我说:应该先从库房开始,先把库存数据拿出来吧。

于是,想都想不到的情形出现了。

 

1、半年没过库存帐。

过了几天,具体负责实施的人告诉我,他拿不到仓库会计的库存数据。于是,我到仓库去要数据。仓库会计只好告诉我,数据还是半年前的,已经有六个月没过账了,这几天在忙着补帐。

于是,我叫负责实施的人替这个仓库会计过账。几天后,库存数据出来了,准备往系统里录入。

仓库会计又告诉我:“这个数据不准。”

我问:“为什么不准?”

 

2、好些出入库没有没记入台账

他说:“因为好多入库没记账,有时采购人员或送货的吧货超仓库门口一扔,就走了。因为好多出库也没记账,工人看到你不在,把东西一拿,就走了。”

于是,我决定盘点。

我看到库管员虽然岁数比我大,但脾气好像不太好,见了谁都想欠了他似的。我也不想惹他。第二天,我找来三个小伙子帮这个库管员盘点。我对这个库管员说:“不要你拿东西,小伙子给你数,你只要告诉小伙子这是什么东西,把小伙子数的数记下来就行了。”

 

3、库管员不认识保管的货物。

刚数了几个东西,因为货物上没有标记,小伙子问我这东西是什么。我就问库管员。

库管员回答:“我也不认识。”

我吃惊不小:“你不认识,工人来领,你怎发货?”

库管员:“让工人自己找。”

于是,我说:你不可能每个东西都不认识吧?你把你不认识的东西指一部分给我看,让我看看你有哪些东西不认识。

经过库管员指认,我判定这个库管员大概有五类东西不大认识。

库管员不认识的第一大类东西是机修用具。

于是,我把一个机修车间的副主任找了,帮忙辨认物品。

 

4、货物随便堆放。

机修副主任因为比较闲,就在张望。我记得刚数了第三个物品,副主任指着后面的一个货架,奇怪了:“咦?刚刚数的这个螺柱,怎么这儿也有?”

我吃惊不小,一个这么显眼的东西,怎放在两处?

这时,副主任和旁边来领料的两个工人,我也不知道是出于什么心理,就在仓库里帮忙找这个螺柱。最后,一共在六处找到这种同型号、同规格、同材质的螺柱。

于是,我问库管员:“同样的东西,怎不放在一起?”

库管员说:“一个是有的东西我不认识,只好随便放。一个是我有时不在,送货的来了,就随便一扔。”

于是,我说,先不忙盘点,先来理货。也就是把相同的物品放在一起,至少相似的要放在一起。我叫机修副主任先回去,等理好货后,再请他来。

库管员不肯,说不认识货。我说不认识货不要紧,你只要把相似的放在一起就行了。并且示范了几个物品。

过来两天,小伙子告诉我,那个库管员根本就没动手。都是小伙子在理货。

小伙子还告诉我,仓库里放不下了。确实,货物随便堆放在一起,有时是省些空间。放顺了,会多占用一些空间。

于是,我去看了一下。提了四条解决方法:一是把其中的一半的货架的一层隔成两层,二是买五种大小不同的塑料盒,把小物品放到盒子了进行堆放,三是将过期的物品和废品放到室外,四是加密货架排放密度,将一些还没有使用的货架用起来。

 

5、老板娘啥都不懂。

理了几天货后,我又准备盘点的事了。根据这个企业的管理混乱的特点,不能原位盘库。我决定移库盘点,也就是先找一个空房间,把A仓库的货盘点到这个空房间,再把B仓库的货盘点到A仓库,再把C仓库盘点到B仓库,以此类推。

因为需要借用仓库旁边的房间作为盘点之用,我去找老板娘。我发现老板娘根本听不懂我说什么,听不懂关于仓库管理的一些基本词汇。但老板娘建议我等几天再盘点,说马上要搬迁了,一并等搬迁时再盘点吧。

于是,就等吧。

于是,一直也没有等到。

于是,仓库管理的第一个环节-----盘点,还没开始,这个计划就死了。

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附件二:《百度百科:MES

制造执行系统 (manufacturing execution system,简称MES)是美国AMR公司(Advanced ManufacturingResearchInc)90年代初提出的,旨在加强MRP计划的执行功能,把MRP计划通过执行系统同车间作业现场控制系统联系起来。这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。MES系统设置了必要的接口,与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。

 

定义

美国先进制造研究机构AMRAdvanced Manufacturing 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。

制造执行系统协会(Manufacturing Execution SystemAssociationMESA)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。”

MESAMES定义中强调了以下三点:

1MES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。

3MES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。

 

概念

199011月,美国先进制造研究中心AMRAdvanced ManufacturingResearch)就提出了MES(制造执行系统)概念。1997年,MESA提出的MES功能组件和集成模型,包括11个功能,同时规定,只要具备11个功能之中的某一个或几个,也属MES系列的单一功能产品。2004年,MESA提出了协同MES体系结构(c-MES)

20世纪90年代初期,中国就开始对MES以及ERP的跟踪研究、宣传或试点,而且曾经提出了 “管控一体化”,“人、财、物、产、供、销”等颇具中国特色的CIMSMESERPSCM等概念,只是总结、归纳、宣传、坚持或者提炼、提升不够,发展势头不快。

国内最早的MES20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。

制造执行管理系统(MES)是企业CIMS信息集成的纽带,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。工厂制造执行系统MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。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。适用于不同行业(家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药),能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。

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。返回企业计划层与过程控制层之间的信息“断层”问题我国制造业多年来采用的传统生产过程的特点是“由上而下”按计划生产。简单的说是从计划层到生产控制层:企业根据订单或市场等情况制定生产计划—生产计划到达生产现场—组织生产—产品派送。企业管理信息化建设的重点也大都放在计划层,以进行生产规划管理及一般事务处理。如ERP就是“位”于企业上层计划层,用于整合企业现有的生产资源,编制生产计划。在下层的生产控制层,企业主要采用自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流搬运储存设备等解决具体生产(制程)的生产瓶颈,实现生产现场的自动化控制。

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。比如面对以下车间管理的典型问题,它们就难以给出完善的解决手段:

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?

