目前國內(nèi)在各行業(yè)中已經(jīng)掀起一陣MES系統(tǒng)應(yīng)用潮流,企業(yè)既要抓住這個(gè)發(fā)展機(jī)會(huì),又要充分考慮到企業(yè)自身的具體情況以謀求最合適企業(yè)現(xiàn)狀的信息化解決方案。
企業(yè)的生產(chǎn)方式,主要可以分為按定單生產(chǎn)、按庫存生產(chǎn)或上述兩者的組合。從生產(chǎn)類型上考慮,則可以分為批量生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)。從產(chǎn)品類型和生產(chǎn)工藝組織方式上,企業(yè)的行業(yè)類型可分為流程生產(chǎn)行業(yè)和離散制造行業(yè)。
典型的流程生產(chǎn)行業(yè)有醫(yī)藥、石油化工、電力、鋼鐵制造、能源、水泥等領(lǐng)域。這些企業(yè),主要采用按庫存、批量、連續(xù)的生產(chǎn)方式。典型的離散制造行業(yè)主要包 括 機(jī)械制造、電子電器、航空制造、汽車制造等行業(yè)。這些企業(yè),則既有按定單生產(chǎn),也有按庫存生產(chǎn);既有批量生產(chǎn),也有單件小批生產(chǎn)。
MES系統(tǒng)從功能模型、信息模型以及相關(guān)技術(shù)上覆蓋了流程生產(chǎn)行業(yè)和離散制造行業(yè)。但是,在工藝流程和生產(chǎn)組織方式方面,流程生產(chǎn)行業(yè)和離散制造行業(yè)存在較大的差別。
1、需求差異方面
流程生產(chǎn)行業(yè),主要是通過對(duì)原材料進(jìn)行混合、分離、粉碎、加熱等物理或化學(xué)方法,使原材料增值。通常,他們以批量或連續(xù)的方式進(jìn)行生產(chǎn)。離散工業(yè)主要是通過對(duì)原材料物理形狀的改變、組裝,成為產(chǎn)品,使其增值。在MES需求、應(yīng)用環(huán)境等諸多方面,兩者都有較大的差異。
2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面
流程生產(chǎn)行業(yè)MES中,一般采用配方的概念來描述這種動(dòng)態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系。其次,在流程生產(chǎn)行業(yè)每個(gè)工藝過程中,伴隨產(chǎn)出的不只是產(chǎn)品或中間產(chǎn)品, 還可能細(xì)分為主產(chǎn)品、副產(chǎn)品、協(xié)產(chǎn)品、回流物和廢物。MES在描述這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配方的時(shí)候,還應(yīng)具有批量、有效期等方 面的要求。
離散制造企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),可以用“樹”的概念進(jìn)行描述——其最終產(chǎn)品一定是由固定個(gè)數(shù)的零件或部件組成,這些關(guān)系非常明確并且固定。流程企業(yè)的產(chǎn) 品 結(jié) 構(gòu),則有較大的不同,它們往往不是很固定—上級(jí)物料和下級(jí)物料之間的數(shù)量關(guān)系,可能隨溫度、壓力、濕度、季節(jié)、人員技術(shù)水平、工藝條件不同而不同。
3、工藝流程方面
流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)的特點(diǎn)是品種固定,批量大,生產(chǎn)設(shè)備投資高,而且按照產(chǎn)品進(jìn)行布置。通常,流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)設(shè)備是專用的,很難改作其他用途。MES系統(tǒng)規(guī)劃的時(shí)候,要考慮到不同行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備布置的特點(diǎn),做好配置。離散制造業(yè),其特點(diǎn)是多品種和小批量。因此,生產(chǎn)設(shè)備的布置不是按產(chǎn)品而是按照工藝進(jìn)行布置 的。
例如,離散制造業(yè)往往要按車、磨、刨、銑等 工藝 過程來安排機(jī)床的位置。因?yàn)槊總€(gè)產(chǎn)品的工藝過程都可能不一樣,而且可以進(jìn)行同一種加工工藝的機(jī)床有 多臺(tái)。因此,離散制造業(yè)需要對(duì)所加工的物料進(jìn)行調(diào) 度。 并且中間品需要進(jìn)行搬運(yùn)。
