微締裝備制造MES系統(tǒng)解決方案
1 裝備制造行業(yè)特點(diǎn)
裝備制造與流程制造的特性，決定了兩類企業(yè)在建設(shè)MES信息系統(tǒng)方面有著天淵之別。
裝備制造是將不同的現(xiàn)成元部件及子系統(tǒng)裝配加工成較大型系統(tǒng)。例如制造一臺空調(diào)，需要將面板、壓縮機(jī)、電機(jī)、風(fēng)輪、冷凝器等組裝在一起，而這些可供組裝的元配件又是通過子加工而來，例如冷凝器又需要銅管、面板等原材料加工而來。諸如汽車、電腦及工業(yè)用品制造等。
流程式制造是通過一條生產(chǎn)線將原料制成成品。例如牛奶食品加工，需要通過固定的工藝路線，將鮮奶經(jīng)過各環(huán)節(jié)調(diào)配最終得到成品包裝奶。諸如集成電路、藥品、涂料、油墨、飲料制造等，屬于典型的流程制造。
國際上知名的MES廠商有瑞士的ABB、美國的ASPENTECH、Honeywell等，這些軟件所專著的行業(yè)多數(shù)于流程制造，在國內(nèi)的很多半導(dǎo)體企業(yè)，也是使用如上歐美產(chǎn)品居多，國內(nèi)大多數(shù)裝備企業(yè)，比較少建設(shè)MES系統(tǒng)。那么，裝備制造企業(yè)對MES系統(tǒng)的建設(shè)是否沒有迫切的期望？非也，筆者通過國內(nèi)一些領(lǐng)先的裝備制造企業(yè)的生產(chǎn)、車間、品質(zhì)管理難題，發(fā)現(xiàn)這些企業(yè)正在利用MES的理念大刀闊斧的突破著自身的難題。本文將以順德家電制造群中一家領(lǐng)先國內(nèi)的企業(yè)改革，作為實(shí)例，來分析裝備制造企業(yè)如何實(shí)戰(zhàn)MES系統(tǒng)建設(shè)。
2 企業(yè)面臨的困難
該裝備制造企業(yè)早在1997年實(shí)施ERP系統(tǒng)以來，不僅對ERP建設(shè)進(jìn)行過多次升級，IT建設(shè)部門尤其注重根據(jù)企業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，持續(xù)優(yōu)化了覆蓋各類業(yè)務(wù)領(lǐng)域及其銜接領(lǐng)域的IT基礎(chǔ)建設(shè)，務(wù)實(shí)打造IT支持業(yè)務(wù)流程、IT驅(qū)動管理改革的優(yōu)勢經(jīng)營模式。
即便如此，企業(yè)在進(jìn)步的過程還是遇到一些亟待解決的問題，例如：該裝備制造企業(yè)的ERP高級排程系統(tǒng)能夠考慮多種生產(chǎn)約束資源下配置最優(yōu)的生產(chǎn)計劃，給計劃管理層提供了有力的支持，但細(xì)化到車間執(zhí)行層的日排產(chǎn)以及日排產(chǎn)任務(wù)跟蹤，還存在斷層；ERP高級功能備料平臺從計劃層面考慮物料齊套缺料，但圍繞JIT生產(chǎn)的產(chǎn)線按需配送還缺乏信息系統(tǒng)支撐；生產(chǎn)和銷售部門通常希望實(shí)時監(jiān)控生產(chǎn)訂單的執(zhí)行過程，做到哪一個產(chǎn)品，出現(xiàn)了哪些問題；質(zhì)量部門希望做到基于現(xiàn)場裝配過程質(zhì)量控制過程的追溯問題,例如防錯/返修缺陷分析；車間希望做到基于產(chǎn)品生產(chǎn)的人員工作效率精確統(tǒng)計。
3 建設(shè)模式遭遇尷尬
針對企業(yè)的管理難題，IT部門也曾組織廣泛評估，充分借鑒國際先進(jìn)的MES建設(shè)模式，尤其是在國內(nèi)取得優(yōu)異成績的電子、半導(dǎo)體行業(yè)的MES模式。但發(fā)現(xiàn)有如下水土不服的隱患：
1）MES的基礎(chǔ)優(yōu)勢就是準(zhǔn)確采集。裝備線上，不同生產(chǎn)線通過自動化機(jī)器控制的很少，都需要人工裝配、人工作業(yè)。推行MES，需要的就是產(chǎn)線工藝比較確切、產(chǎn)線操作人為因素少、物料追溯嚴(yán)謹(jǐn)、控制參數(shù)精準(zhǔn)。。。。。。如何規(guī)避人為操作帶了的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確風(fēng)險？
