实时记录与分析，MES提升生产制造端的执行力

lihuolin958

引言：有了信息收集和计划能力之后，实现极速供应链管理还需要执行能力的有效配合。从交货到生产制造、原材料采购，所有环节环环相扣，任何一个环节执行力薄弱都会导致库存积压或缺料产生。在对极速供应链和SRM系统进行全面剖析之后，我们将介绍MES(制造执行系统)，它与SRM系统类似，都属于极速供应链中执行系统的范畴，只是SRM系统主要针对采购端的执行，而MES则主要针对生产制造端，关注车间层的执行能力和信息采集。

美国研究机构AMR（Advanced Manufacturing Research）对MES的定义是：位于上层计划管理系统与底层工业控制之间，面向车间层的管理信息系统。换句话说，以计划为核心功能的ERP和APS(高级计划系统)是MES的“乾”；面向设备的工业控制层是MES的“坤”，MES是生产制造中的“乾坤”之“核”，处在支点位置，对提升制造端执行力有十分重要的作用。

MES主要关注车间里的制造执行过程，它以计划为起点，收集与分析制造执行过程的关键信息，使原来如同黑箱的生产车间变得透明，从而加快供应链的反应速度。作为供应链基础的组成部分，MES所解决的主要问题包括：能否实时掌握在制品的产量与品质状况？能否实时掌握设备运行状况和在线物料？能否采集和分析质量检测数据，快速生成各种产量和质量报表？产品被投诉时，能否追溯其生产经过的工序、设备、所用物料和经手人员？

MES是一个实时系统，解决的问题与时间紧密相关：一方面关注生产过程中的即时生产与品质信息；另一方面利用收集的数据，进行产品追溯。它的时间因子是ERP系统的十分之一，可为ERP和SCM等其它系统提供生产现场的实时数据，加强计划管理层与底层控制之间的沟通，并做出相应的分析和处理，从而保证了上层计划系统的正常运行。而且，MES还可改变大部分公司生产过程与数据统计分离的状况，将数据统计与生产过程紧密镶嵌在一起，提高了现场数据分析的时效性。

案例分析

雅新电子实施MES提升制造执行能力
2002年，雅新电子(苏州)有限公司在苏州投资数亿美元建厂,产品线从PCB、PCBA、SMT到组装，以DVD播放机、数码相机和LCD电视等产品为主。实施了ERP系统之后，他们发现ERP对车间的控制功能较弱，尤其在车间的作业追踪和在制品品质控制等方面依然需要手工进行，不利于车间作业及品质状况的及时反馈。另外，雅新电子的客户大部分是国内外知名企业，客户对产品追溯以及生产过程的控制有很高要求。

为改变现状和应对客户需求，雅新电子决定导入MES来提升制造执行能力。考虑到MES是一个与制造过程紧密相关的系统，经过多方比较，雅新电子最终选择了具有二十年制造背景的明基逐鹿的MES解决方案。

实施MES系统的时间点选在搬进新厂房之际，而新厂房需要重新布置生产线，这为充分考虑MES方案提供了有利条件。明基逐鹿的MES顾问在雅新工厂搬迁之前，多次去旧厂房调研，充分了解生产流程以及产品特性，掌握生产工艺中的关键点，与雅新多个部门的人员共同讨论系统方案。工厂搬迁过程中，按照事先讨论的方案，MES项目小组在新生产线上为MES系统完成布线及关键采集点的安装。为了确保工人正确操作，雅新MIS部门的人员精心制作了数据采集作业指导书，张贴在工位旁边，为员工操作标准化提供保证。

雅新MES系统的网络设备包含数据库服务器、应用服务器和Web服务器。数据采集设备有PC机、数据收集终端(DCT)等，分别与条码扫描枪结合起来使用。各种采集设备的分布要根据生产线的具体情况而定，比如PC机适合人机界面稍微复杂的情况，为保证系统安全及成本考虑，PC机类型大都选用无盘工作站；DCT则适合操作简单，占据空间小的工位。由于涉及到数据采集以及与生产设备之间的通讯，车间现场网络中还需包含工业以太网或RS-485网络，并且利用一些转换设备对不同通讯协议的数据进行转换。