4、自動(dòng)化水平方面
流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè),則大多采用大規(guī)模生產(chǎn)方式,生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟,廣泛采用PCS(過程控制系統(tǒng)),控制生產(chǎn)工藝條件的自動(dòng)化設(shè)備比較成熟。因此,流 程 生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程多數(shù)是自動(dòng)化的,生產(chǎn)車間的人員主要是管理、監(jiān)視和設(shè)備檢修。
離散制造業(yè)企業(yè)由于是離散加工,產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率很大程度依賴于工人的技術(shù)水平。離散制造業(yè)企業(yè)自動(dòng)化主要在單元級(jí),例如數(shù)控機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)。因此,離散制造業(yè)企業(yè)一般是人員密集型企業(yè),自動(dòng)化水平相對(duì)較低。
5、生產(chǎn)計(jì)劃管理方面
流程企業(yè)主要是大批量生產(chǎn)。只有滿負(fù)荷生產(chǎn),企業(yè)才能將成本降下來,在市場上具有競爭力。因此,在流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃中,年度計(jì)劃更具有重要性, 它決定了企業(yè)的物料需求。離散企業(yè)主要從事單件、小批量生產(chǎn)的離散制造業(yè)企業(yè),由于產(chǎn)品的工藝過程經(jīng)常變更,它們需要具有良好的計(jì)劃能力。
對(duì)于按訂單組織生產(chǎn)的企業(yè),由于很難預(yù)測訂單在什么時(shí)候到來。因此,對(duì)采購和生產(chǎn)車間的計(jì)劃就需要很好的生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng),特別需要計(jì)算機(jī)來參與計(jì)劃系統(tǒng)的工作。只要應(yīng)用得當(dāng),在生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)方面投資 所產(chǎn)生的效益在離散制造業(yè)可以相當(dāng)高。
6、生產(chǎn)計(jì)劃方式方面
流程企業(yè)根據(jù)市場的需求進(jìn)行生產(chǎn)的觀念已經(jīng)逐步加深。但一般情況下,特別是對(duì)市場需求量大的產(chǎn)品,是“以產(chǎn)促銷”——通過大批量生產(chǎn),降低成本,提高競爭力。因此,作為流程企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的依據(jù),主要是市場預(yù)測。
離散企業(yè)一方面可以根據(jù)定單進(jìn)行生產(chǎn),另一方面也可以根據(jù)市場預(yù)測作為生產(chǎn)計(jì)劃制訂的依據(jù)。離散企業(yè)的MRPII/ERP系統(tǒng)向MES下達(dá)作業(yè)計(jì)劃指令主要以“工作令”(Job Order或Work Order)的方式,而流程企業(yè)的作業(yè)計(jì)劃下達(dá)主要以指令計(jì)劃形式方式。
7、成本核算方式方面
流程企業(yè)的成本核算方式一般采用平行結(jié)轉(zhuǎn)法,在其成本組成中,生產(chǎn)成本中占比例最大的是原材料。通常,原材料占產(chǎn)品成本的70%~80%,人工成本所占比例較小,約占2%~5%,其他為分?jǐn)偝杀尽?/span>
離散企業(yè)的計(jì)算產(chǎn)品成本是按照產(chǎn)品BOM所描述的加工裝配過程,從低層向高層逐層累積得出的。這種按照成本發(fā) 生的實(shí)際過程計(jì)算成本 的方法稱為逐層累積法,或稱成本滾加計(jì)算法(cost roll-up),它反映了產(chǎn)品增值的實(shí)際過程。
8、設(shè)備管理方面