2）源材料物流供應(yīng)鏈的問題。生產(chǎn)所需的各種原材料及外協(xié)件都會因產(chǎn)品多樣化而不能穩(wěn)定供應(yīng)，例如一張為歐洲冷凍行業(yè)客戶定制的商用空調(diào)訂單，需要立即根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)制定不同的工藝，從而要求特別的原材料及外協(xié)件供應(yīng)，如果供應(yīng)商沒有完備成熟的生產(chǎn)控制系統(tǒng)，很難確保這張訂單能夠按照預(yù)期的生產(chǎn)計劃執(zhí)行。如何化解生產(chǎn)計劃的不確定行給車間制造帶來的困惑？
4 典型方案介紹
1）關(guān)注關(guān)重物料，平衡投資效益
MES建設(shè)的基礎(chǔ)作用之一，是要揭示車間生產(chǎn)過程各工序的物料存量、追蹤各工序的質(zhì)量問題，以便打通車間與計劃、車間與品質(zhì)各層次的信息流。那么通過掃描條形碼來記錄這些細(xì)節(jié)是唯一手段。企業(yè)是否要對所有物料所有環(huán)節(jié)都掃碼？是否需求對所有物料都用標(biāo)簽標(biāo)識？使用很多標(biāo)簽是否增加了成本，最關(guān)鍵是否帶來增值的效益？如果是笨拙的掃碼方式，產(chǎn)線員工是否還能以之前的效率干活？
解決以上問題，需要企業(yè)根據(jù)自身實(shí)力進(jìn)行評估。制造企業(yè)云集各種原材料，總有那么一些裝備材料是決定產(chǎn)品品質(zhì)、成本較高的關(guān)鍵重要物料。企業(yè)可以采取措施，將各類物料區(qū)分出級別，哪些物料在哪些環(huán)節(jié)一定通過貼標(biāo)簽來流通，哪些物料在哪些環(huán)節(jié)一定要將標(biāo)簽掃描記下；裝備制造行業(yè)競爭壓力較大，成本領(lǐng)先戰(zhàn)略是不二法寶，市面上眾多的形碼產(chǎn)品價格不菲，選用實(shí)惠的產(chǎn)品來解決自身難題是上策；在生產(chǎn)線上指定關(guān)重物料上料的工位，使其執(zhí)行生產(chǎn)采集；在生產(chǎn)線上產(chǎn)品下線的工位，采集下線產(chǎn)品的標(biāo)簽。
如上方案，既讓關(guān)重物料充當(dāng)了揭示產(chǎn)線進(jìn)度、質(zhì)量問題的角色，又平衡了硬件投資與效益之間的關(guān)系。
2）生產(chǎn)采集及其卓有成效的放大鏡作用
生產(chǎn)采集旨在搭建起車間生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)板塊，以作為生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理分析數(shù)據(jù)的來源，同時完成實(shí)時向計劃層展現(xiàn)生產(chǎn)過程訂單執(zhí)行情況、任務(wù)完成情況、設(shè)備資源的利用效率、生產(chǎn)缺料、質(zhì)量缺陷問題，從功能上涵蓋了所有需要彌補(bǔ)的計劃層和執(zhí)行層之間的斷層，當(dāng)之無愧的是一把輔助車間管理的好手。
該方案包括：日上線作業(yè)生產(chǎn)掃碼（含工位上料采集、性能檢測、打包下線）、返修作業(yè)登記追溯、班組資源應(yīng)用情況采集（出勤登記、排班情況、班組實(shí)際上線情況）、看板展示（產(chǎn)線作業(yè)執(zhí)行情況、產(chǎn)線物料按需配送情況）。
該方案達(dá)成了以下效果：a）生產(chǎn)掃碼可以實(shí)時記錄每個作業(yè)的完工裝配情況，向管理層展示實(shí)時的訂單完成情況；b）生產(chǎn)掃碼可以對關(guān)鍵工序的關(guān)鍵物料進(jìn)行防錯，同時可以追溯到產(chǎn)品使用的關(guān)鍵物料以及關(guān)鍵物料的供應(yīng)廠商；c）返修登記可以記錄下產(chǎn)線生產(chǎn)過程的所有返修原因及缺陷，向工藝、質(zhì)量提供可靠精確的分析數(shù)據(jù)；d）班組人力資源利用情況的采集，可以與生產(chǎn)掃碼結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)按產(chǎn)量統(tǒng)計分析員工工作效率；e）看板更是一個生產(chǎn)問題的展現(xiàn)窗口，您走在車間、坐在辦公室，都能隨時隨地看到產(chǎn)線的生產(chǎn)情況，是否缺料；是否有異常停線；是否有重大質(zhì)量缺陷；完工了多少任務(wù)還有多少；每條產(chǎn)線上有哪些人在現(xiàn)場負(fù)責(zé)。
3）質(zhì)量采集平臺搭建強(qiáng)大的追溯機(jī)制
質(zhì)量采集揭示品質(zhì)管理的黑匣。該方案包括：IQC進(jìn)貨檢驗(yàn)采集；生產(chǎn)過程首檢和巡檢；OQC成品檢驗(yàn)；產(chǎn)品追溯；合格率趨勢分析；供應(yīng)商不合格率分析登。
