MES 系統(tǒng)及制造流程分析

時間：2022-02-24

MES 系統(tǒng)(manufacturing execution system)全稱為制造執(zhí)行系統(tǒng)，從系統(tǒng)名稱即可以看出，MES 主要應用于 " 制造 " 流程。MES 系統(tǒng)是制造業(yè)提高自身競爭力*的 " 利器 "。

那么什么是 MES?MES就是針對于生產制造過程中流程、資源的管理系統(tǒng)，目標是實現(xiàn)生產制造過程 " 黑匣子 " 的可視、可控，為智能生產提供支撐。

上文提到 MES 管理的是制造過程，可以說，從 ERP 計劃指令下達工廠后到成品入倉完成都屬于 MES 的系統(tǒng)范疇。而其中主要涉及到的**流程包括了生產排程、生產資源準備、生產制造(其中包含了加工、測試、包裝)、質檢、入庫。

這里需要特別注意的點和供應鏈的設計一樣，不可忽視過程中逆向和異常處理流程在系統(tǒng)中的設計。在制造型企業(yè)中，會存在不同商品的前序制造流程相同而后續(xù)工藝不同(且為了減少企業(yè)備貨壓力，近年越來越多的企業(yè)會盡量后置差異工序)。

企業(yè)在備貨過程中如果 A 款商品備貨過多，會存在拆解 A 款重新組裝成 B 款的需求。也存在生產完成后，發(fā)現(xiàn)部分部件不合格，導致商品需要批量拆解重新生產。

逆向流程包括上述場景中成品的拆解、生產退料等和正常生產流程 " 相逆 " 的流程。

而異常是指缺料、設備故障、測試異常等影響正常生產流程的情況，系統(tǒng)需要具備快速響應及處理異常的容錯能力。

1. 生產計劃 / 返工計劃

生產計劃來自于上游 ERP 銷售(交付)計劃的拆解。對于企業(yè)(EPR)級別的計劃來說，僅需要輸出企業(yè)整體在*日期用戶或內部期望的交付內容即可。

但實際的生產過程則需要細化到車間、產線、工位的維度，而這就是 MES 計劃模塊所需要實現(xiàn)的功能。基于交付計劃，結合生產資源進行制造計劃的拆解。

STEP1：明確交付計劃

交付計劃中應包含較終交付商品明細、要求交付日期及交付對象。

STEP2：計劃拆解

交付商品 BOM 拆解，確認生產提前期。H 公司生產的為電子設備，電子設備中的 PCB 板也均為內部生產，那么在成品排產時系統(tǒng)需要具備子級成品同步排程的功能。

但如果子級物料的生產是基于安全庫存拉動觸發(fā)生產而不是按單生產，那么在計劃拆解時，則需要判斷上游的物料庫存是否會**安全庫存而不是每次都產生生產計劃。

此外，因為涉及到原料，因此也存在觸發(fā)采購計劃的可能。

STEP3：生產能力確認

因生產工藝和設備的限制，通常企業(yè)內部對于不同產品會布局不同的生產線。

所以在生產計劃排程前需要確認相關產線的生產能力。

STEP4：輸出計劃

根據(jù)拆解的物料結合各生產線(車間)的生產能力輸出較終的排產計劃。

工廠的生產計劃往往是前置排程的，并且直接受上游 ERP 的訂單操作(接單、訂單取消)的影響，所以計劃模塊需要實現(xiàn)和 ERP 計劃的聯(lián)動，自動計劃調節(jié)功能的實現(xiàn)成本很大，但至少需要在 ERP 計劃變更時，產生預警及時提示計劃人員進行計劃調整。

同時需要監(jiān)控已經創(chuàng)建的計劃在下游的交付情況，對于異常交付的排產計劃進行跟進和調整。

2. 生產資源安排

計劃安排了之后下一步就是計劃的執(zhí)行。在確認計劃后，生產開始之前，企業(yè)需要準備好生產所需的資源，其中包括：生產人員、設備、原材料、作業(yè)指導書。

生產人員企業(yè)要對每天產線的人員進行生產排班，根據(jù)人員技能矩陣及當天的生產計劃安排合適的人員在崗進行生產。

設備

不同產品的生產需要使用不同的設備，或者是同一設備的不同程序 / 模式。此外，生產前需確保產線設備的狀態(tài)必須是可用的。

原材料

生產前需要確保庫內有足量的原材料(或其他產線有足夠的半成品)能夠在進入生產前送達產線，確保不因為缺料而停產。此處涉及到半成品的管控和送料 / 叫料模式的設計。

此外，計劃階段如發(fā)現(xiàn)原料短缺，還涉及到采購需求的生成。

作業(yè)指導(WI)

產品生產制造的操作說明書。作業(yè)指導書通常在產品試產階段較加重要，因為在量產后通常員工本身就是經過培訓具備一定生產技能的。

3. 生產制造流程

生產制造流程是整個系統(tǒng)較為**的環(huán)節(jié)。涉及物料管理、生產訂單管理、**環(huán)節(jié)的節(jié)點上報(如測試結果)、過程質量抽檢、異常報警(Andon)、效率管控等。