MES的计划以及工程资料主要来自ERP系统。为建立MES与现有ERP系统的接口，MES小组仔细研究雅新ERP系统中的表单格式，保证了ERP系统中的工单及工程资料文件顺利导入MES中。

在上MES之前，雅新在每一在制品完成时按照客户要求贴上产品序列号条码，车间专门造册，由工人在序列号手册上打勾，这样虽然可以进行基本追溯，但是只包含了简单的产品信息，整个生产过程中的信息记录不完整，而且手工记录不方便查找，出错率也很高。另一方面，这些数据不能很好地被 用来进行产量和质量等方面的统计分析，数据的利用率比较低。

导入MES之后，雅新电子从第一道工序就为每一在制品贴上流程卡条码，从而可在生产线上对产品的身份进行鉴别。考虑到PCBA行业为了节约成本，在产品装配后期才进行分板处理，明基逐鹿的实施团队还专门在流程卡条码与分板后产品的序列号条码之间建立联系，保证产品在整个生命周期中都可以被追溯。

MES中的条码不但可以帮助鉴别产品，而且还用于采集该产品的物料、品质、在途状态(正常、维修或重工)、位置、人员、设备、时间和工单等属性。SPC(统计过程控制，MES系统的一个模块)可以利用这些属性值可对生产过程实时地统计分析，控制产量和品质等方面的信息。产品可以被快速鉴别的意义不只是提高工作效率，更大的意义是可以通过MES对产品位置的跟踪记录，避免在维修站或生产线等处积压大量在制品，减少不必要的浪费。

物料被装配到产品上以后，亦成为被追溯的对象。在MES中，不仅可以知道使用了哪种物料，而且还能知道该物料是哪家供应商生产的，什么时候生产，生产批次是什么等信息。在品质管理方面，MES可以采集生产过程中实时的良品与不良品数据，使品质分析与生产之间的时差缩短，及时发现品质问题，缩短解决时间，防止更多的不良品产生。而且，MES还在一些关键工序及设备提供了上料防错机制，避免更大范围的品质灾难发生。

除此以外，工程部门关心的维修信息也在MES系统中被有效地管理起来。当生产线上发现不良品之后，按照MES的指引不良品将被送往维修站，维修人员采集在制品条码，根据网络传输过来的不良信息，扫描错误代码，并记录解决方案。工程人员可以借用这些数据对产品进行缺陷分析，及时改进产品设计。

MES一直延伸到仓库中的成品出货，通过扫描包装箱条码，与系统中出货清单对比，防止出货中的错误产生。同时，当产品被客户抱怨时，可以通过出货单及产品的序列号追溯出产品制造执行过程的多重属性，分析问题发生的原因及源头。

经验分享

MES系统的数据采集及分析与ISO 9000有类似之处，都强调对过程的记录以及产品鉴别与追溯。有人曾用“写我所做，做我所写，记我所做”来总结ISO 9000，相应地，MES的特点也可以用12个字来描述－“记我所做，知我所记，溯我所为”：“记我所做”是指MES收集制造过程中的生产与品质数据，这些数据是计划执行的过程数据；“知我所记”是指将采集到的数据通过报表及SPC控制图为管理及技术人员提供制造执行过程的一手资料，甚至这些信息可以开放给下游大客户；“溯我所为”是指对历史数据进行追溯及分析，从众多的数据中理出线索，重现产品制造的历程。

为充分发挥MES的效用，实施MES时有三点需要特别注意：一是在需求调研阶段，应有丰富生产现场经验的顾问参加，并对需求进行充分验证和分析。二是MES是一个外在简单，内部却很细致复杂的系统，在设计与开发阶段，研发与品质部门不但要对功能进行测试，还要进行大数据量、并发的实时测试，根据实际需求提早制定数据库策略。举例来说，一个车间如果每天生产3,000件产品，车间有23个数据采集点，那么运行一年,数据量会达到近5,000万笔之多，这个容量在制定数据库策略时要考虑到。三是考虑到MES与生产过程紧密相连，系统稳定性和运行效率非常重要。因此最好设有独立的服务器，为了保证系统更安全，还应预留一个备用服务器，以供应急之需。

该贴已经同步到 lihuolin958的微博