該辦案達(dá)成以下效果：a）檢驗(yàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集，質(zhì)量信息管理落實(shí)到現(xiàn)場，提高制造品質(zhì)；b）檢驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時、化結(jié)構(gòu)化，為質(zhì)量體系的現(xiàn)場管控提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐；c)由質(zhì)量模塊發(fā)起的產(chǎn)品完整的生產(chǎn)生命周期追溯，對于關(guān)重物料可以追溯到原材料供應(yīng)商以及生產(chǎn)中的每一個細(xì)節(jié)，大大深化了客戶投訴及時準(zhǔn)確處理的機(jī)制，從而提高了客戶滿意度。
5 穩(wěn)中求進(jìn)實(shí)施策略
鑒于市面上沒有特別成熟的、正好適合于裝備制造行業(yè)應(yīng)用的MES產(chǎn)品，企業(yè)必須具備高度的創(chuàng)新能力和持續(xù)改進(jìn)能力。筆者接觸的企業(yè)，采取多期實(shí)施的策略：一期從一個總裝車間作為試點(diǎn)，挖掘比較不同車間生產(chǎn)模式下需要抽象的業(yè)務(wù)流程和需要細(xì)化的功能特點(diǎn)；二期推廣到更多總裝車間；三期實(shí)施推廣到部裝車間；四期推廣到國內(nèi)外其他工廠。每期推廣都涵蓋對前期實(shí)施問題的優(yōu)化，使業(yè)務(wù)部門有在逐步實(shí)踐中，優(yōu)化自身的管理模式。多期推廣的方式，不僅有利于逐步培養(yǎng)各模塊的關(guān)鍵用戶，更利于建立持續(xù)改進(jìn)的IT發(fā)展模式。
裝備制造行業(yè)背景：
①產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝復(fù)雜
②零部件數(shù)量眾多
③批量小、種類多、工序多、生產(chǎn)周期長
④典型的訂單生產(chǎn)，計劃排產(chǎn)工作量大、不確定因素多
⑤自動化程度較低、資源協(xié)調(diào)困難
裝備制造MES解決方案
①通過數(shù)據(jù)采集模塊，以條碼為載體，采集車間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備信息、人員信息、關(guān)鍵件追溯信息、質(zhì)量信息等，并匯總至云平臺進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析；
②通過與周邊軟件（例如ERP、PDM、CAPP等）及硬件設(shè)備（生產(chǎn)設(shè)備、智能感知設(shè)備等）進(jìn)行集成，打通信息流；
③通過引入APS，將從ERP接收的生產(chǎn)訂單進(jìn)行科學(xué)的分解及生產(chǎn)計劃的排程，提前安排好生產(chǎn)；
④通過在制品管理模塊的應(yīng)用，完成對線上在制品的生產(chǎn)信息進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控；
⑤通過生產(chǎn)追溯模塊的應(yīng)用，對全生產(chǎn)流程中的物料、生產(chǎn)人員、生產(chǎn)設(shè)備、質(zhì)量等信息進(jìn)行實(shí)時記錄，為停發(fā)管制及后期正反向追溯提供信息支撐；
效益提升
有形：
①數(shù)控設(shè)備利用率提升 20%
②計劃執(zhí)行力提升 25%
③零件制造周期縮短 20%-30%
④總成本削減10%
無形：
強(qiáng)化工藝信息的現(xiàn)場指導(dǎo)作用，減少誤操作，降低技術(shù)協(xié)調(diào)成本，有效促進(jìn)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，為全面打通數(shù)字化制造生產(chǎn)線奠定了基礎(chǔ)
6 結(jié)束語
裝備制造行業(yè)利用MES的理念揭示和優(yōu)化自身存在的管理問題，是企業(yè)IT規(guī)劃中不可或卻的一個里程碑。如何做、如何有效的做，需要更多理性思考和實(shí)戰(zhàn)。
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