隨著智能制造戰略的持續推進,在國家相關政策的引導下,制造企業正在積極的推動自身的業務變革和產業轉型。制造執行系統( MES )作為連接企業上層計劃管理系統和下層生產控制系統的“信息樞紐”,主要負責生產管理和調度執行。一方面管理“人機料法環”及其生產能力,控制生產系統,確保生產按計劃執行,另一方面從生產現場實時采集并處理生產數據,監控生產狀態及生產異常,分析并反饋生產績效,同時涵蓋了庫存、物流等生產上下游環節的基本功能。從而有效彌補了制造業計劃層與控制層之間的管控 “斷層”。
由于MES制造執行系統同時兼備可控性、實時性和可溯性三大功能特點,使得制造型企業通過實施MES制造執行系統能夠進一步推進實現精益生產進程。
那么,下面我們就分別從可控性、實時性和可溯性三個角度討論企業實施MES制造執行系統究竟為哪般?
所謂可控性是指企業能夠在一定范圍內預期和把握整個生產流程當中的信息。MES制造執行系統的可控性主要體現在以下兩點:
在生產過程當中,若分布在生產現場或中轉庫、余品庫等中間在制品數量過大,將會影響生產能力,并且會導致資源浪費。相反,若將在制品庫存數量控制在合理的范圍內,將能夠有效減少流動資金的占用,并使產品流速加快,從而縮短產品的生產周期。制造型企業通過實施MES能使生產現場透明化,生產過程可控化,即時調度,優化生產資源。MES制造執行系統因其合理的計劃排產、執行管控、庫存管理功能模塊能夠幫助企業制定可靠度高的生產計劃,實時監控資源使用情況,從而有效控制在制品庫存量、使現場生產管理更加流暢,類似計劃外插單、現場物料混亂、在制品管理難等問題進一步得到緩解,并促進計劃完成率的提高,同時對產品質量也有更好的保障。
生產能力以MES制造執行系統作為綜合展示平臺,制造型企業實MES可以全面記錄各個工序及動力能源設備的基礎數據、運行狀態、故障信息、維修信息,與生產過程控制,質量控制與實效分析需求結合,使設備運維管理達到運行可視化、效率定量化、操作人性化、報表智能化,服務于實時生產調度和動態設備管理。MES系統通過與設備接口獲取設備的故障信息,將設備運行狀態顯示到相關部門,并自動記錄設備的故障時間及修復時間。系統生成故障設備記錄,由設備組錄入故障信息及維修記錄。統計故障強度、故障率,形成月度設備故障情況分析。根據系統記錄的設備日常故障,系統形成單臺設備月度故障強度分析,并統計匯總月度總停工工時,為OEE分析提供數據支持,從而有效降低了非計劃性停機次數。
MES制造執行系統中的數據收集模塊、生產跟蹤模塊、績效分析模塊,以及生產統計模塊構成了MES的生產績效管理系統。其主要功能是通過數據采集模塊將過程控制層中的生產和資源過程數據進行采集,然后傳遞給生產跟蹤模塊和績效分析模塊進行跟蹤、處理和分析,再將處理好的數據傳遞給生產統計模塊,最終整理成為生產績效統計信息反饋給業務計劃層。整個流程 基本實現了生產績效分析的可視化和智能化,為企業制定目標以及對現有生產情況評估提供了途徑。
所謂實時性是指系統能夠對生產過程當中所產生的情況在限定時間內做出反應,MES制造執行系統的實時性主要體現在以下兩點:
1)提高生產異常的響應能力,減少碎料和廢品;
目前,中小型制造型企業仍采用需人工干預的被動信息交互手段,缺乏主動性和實時性,導致生產組織響應慢而難以滿足制造過程信息化的需求,制約了企業的發展。MES制造執行系統通過條碼技術跟蹤產品從生產、庫存、銷售及售后服務過程,打通了產品從生產到銷售、售后服務的整個流程過程,達到物流、信息流、資金流的統一,并且,根據生產訂單的變化和現場的制造情況,對生產異常進行詳細分類,采集、管理、分析。其控制終端主要具備兩方面功能:一是實時自動接收、顯示作業計劃及指導書等信息,指導工人生產操作;二是通過終端外連的RFID設備、質量采集終端、生產設備和人工錄入接口,實時準確采集在制品物流、產品裝配質量、生產異常事件等信息。實現了生產過程的透明化、實時化管理,并且提高了離散生產車間對異常情況的快速響應能力。提高供應鏈的響應能力,減少上下游物料庫存;
滿足客戶需求是企業各個環節設計的目標所在,供應鏈自然不能例外。與工業時代不同的是,信息時代,供應鏈管理更強調快速和柔性響應。以客戶價值為導向,柔性、快速響應客戶需求的供應鏈管理思路應該成為企業戰略。這要求企業必須打造同步化供應鏈,整合包括客戶、經銷商、生產、采購、供貨商、運輸公司等環節,加強彼此間的溝通并縮短決策過程。對于制造企業而言,在既定或盡可能少的時間內進行產品制造并完成交付,是參與市場競爭的前提。然而現在大多企業在供應鏈環節處在亞健康狀態,高交期、高庫存、高成本的“三高病癥”頻頻發作。在端到端的供應鏈中,非增值活動浪費了企業大部分資源。普遍的問題在于,企業沒有導向明確的供應鏈戰略,或者沒有將戰略執行到構成供應鏈的各個環節中去。利用精益生產思想和MES制造執行系統,可持續改善高頻率的出貨和進貨物流配送,加速庫存周轉,減少上下游物料庫存。實施信息化生產執行和倉儲、運輸管理,使供應鏈價更透明。
所謂可追溯性是指追溯所考慮對象的歷史、應用情況或所處場所的能力。對于制造業而言,可追溯包括原材料和零部件的來源、產品的生產歷史、產品出廠后的分布及位置,生產數據以及產品質量等。MES制造執行系統的可溯性主要體現在以下兩點:
MES制造執行系統以生產批管理為手段,實現產品生產全過程的可追溯性。每個批號產品信息,由批生產記錄、批包裝記錄、批檢驗記錄組成,覆蓋了產品從原料采購、庫存、稱量、配料、按照所需工藝路徑生產,車間中轉,知道成品入庫整個制造周期,數據包括生產過程參數、溫度、濕度、稱量、質量檢驗、生產班組、設備狀態、異常報警等所有重要的信息都可以歸集和追溯。
與傳統人工采集數據方式相比較,MES制造執行系統數據采集方式具有實時性強、準確性高、完整性高的特點。MES系統可以在現場事件發生的同時立刻以電子數據的形式提供處理,在處理后進行綜合與集成,并保存在數據庫中。MES 各基礎子系統的實施,保證了生產數據的實時性和準確性傳遞;與企業信息管理系統的結合,實現了生產過程各種數據的集成管理;相關業務報表的自動生成,為各級管理者提供了直觀的生產綜合信息,為生產操作的宏觀監控和生產過程的精細化管理創造了條件。
MES制造執行系統作為連接上層計劃管理系統與下層控制系統的紐帶,是制造企業實施信息化不可或缺的工具。MES與其他信息系統協同工作,構成了制造業全面信息化應用的平臺,實施了真正的企業信息互通、數據共享和運作自動化。MES制造執行系統充分發揮了人機結合的整體優勢,使生產現場的信息收集、傳遞、處理和反饋做到準確、及時、高效,實現了生產過程的有序運作和資源優化,不斷降低生產成本、提高產品質量,最終實現企業生產制造信息化,大大提高企業生產制造執行管理的水平,從而推進企業MES制造執行系統精益生產的道路。