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企业MES建设一二三部曲

  近年来,提到智能制造,无论是市场引导还是媒体舆论、会议主题,大多会聚焦在一些创新技术上,比如AI智能、机器人、仿真等等。张明文认为这其实是一种误区,在他看来要实现“智能制造”,不是采用一个智能工具、或者建立一个智能车间、智能工厂那么简单。“制造产品的全过程”是从设计研发、客户订单、计划物流、加工装配到客户交付、客户服务等等一个完整的过程。在这个过程中有很多的设备、工具、零件,流程,也有很多需要解决的问题,比如质量问题,成本问题,交付期等等,这些问题或者相互矛盾或者相互关联,解决一个问题势必会牵挂到另外的一些问题。


  因此,从这个维度思考智能制造,就应该是大量的智能体现在组织管理上,即如何协调管理实现高效率的生产制造过程。而不仅仅是企业采用了某项技术、采购了某个智能设备。智能设备发挥的作用是完成某个工序的智能化,或某些制造过程或环节的智能化,如果整体效率不提升,这个环节发挥的作用也非常有限,这就是约束理论(TOC)所提出的问题:有没有因此提高有效产出?


  而MES在制造业管理的范围,是车间内部的生产执行过程。从MES这个缩写词的定义很容易理解,制造执行系统,就是对上级下达的生产指令的执行过程的管理和监控。说“MES是制造智能化的核心”不是很准确。应该说MES是制造业信息化拼图的一部分,现在大家都先后完成了ERP、PLM、SCM、OA、CRM等实施,进行到MES这一块了,这个发展阶段又赶上了“制造业智能化”大趋势。


  从“制造业智能化”的发展来看,MES系统就像企业的数字神经网络末梢一样,把信息采集和监控的手段部署到了生产活动的最前线,实现了设备联网、实时工序进度监控,操作工、零部件质量记录与追溯等等。通过MES这样的数字神经网络,把管理考核的操作流程、质量标准等等传达到生产现场,并及时反馈到“生产指挥中心”。管理者通过分析MES的数据,发现影响“质量、成本、交期”的因素,并采取改善措施,实现PDCA循环改善。


  制造智能化的核心目标是改善“质量、成本、交期”。MES为此提供了一个数字化通道或者平台。从这个意义上可以说,MES是制造业智能化的核心。


     MES对于企业的价值及建设目标


     MES对于企业的价值,就像在城市道路上安装了摄像头。交通管理部门利用过摄像头进行交通信息采集、分析,及时发现拥堵路段并进行实时调度、疏导;分析高峰时段的规律,优化管理方案;记录交通违章违法的车辆进行处罚;更进一步,可以将道路拥堵状况实时发布给行驶中的车辆,甚至提出避让绕行的建议,这就具有智能交通管理的功能了。回到MES应用的场景,第一步,MES实现了生产过程的透明化,实现实时监控调度;第二步,通过对MES数据分析,发现影响“质量、成本、交期”的关键因素,提出改善措施,提升管理水平,获得经济价值。


  正是基于MES在企业发挥的价值,将建设目标也分解为两个阶段,其一做到生产过程的透明化。没有MES之前,生产过程好比一个黑匣子。下达一个生产指令,然后等着产品的制造出来,想知道生产进度是很困难的事。有了MES系统,黑匣子变成可视化的透明车间。原来很多隐藏的管理问题统统暴露出来了;可能造成的交期延误,也可以预先报警,以便采取措施补救;工人可以实现多劳多得;工序报工、质检记录可以作为质量追溯和改善的依据;可以客观分析设备效率和人工效率;等等。


  实施MES的第二个目标就是在透明化的基础上提升“质量、成本、交期”等综合指标。制造业企业面临的难题之一就是:大量在制品积压在车间的前工序,同时,后工序又因为缺少某些零件不能按时组装完成最终产品。这其中的影响因素很多且互相关联,如:计划不够准确,加工单未按时完成,客户需求变化频繁,产能不均衡,原材料到货不及时,设备异常,等等。没有MES系统之前,生产调度人员不得不花费大量精力检查缺料、催料,每天处于“救火”的状态。有了MES以后,能够对加工、装配的执行过程进行详细分析,找出影响齐套性、同步性的原因,通过改善生产计划的准确性、缩短加工周期、提高车间在制品流动性、降低在制品库存、提高一次合格率、加强设备维护保养等改善措施,全面提升“质量、成本、交期”管理水平。产生显著的经济价值。


  在企业制定MES目标时,不要一次制定的太高太细。早期可以先设定一些基本的目标,让核心流程先跑起来。比如说,应该先把生产过程中每个工人的工序操作记录下来,产品加工、装配过程的岗位责任人是谁,用的是哪一台设备,质检是谁做的,等等过程信息,实时记录在MES中。相当于先把摄像头装上,先把数据收集起来。刚开始,数据的准确性、及时性和完整性都存在一些问题,实施过程中,要尽量为数据采集提供便捷的手段,比如,用条形码、二维码、RFID等手段代替填写数字、文字,能采用联网自动采集的就不要增加人工操作等等,让用户容易使用。在使用过程中逐渐提高要求,提高数据质量。