流程生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品比較固定,而且一旦生產(chǎn)就有可能是十幾年不變;機(jī)械制造等行業(yè)的產(chǎn)品,壽命相對(duì)要小得多。體現(xiàn)在設(shè)備上,流程企業(yè)的設(shè)備是一條 固定的生產(chǎn)線,設(shè)備投資比較大、工藝流程固定。其生產(chǎn)能力有一定的限制,生產(chǎn)線上的設(shè)備維護(hù)特別重要,不能發(fā)生故障。離散加工業(yè)則不是這樣,可以單臺(tái)設(shè)備停下來檢修,并不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)。
離散行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備的布置,不是按產(chǎn)品而是按照工藝進(jìn)行布置的??梢赃M(jìn)行同一種加工工藝的機(jī)床一般有多臺(tái)。 單臺(tái)設(shè)備的故障不會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的工藝過程產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,一般需要重點(diǎn)管理關(guān)鍵、瓶頸設(shè)備。
在流程生產(chǎn)行業(yè)的流水線生產(chǎn)中,生產(chǎn)線上的設(shè)備維護(hù)特別重要,每臺(tái)設(shè)備都是關(guān)鍵設(shè)備,不能發(fā)生故障,一臺(tái)設(shè)備的故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工藝流程的終止。
9、生產(chǎn)工藝過程方面
流程生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)工藝過程中,會(huì)產(chǎn)生各種協(xié)產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢品、回流物等,對(duì)物資的管理需要有嚴(yán)格的批號(hào)。例如,制藥業(yè)中的藥品生產(chǎn)過程要求有十分嚴(yán)格的批號(hào)記錄和跟蹤,從原材料、供應(yīng)商、中間品以及銷售給用戶的產(chǎn)品,都需要記錄。
一旦出現(xiàn)問題,企業(yè)要可以通過批號(hào)反查出是誰的原料、哪個(gè)部門、何時(shí)生產(chǎn)的,直到查出問題所在。離散制造業(yè)一般對(duì)這種要求并不十分強(qiáng)調(diào),雖然現(xiàn)在很多離散制造業(yè)企業(yè)也在逐漸完善批號(hào)跟蹤管理。
10、作業(yè)計(jì)劃調(diào)度方面
流程企業(yè)的產(chǎn)品,是以流水生產(chǎn)線方式組織、連續(xù)的生產(chǎn)方式,只存在連續(xù)的工藝流程,不存在與離散企業(yè)對(duì)應(yīng)的嚴(yán)格的工藝路線。因此,在作業(yè)計(jì)劃調(diào)度方面,不需要也無法精確到工序級(jí)別,而是以整個(gè)流水生產(chǎn)線為單元進(jìn)行調(diào)度。從作業(yè)計(jì)劃的作用和實(shí)現(xiàn)上,比離散企業(yè)相對(duì)簡單。
離散企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃 調(diào)度,需要根據(jù)優(yōu)先級(jí)、工作中心能力、設(shè)備能力、均衡生產(chǎn)等方面對(duì)工序級(jí)、設(shè)備級(jí)的作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)度。這種調(diào)度,是基于有限能力的 調(diào)度并通過考慮生產(chǎn)中的交錯(cuò)、重疊和并行操作來準(zhǔn)確地計(jì)算工序的開工時(shí)間、完工時(shí)間、準(zhǔn)備時(shí)間、排隊(duì)時(shí)間以及移動(dòng)時(shí)間。通過良好的作業(yè)順序,可以明顯地提高生產(chǎn)效率。
11、數(shù)據(jù)采集方面
