离散型制造业mes的深入研究

lihuolin958

      在MRPⅡ/ERP系统中，常见的生产调度方法为：①平行顺序作业；②加工单分批；③工序分解。平行顺序作业是指物料在上道工序加工一部分后，马上传送到下道工序进行加工，而不必等待所有物料加工完。通过采用工序重叠和并行操作，平行顺序作业实现了缩短生产提前期的目的。加工单分批是指把原来由一张加工单加工的数量分解成几张加工单，并在几组工作中心上同时作业，以缩短生产提前期。工序分解是指将一个操作时间较长的工序分解成几个子工序，并在几组工作中心上交叉作业，以缩短生产周期。MES继承并沿用了这些方法。
      准时化生产详细分析了加工前等待与加工后等待。加工前等待是指当批量生产的零件整批到达某工序时，由于上一批生产尚未结束，而不得不等候在那里。只有当整批零件加工结束后，另一批零件才可以被加工。这是不同批量零件之间的等待时间。加工后等待是指等待本批零件全都加工完成后运往下道工序。这是同一批零件之间的等待时间。JIT认为要缩短加工前等待时间，必须实现均衡化生产，即各工序单位时间内的生产量保持一致。若要缩短加工后等待时间，就必须缩小批量，即实现小批量生产和小批量搬运。
      不难发现，MES采用的平行顺序作业法、加工单分批法和工序分解法都是通过减少加工批量与搬运批量，来减少加工后等待时间。那么，最小批量为多少才能使等待时间最短？准时化生产（JIT）提出在N道工序上采用“单件传递”方式的总加工时间仅为批量运输方式的总加工时间的N分之一。可见“单件流”生产能实现加工后等待时间最短。
      另外，MES采用的方法并没有涉及到如何缩短加工前等待时间。JIT认为均衡化生产可以减少不同批量零件之间的等待时间，即加工前等待时间。均衡化生产是将一段期间内的顾客定单平均化，使每天的产量与产出组合都相同，然后进行生产。这种平均的、混合式的生产模式，一方面将顾客的需求平稳化，另一方面使员工和机器设备的使用均衡化，实现了供需双方的平衡。
可见，在解决车间生产调度问题上，MES与JIT采用的方法相近似，而JIT比MES更全面，系统性更强。

       准时化生产与制造执行系统
      丰田生产方式的发明者大野耐一曾经这样阐述准时化生产——“ 我们所做的，其实就是注意从接到顾客订单到向顾客收帐这期间的作业时间，由此剔除不能创造价值的浪费，以缩短作业时间。”这段话与MESA internation（MES国际联合会）于1997年提出MES系统定义十分相似——“MES系统在产品从工单发出到成品产出的过程中，扮演生产活动最佳化的信息传递者。当事件发生变异时，借着实时正确的信息、生产执行规范和现场工作状态，做出快速的响应，以减少无附加价值的生产活动，提升工厂生产制造的效率。”
可见，准时化生产与制造执行系统共同关注的是“如何剔除整个生产过程中非创造价值的生产活动，从而缩短提前期、提高生产效率。”不同的是，在MES定义中更强调其在生产活动中传递信息的作用，这与MES的概念产生在计算机技术、信息技术与管理方式广泛结合的背景下有关。此外，MES与JIT在产生背景、功能定位和方法体系等方面也存有差别，见表4。
表1 MES与JIT的比较
     
       可见，制造执行系统（MES）与准时化生产（JIT）虽然产生背景、分析角度、实施方法各异，但其实质是相同的。它们都是面向车间层的生产作业计划与控制系统。或者说，准时化生产是制造执行系统的又一种表现形式。

      广义的制造执行系统
      制造执行系统的概念提出至今，一直沿用着MRPⅡ/ERP的理论体系，如固定的提前期、时间分段控制、推动式生产等。准时化生产比制造执行系统的概念早提出20多年，经过长期的实践应用和推广，已形成了一整套行之有效的方法和理论体系。笔者将准时化生产与制造执行系统结合在一起，共同命名为广义制造执行系统（General Manufacturing Execution System，GMES）。广义制造执行系统（GMES）是面向车间生产执行层的信息系统，它在业务管理层和过程控制层之间搭建了一座桥梁，实现了两者间有效的信息传递。根据企业的自身特点，采用不同的实施方法（如JIT、MES或两者结合），进行生产过程控制，以期达到缩短产品生产周期，降低在制品库存，改进生产线运行，提高生产效率，提高产品质量并控制生产成本的目标。
丰田生产方式成功的根源在于“理念”、“流程”、“员工/事业伙伴”和“解决问题”四个层面的有机结合。准时化生产的若干实施方法仅位于丰田生产方式“4P”模型的“流程”层面。如果将其他三个层面的原则引入并应用于制造执行系统中，将有助于MES的进一步研究与发展。GMES概念的提出仅仅迈出了第一步。

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