精益生产管理

来源：工业创新

导读：大部分企业已经在使用ERP系统，他们就会认为：我已经使用了ERP，为什么还需要MES（生产制造执行系统）？

1MES能为制造企业解决什么问题

制造执行系统 (manufacturing execution system，简称MES）；是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

1、MES能为制造企业解决什么问题？

要怎么解决这些鸿沟，答案就是MES！标准并模块化的MES是车间和高层ERP系统之间的协调信息系统，它提供了通常ERP系统所不能提供的生产车间信息的透明性；提供了连通上层管理系统（如ERP）与底层车间（操作终端与设备）的可靠数据界面等，MES能为制造企业解决什么问题：

① 出现用户产品投诉的时候，能否根据产品号码追溯这批产品的所有生产过程信息？能否立即查明它的：原料供应商、操作机台、操作人员、经过的工序、生产时间日期和关键的工艺参数？

② 同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否防止工人部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装？

③ 过去12小时之内生产线上出现最多的5种产品缺陷是什么？次品数量各是多少？

④ 目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？要分别供应给哪些供应商？何时能够及时交货？

⑤ 生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？影响设备生产潜能的最主要原因是：设备故障？调度失误？材料供应不及时？工人培训不够？还是工艺指标不合理？

⑥ 能否对产品的质量检测数据自动进行统计和分析，精确区分产品质量的随机波动与异常波动，将质量隐患消灭于萌芽之中？

⑦ 能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码？

通过减少负面的流程影响，并且持续地监视您的成果，完整的流程将会最大程度上被改善。这些将转换成为改善的利用率，功率和效率等等，减少生产成本，逐步提高产值效益，最后获得更高的利润！

2、MES系统为企业带来的具体效益

现代企业的目标是追求精益生产，也就是通过减少资源浪费以最小投入实现最大产出的生产理念以及以具有最优质量和最低成本的产品，对市场需求做出最迅速的响应的理念。MES是实施精益生产必须的环境条件。为了达到精益生产，MES必须实时监测、控制、统计、分析各个生产环节全部细节，这也是MES的主要功能。MES系统为企业带来的具体效益：

①确切掌握生产状况，提高交货准确度，理顺厂内配送物流，达成产、供、销配合；

②正确掌握在制品数量，及不良品追踪，降低在制品生产成本；

③以条码及RFID等手段追踪产品序号，收集完整资料及过程质量信息，提高产品售后服务水平及满意度；

④及时反应品质问题，追踪品质历史记录，提高产品品质；

⑤减少人工统计和手工报表，提高现场管理人员生产力；

⑥充分掌握工具、设备等使用状况，制造资源做有效运用等。

MES源自制造工厂经理们的底层管理需求，采用全新的理念设计，基于B/S结构可实现轻松部署，对基础数据依赖少，对企业初始管理水平要求低，系统操作简单、易行，支持用户行业化自定义，支持个性化的系统集成方案设计。MES倡导企业遵循精益生产模式，透过系统的数据分析达到精益化持续管理改善的目的，它帮助厂长经理们在键盘上即可轻松、科学地掌管生产动态。

2ERP需要MES系统功能的五个理由

在大多数制造企业中，生产价值链中的主要成本未能被详细并透明的反映出来。更重要的是，许多通常在ERP系统或者电子表单来维护的生产领域的目标数据全都是在假设或者过去的经验中估计出来的。

在车间的现场只有很有限的IT系统，并且这些系统通常以机械控制与自动化为导向；或者根本是没有IT系统，从而必须有额外的管理人员，花额外的时间，为了不必要的沟通、联络、接洽、电话咨询，产生了很多文件，时间耽搁，查找，增加了额外的成本。上层的管理（ERP系统，电子表单等等）与下层车间环境之间产生了鸿沟，因此产生了低效率与附加成本，从而降低整个公司的绩效。

1、我们的生产线经常出现如下问题：

①车间的反馈数据（设备运行时间、停滞时间、产能、废品原因、利用与生产效率、有效率等等）有多可靠？

②底层的车间数据反馈和高层的ERP系统的数据识别间的延滞到底有多少？

③哪些是真正的人工成本（工日、工时）需要提供给上层的ERP系统？

④尽管我们还没有全负荷运行，为什么我们仍会有这么多交货时间问题？

⑤为什么尽管我们满负荷生产并且有最好的营业额，但我们并没有预期中的收益？

……

2、ERP需要MES系统功能的五个理由

①ERP不是车间级产品

尽管ERP系统包含着生产执行的功能，但目前没有一个ERP系统可以实现每生产一件就更新一次的功能。车间生产系统和ERP系统对“实时”的解释不同：ERP是从典型的企业战略管理角度上解释，而MES系统则是生产过程的实时概念。生产系统需要作为一个满足客户，监管机构，供应商以及内部员工的不断变化的需求无缝的整体。这，显然更适合MES的概念。