  生产过程透明化和数据采集是MES的第一步,更大的价值在于对数据进行分析,提出优化业务的改善措施。这时候,MES实施的重点工作是根据管理要求,开发数据分析、监控的报表。业务管理部门大显身手的时机到了。MES不但是管理可视化的工具,更是一个指挥调度的工具和绩效考核的工具。MES应用的理想目标是让生产过程实现高效率、低成本、高质量。好比城市道路交通的“绿波带”一样,实现“车间生产绿波带”。


      MES建设需要一定的信息化基础,管理理念更重要


  在MES建设之前,企业需要有一定的信息化基础,其中两个必备的系统,即ERP和PLM。MES顾名思义就是制造执行系统,执行的是从ERP系统下达的生产指令,同时,要遵守一系列的工艺技术标准,这些工艺技术标准一般来源于PLM系统。或者说,MES是ERP、PLM等系统的延伸和扩展。实施MES的过程中,往往也需要对ERP、PLM等系统进行优化、改善。如果ERP下达的生产计划太粗放,MES就会无所适从,或者无法判断生产执行是否正确。


     MES应用的场景涉及到人、机、料、法、环、测等复杂的内容。实施、开发的个性化内容很多,需要平衡多方的利益冲突。比如局部效率与整体效率,批量效率与多品种,计件考核与质量要求,等等问题。所以,MES项目主导者要有全局优化的业务管理理念和目标,在实施过程中融入精益生产管理理念,把握住“质量、成本、交期”的关键控制点,采集的信息便于进行数据分析和绩效考核。


  对于如何选择适合企业的MES系统。张明文认为近年来,MES解决方案提供商的经验更丰富、可挑选的余地更大。企业可以通过几个方面来考察供应商:一是看同行业成功案例;二是看平台的开发能力、数据集成接口开发能力;三是实施团队的业务分析和落地实施能力。


  由于近几年MES需求爆发式增长,MES实施团队新人较多,业务分析能力较弱,有业务管理经验的实施顾问稀缺。所以,实施MES的过程,主要依赖甲方把握管理目标、业务需求以及用户操作的便捷友好。


  过去,很多企业都推行过精益管理(Lean Production或TPS、JIT、5S等)但是效果并不理想,原因之一是没有落地的信息化工具;而MES系统是非常好的精益生产管理工具。张明文认为,精益管理+约束理论(TOC)+MES系统,是走向智能制造的第一步。


  价值导向推进MES在企业的落地应用


  基于MES对于企业的价值,在其建设及推进应用的过程中,从管理者的角度来讲,一般都是比较支持的。通过MES系统了解生产过程,提供设备利用率、人员效率、消耗等量化指标,有助于管理者针对性的解决问题,优化成本,提高产能。


  而对于车间的基层班组长和员工中,一部分人对于生产透明化是有抵触情绪的。就好比开车违章的人是不喜欢路上有摄像头拍照或者测速的。所以,抵触的员工大多有些事不愿被领导知道。但是,对于绝大多数员工来说,生产过程透明化,可以做到公开、公平、公正,可以打破大锅饭,破除少数人的特权,真正实现价值导向的分配机制,减少纠纷猜疑,不仅仅是有利于生产、管理,而且会对整个企业的文化建设及团队氛围带来好处。


  随着MES项目的推进,其价值会越来越多地被决策层、运营管理层和执行层员工体验到。基层员工关心的公平公正、多劳多得、质量责任认定等问题在MES系统中解决了,工作效率更高了;运营管理层有了MES系统的辅助,需要紧急“救火”的问题少了,更多时间精力用于分析流程中的瓶颈、优化作业流程、提升业务绩效等;决策层可以随时得到生产进度、存在的关键问题、历史数据分析等,作为决策参考。


  以数据分析提升管理:让MES在企业落地生花


     MES在企业的推进是一个落地生花的过程。系统上线之后的重要工作是要在管理上下功夫,这个工作是以数据为核心的,持续优化和提升的过程。基于MES积累的数据,通过不同纬度的分析,可以做质量追溯、生产效率分析、产能分析等,通过数据分析的结果制定新的指标和目标,形成企业的数字化管理体系。用数据运营企业,实现数字化转型。


    MES系统一旦开始实施应用并发挥出价值,后续的功能开发、报表开发、功能扩展就会接踵而至。所以,一个MES项目上线了,几乎马上就要应对用户提出的各种新需求。同时,MES 运行必然对ERP系统提出新的要求,同步带动ERP计划体系的改善。这也是判断MES是否成功的标志,也是判断企业的制造管理能力是否持续改善的标志。


  企业数字化转型不可能一步到位、快速实现,必须经历一个落地生根、开花结果的过程。这个过程中,不断融入管理智慧,引进智能装备,实现与上下游供应商、客户的网络协同,也就是同步走向制造智能化之路。所以,制造业的信息化、数字化、网络化、智能化之间没有明显的界限,几乎是在同时进化中。进化的原动力来自企业对核心竞争力的追求,制造业的核心竞争力体现在产品的性价比,产品的性价比来自于企业对“质量、成本、交期”的持续改善能力,持续改善能力离不开MES、ERP、PLM、CRM等为代表的IT资源的支撑。


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