MES的定位,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。

 

特点

1)采用强大数据采集引擎、整合数据采集渠道(RFID、条码设备、PLCSensorIPCPC等)覆盖整个工厂制造现场,保证海量现场数据的实时、准确、全面的采集;

2)打造工厂生产管理系统数据采集基础平台,具备良好的扩展性;

3)采用先进的RFID、条码与移动计算技术,打造从原材料供应、生产、销售物流闭环的条码系统;

4)全面完整的产品追踪追溯功能;

5)生产WIP状况监视;

6Just-In-Time 库存管理与看板管理;

7)实时、全面、准确的性能与品质分析SPC

8)基于Microsoft .NET平台开发,支持Oracle/SQL Sever等主流数据库。系统是C/S结构和B/S结构结合,安装简便,升级容易;

9)个性化的工厂信息门户(Portal),通过WEB浏览器,随时随地都能掌握生产现场实时信息;

10)强大的MES技术队伍,保证快速实施、降低项目风险;

 

趋势

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,MES才被重新发现并得到重视。同时在网络经济泡沫的破碎后,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,MES在国外被迅速而广泛地应用。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。

 

目标

1)不下车间掌控生产现场状况工艺参数监测、实录、受控

2)制程品质管理,问题追溯分析

3)物料损耗、配给跟踪、库存管理

4)生产排程管理,合理安排工单

5)客户订单跟踪管理,如期出货

6)生产异常,及时报警提示

7)设备维护管理,自动提示保养

8OEE指标分析,提升设备效率

9)自动数据采集,实时准确客观

10)报表自动及时生成,无纸化

11)员工生产跟踪,考核依据客观

12)成本快速核算,订单报价决策

13)细化成本管理,预算执行分析

 

2、功能模块

1)生产监视

2)数据采集

3)工艺管理

4)品质管理

5)报表管理

6)生产排程

7)基础资料

8OEE指标分析

9)薪资管理

10)数据共享

11) 任务派工

12)能力平衡分析

 

3MES 厂商

伴随着国际MES市场的发展,MES厂商犹如雨后春笋般地涌现出来,而他们的来源也主要分为以下五类:

1、从自动化设备基础上发展而来的,MES的数据采集与指令执行就是和底层设备打交道,这些厂商进入MES领域有着天然的优势,对自动化设备了如指掌。这类厂商的代表有:GE FanucSiemensRockwell等。

2、从专业SCADAHMI厂商发展而来,这些厂商多是从开发人机界面开始,然后扩展MES领域的,这类厂商的代表有:AdAstraWonderwareCitech(已被收购,但独立运营)等。

3、从专业MES发展而来的,这些厂商一开始就专注于MES或者MES中的某一项功能,如自动识别、质量管理、组态系统、测控等,然后不断发展,不断积累而来,2000年后,很多已经被并购,而并购者多是自动化设备供应商。如Siemens收购比利时的Compex IT Plant Solutions公司的MES产品proCXGE Fanuc并购MES软件产品的供应商Mountain SystemsRockwell自动化对Enterprise TechnologyGroupDatasweep的收购。2012年以来,这类厂商仍存在的代表有CAMSTAR SystemsHoneywellTieto等。

4、从PLMERP等领域延伸而来的。由于MES的专业性很强,所以2012PLMERP等厂商进入这个领域的并不多。这类厂商的代表有:UGSSAP(捆绑德国的PSI)、盖勒普 公司(美国)等。

5、从其它领域延伸过来的。如Apriso是从数据采集和数据挖掘到1998全面介入MES软件的开发。

厂商类别

 

2012年以来,在国内,按照主要服务行业的不同,MES厂商可以分为五类:

1)借鉴国外自动化厂商的成功经验,背靠国内垄断行业发展自身优势产品,如石化盈科、上海宝信、哥瑞利软件等,主要服务石化、烟草、半导体、太阳能高科技制造等偏流程的工业;

2)与大陆市场紧密相连台资软件公司,如甲上科技、明基逐鹿、中冠咨询、台湾羽冠等;主要服务电子、汽车等离散工业;

3)与本土企业结合发展的国内软件企业,如大连华铁海兴、哥瑞利软件、绘微软件、万友软件、和利时等,具有很强本土优势,很适宜本土制造企业使用。

4)与航空,航天,电子制造为背景依托,而成功发展的国内软件公司,如中江联合,有行业特性。

( 5 )一些条码设备厂商或者小erp企业也来做mes,“甚至有些原来做数据采集的或者卖条码设备的公司,做几张车间报表,把登录图片一换,就MES了”。

发表于: 2014-12-12 15:44 阅读(350) 评论(0) 收藏 好文推荐

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