②ERP上微小的变动会造成大影响

ERP级别上的策略和市场改变造成的影响几乎是生产级别上的变动的10倍。因此，应该专门制造一个生产系统，用于管理生产过程中产量和生产速度的变化。

③ERP所提供的信息和生产人员所需的信息不同

不同需求的员工不仅信息不同，而且所需信息呈现的方式也不同。传统的ERP项目的界面是为那些分析，决策者设计的。在生产部门中，由于变化更快，应该更快的呈现这种变化。生产过程中，通常不会去分析过时的静态数据，而是会去分析正在发生的信息以及趋势。不同职位的人，需要的信息种类不同，系统呈现的方式也就不同。

④供应链需要在战略或商业级以上的层次整合起来

如今，公司间的竞争已经不仅仅是两个公司之间的事了，而是两条供应链之间的事。这也意味着提高效率不仅要从战略或商业层面上进行改善，而是要从整个供应链改善。信息整合只能从车间级开始的各个层次开始整合起来。只有具备及时，准确的信息流。供应链才能高效的运转起来。

⑤ERP知道“为什么”， MES系统知道“怎么做”

前者用来策略制定，而后者则是操作层面上的东西。知道怎么做的人给知道为什么的人做事，知道为什么的人需要知道怎么做的人实现他们的想法。这是一种很重要的互相依存的关系。

3MES与ERP如何分工合作？

MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理，这种对状态变化的迅速响应使MES软件能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES系统还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。

从ERP和MES的分工进行比较。我们从管理范围、管理对象、管理内容、管理时效四个方面来看：

（1）管理范围：ERP是对整个企业或企业集团业务的管理，而MES的管理是针对车间或生产分厂的。即使是功能最完备的MES系统，对整个企业来说，也只是提供了一个比较狭窄的视角，缺乏管理层管理和决策所需要数据的宽度和深度。

（2）管理对象：ERP是对企业整个运营资源（人、财、物）的管理，强调物流、资金流的统一，也即所谓的“业务财务一体化”。MES的管理则更集中于生产现场资源，即设备、工艺、物料等。

（3）管理内容：ERP管理整个企业的内部价值链和供应链，即销售、采购、生产、库存、质量、财务、人力资源等，强调所有这些业务的整合，强调计划（销售计划、生产计划、采购计划等）的协调和控制；MES主要管理生产的执行，包括生产质量、生产作业调度、生产实绩反馈等。

（4）管理时效：ERP对计划和业务管理的时间区段比较宽，以年、季、月、旬或周、日为单位;由于对生产现场管控的需要，MES的管理更加细致，管到日、班、小时。在ERP系统产生的长期计划指导下，MES根据底层控制系统采集的生产实时数据，进行短期生产作业的计划调度、监控、资源配置和生产过程的优化等工作。

总结：实现MES与ERP的整合，关键在于业务流程的优化和整合以及对所涉及MES和ERP系统的具体分析以充分发挥各系统的长项。首先，信息系统都是为业务服务的，MES和ERP各自解决一部分业务问题，分别反映一部分业务流程，流程是MES与ERP整合的“粘合剂”，通过流程的整体优化划分出哪些流程在MES中处理、哪些流程在ERP中处理。不管MES还是ERP，都有自己的实现逻辑，在决定某功能的“归属”时，一定要保证该功能在所选系统中实现逻辑的完整性。

附录：

制造业有了ERP，为什么还需要MES？

　　中国制造业多年来采用的传统生产过程的特点是“由上而下”按计划生产。简单的说是从计划层到生产控制层：企业根据订单或市场等情况制定生产计划—生产计划到达生产现场—组织生产—产品派送。企业管理信息化的重点也大都放在计划层，以进行生产规划管理及一般事务处理。如ERP就是“位”于企业上层计划层，整合企业现有的生产资源，编制生产计划。

　　在下层的生产控制层，企业主要采用自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流搬运储存设备等解决具体生产（制程）的生产瓶颈，实现生产现场的自动化控制。