物料管理

生產過程中，物料按照生產狀態(tài)可分為三種形態(tài)：原材料、半成品(WIP)、成品。而產線上的管理主要是針對于原材料和半成品，通常成品在生產完成裝箱下線后會由倉庫員工統(tǒng)一進行入庫。

產線上對原料的操作主要包含：主動叫料，收料(包含數(shù)量、品質的驗收)，消耗，退料，還有部分會涉及線邊盤點。

對于有追溯需求的物料，在使用過程中，需要在系統(tǒng)中記錄成品使用的精確物料編碼及物料批次的。此數(shù)據(jù)可用于長期質量追溯。

而對于半成品更多的則是中間在制品數(shù)量的管控，中間 WIP 過多一定程度上說明工位間分工的不均衡，會造成生產力的浪費。

訂單管理此處的訂單是指上游計劃模塊下發(fā)到具體產線需要產線進行生產交付的訂單。在這個階段中，產線可以對訂單執(zhí)行的操作主要包括：開始生產(投產)，異常申報，結束生產，訂單切換。

開始生產后，此訂單涉及的生產資源(人、設備、物料)的**信息都將進入系統(tǒng)的管控范圍。系統(tǒng)通過連接的設備(PDA、掃碼槍、測試設備等)采集生產過程中商品關聯(lián)的作業(yè)用戶、**物料、測試數(shù)據(jù)等，為后續(xù)系統(tǒng)報表及決策提供數(shù)據(jù)支撐。

因為產線的切換通常需要進行上一個商品的原材料清理、夾具設備切換調試等無效工時，因此如沒有特殊情況發(fā)生，產線都是按照既定的計劃完成當前訂單后再進入下一個訂單的生產。

但是如果臨時設備異?；蛉绷?，也有可能需要暫停當前訂單切換到下一個訂單，此時系統(tǒng)需要記錄中間數(shù)據(jù)，包括上一個訂單的完成量、過程中的半成品等，確保在下次開始生產時，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)和實物比對沒有物料損失。

異常管理(Andon)

Andon 管理(又叫安燈)，較初源自于日本豐田，指通過現(xiàn)場報警燈可視化生產現(xiàn)場的異常，主要是為了及時發(fā)現(xiàn)異常減少效率和品質損失。而隨著制造業(yè)的發(fā)展，安燈的形式也開始變得多樣化。

對于產線來說，異常包括很多種：如缺料、設備故障、產能不達標等，嚴格的說，只要造成實際與期望產出不一致的情況都可以稱為異常。除了人員主動發(fā)起異常提報外，企業(yè)也會通過自動收集數(shù)據(jù)(如安置傳感器)逐級上報異常。

效率管控

效率管控是為了準時完成成品需求的交付。

效率的提升也是各大制造企業(yè)追求的**指標之一，同樣的產品，較高的效率意味著較高的市場利潤和較強的競爭力，因此這也是 MES 比較重要的**指標之一。

首先我們簡單了解下效率的定義。

效率 = 目標時間內的實際產出 / 理論產出;理論產出 = 投入時間 / 產品工時。效率通常和工時平衡率、產線自動化程度、員工熟練度、產線布局等都存在一定關聯(lián)。因此效率的提升方式也是多維度的。MES 系統(tǒng)中對于效率的管控更多的是數(shù)據(jù)的采集和呈現(xiàn)，實現(xiàn)車間效率、產線效率、人員效率的橫縱向對比，以此達到長期良性循環(huán)的向上趨勢。

4. 質量管控

質量管控的系統(tǒng)范疇是貫穿在整個制造環(huán)節(jié)，甚至是在制造環(huán)節(jié)開始之前，在產品設計之初就已經需要進行質量管控點的設計了，比如 FEMA(失效模式和影響分析)。因此在 MES 中的質量模塊也是一樣，并不只是指對于成品的質量管控，更多的是過程管控，可以從事前、事中、事后三個維度進行分析。

事前預控

針對于產品特性和目標，提前定義生產的關鍵崗位、測試**指標、風險點;

原材料品質的質量管控;

操作人員培訓規(guī)范;

事中監(jiān)控

生產過程中品控標準的執(zhí)行;

員工操作規(guī)范性的把控及抽檢;

不良品攔截;

**指標趨勢監(jiān)控(六西格瑪);

事后管控

成品品質把控;

用戶質量反饋追溯和分析;

面對復雜而又多元的MES系統(tǒng)，天津邁訊科智能技術有限公司有著多次設計經驗，致力于提供高效優(yōu)質的系統(tǒng)，公司主要產品有制造系統(tǒng)系統(tǒng)(MES系統(tǒng))、全局生產效率(OEE)、生產及能源數(shù)據(jù)采集、安東系統(tǒng)(ANDON)、設備管理系統(tǒng)(DMS)。專業(yè)的水平和精誠的態(tài)度是天津邁訊科智能技術有限公司為您提供的強力**!

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