　　一个企业的良性运营是使“计划”与“生产”密切“配合”，在最短的时间内掌握生产现场的变化，是保证计划合理而快速修正的关键。为此，企业的计划层与生产控制层之间需要“直通车”，使计划与生产现场可以实时互动。

　　然而目前企业中从ERP中得出的生产计划与生产现场之间的信息传递，是依赖“手工作业”的，即人工将生产现场的信息输入到上层系统中。因此，在计划层和生产现场的过程控制层之间，存在一个信息流通上的断层。

　　市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新，开始越来越迫切地要求“消除断层”，即需要一种可以由下而上实时掌握生产现场状况的信息管理系统。

　　MES系统在工厂综合自动化系统中起着中间层的作用——在MRP II、ERP系统产生的长期计划的指导下，MES系统根据底层控制系统采集的与生产有关的实时数据，对短期生产作业的计划调度、监控、资源配置和生产过程进行优化。

　　携手上下层、优化数据流

　　从时间因素分析，在MES系统之上的计划系统考虑的问题域是中长期的生产计划（时间因子＝100倍），执行层系统MES系统处理的问题域是近期生产任务的协调安排问题（时间因子＝10倍），控制层系统则必须实时地接收生产指令，使设备正常加工运转（时间因子＝1倍）。它们相互关联、互为补充，实现企业的连续信息流。

　　作为一种计算机辅助生产管理系统，MES系统重要使命就是实现企业的连续信息流。它包含了许多功能模块。通过实践，MESA（MES国际联合会）归纳了十一个主要的MES系统功能模块，包括工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集等模块。

　　从层次角度分析，制造企业的控制结构可划分为工厂层（或公司层）、车间层、单元层和设备层。其中，单元层相当于一般企业的工段或班组。通常，ERP系统处于工厂层和车间层，有时会扩展到单元层。设备控制系统处于设备层，有时会扩展到单元层。而MES系统则总是处于车间层与单元层。因此，MES系统与ERP在车间层（有时包括单元层）在功能上会有部分重复，MES系统与设备控制系统在单元层有时也会有部分功能重叠。

　　与ERP优势互补

　　虽然ERP能够很好地解决生产计划问题，但是在车间这一层次的控制却往往不够完善。例如，ERP里面的车间控制模块计划功能一般很弱，主要是执行MRP计划。它把MRP计划变换为车间加工单和调度单，并按车间加工单和调度单执行，同时对计划执行情况进行反馈，并进行投入与产出控制。

　　ERP系统车间加工单和调度单的时间跨度（或计划期）常常比较长，通常为周。车间加工单和调度单中的设备资源，则是以工作中心为单位的，但对工作中心的定义往往没有严格规定，完全根据系统的实施要求和控制细度来确定的。通常，工作中心在ERP中被定义为一组设备资源，所有信息的反馈与成本的核算等都是以工作中心为单位进行的。

　　ERP通常采集主要工序现场信息的时候，基本靠手工录入，不仅效率低、易出错，而且输入的数据是基本上是前一个班或前一天的数据，信息滞后。

　　MES系统的优势

　　MES系统的计划调度功能与ERP车间层的功能有些类似，但MES的计划调度的功能比较强，制定的计划也比较详细。

　　MES系统一般按车间层和单元层分级制定作业计划，并对车间的每一台设备或操作人员分派任务。MES中的车间加工单与ERP的类似，MES中的调度单是对车间加工单在时间和空间范围内的进一步分解，通常会细化到计划期内每个单元每台设备每天（或每班）的生产任务。同时，以分派工单的形式把第二天或下一班的生产任务分派到每一个操作人员（或设备）上。

　　MES系统反馈的数据不仅包括每台设备、每个工序和每个操作人员的数据，还包括加工过程中的状态数据，而且由于采用自动化数据采集技术，使状态数据可实时采集。采集的数据经过层层汇总，最后可得到整个工厂的生产现场数据。

　　如果把MES系统与ERP集成起来，不仅能充分发挥它们各自的优势；同时，可使MES系统的生产计划更合理，使ERP系统的数据更及时有效，工作效率更高。MES与ERP间的集成数据与MES、ERP间的界面划分有关。一般而言，即可以由MES来承担所有车间层和单元层的功能，也可以由ERP承担车间层的功能，由MES来承担单元层的功能。但从系统的集成角度看，由MES来承担所有车间层和单元层的功能实施比较容易。

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