MES的數(shù)據(jù)采集功能,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)的收集、整理工作,是進(jìn)行物料跟蹤、生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品歷史記錄維護(hù)以及其它生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)。流程生產(chǎn)行業(yè)的自動(dòng) 化程度較高,設(shè)備控制級(jí)大量采用DCS、PLC。在檢測驅(qū)動(dòng)方面,各種智能儀表、數(shù)字傳感器已普遍應(yīng)用;過程控制則廣泛采用以、小型機(jī)為主的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的“計(jì)、電、儀”分工界限已不再明顯,計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域。這些自動(dòng)化設(shè)備,能自動(dòng)準(zhǔn)確記錄各種生產(chǎn)現(xiàn)場信息。對(duì)于MES而言,重點(diǎn)在于系統(tǒng)構(gòu)建的時(shí)候與這些自動(dòng)化設(shè)備做好數(shù)據(jù)接口。離散企業(yè)的數(shù)據(jù)采集,以手工上報(bào)為主,并可以結(jié)合條形碼采集等半自動(dòng)信息采集技術(shù)進(jìn)行工時(shí)、設(shè)備、物料、質(zhì)量等信息的采集。這種數(shù)據(jù)采集方式,時(shí)間間隔較大,容易受到人為因素的影響,要特別注意保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
12、作業(yè)指令的下達(dá)方面
流程生產(chǎn)行業(yè)的MES中,不僅要下達(dá)作業(yè)指令以及PDI(Panel Data Interface,面板數(shù)據(jù)接口)數(shù)據(jù),而且要將作業(yè)指令轉(zhuǎn)化為各個(gè)機(jī)組及設(shè)備的操作指令和各種基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備的控制參數(shù)(例如PID控制參數(shù)——Proportional Integral Derivative, 比例積分微分控制),并下達(dá)給相應(yīng)的PCS系統(tǒng)(Production Control System,生產(chǎn)控制系統(tǒng))。
在離散行業(yè)的ME中,將作業(yè)計(jì)劃調(diào)度結(jié)果下達(dá)給操作人員的方式一般采用派工單、施工單等書面方式進(jìn)行通知,或采用電子看板方式讓操作人員及時(shí)掌握相關(guān)工序的生產(chǎn)任務(wù)。作業(yè)計(jì)劃的內(nèi)容,包括該工序的開工、完工時(shí)間、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等方面。
13、反沖處理方面
流程生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)完工上報(bào),廣泛采用反沖處理。一般在工藝流程的最后設(shè)置完工上報(bào)點(diǎn),而對(duì)前面工序流程實(shí)行反沖處理,如人工工時(shí)反沖、設(shè)備工時(shí)反沖、物 料反沖,從而對(duì)在制品和成本進(jìn)行跟蹤。
離散制造中的完工上報(bào),一般對(duì)每道工序都要進(jìn)行上報(bào),或在關(guān)鍵工序設(shè)置反沖點(diǎn),對(duì)前面工序進(jìn)行反沖處理。MES系統(tǒng)在配置相應(yīng)模塊的時(shí)候,要注意這些差異,以符合企業(yè)的需求。
14、庫房物料管理方面
流程生產(chǎn)行業(yè)中,對(duì)連續(xù)生產(chǎn)方式,一般不設(shè)中間半成品庫房,配方原料的庫位一般設(shè)置在工序旁邊。配方領(lǐng)料不是根據(jù)工序分別領(lǐng)料,而是根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃一次領(lǐng)料放在工序庫位中。離散行業(yè)中,一般對(duì)半成品庫也設(shè)有相應(yīng)的庫房,各工序根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃以及配套清單分別進(jìn)行領(lǐng)料。
15、質(zhì)量管理方面
無論離散行業(yè)還是流程生產(chǎn)行業(yè)的質(zhì)量檢驗(yàn)和管理都相當(dāng)重要,但在MES中對(duì)質(zhì)量檢驗(yàn)和管理的方式有所區(qū)別。流程生產(chǎn)行業(yè)中,一般采用對(duì)生產(chǎn)批號(hào)產(chǎn)品進(jìn)行各 工序上的抽樣檢驗(yàn)。離散行業(yè)中,對(duì)單件小批生產(chǎn),一般需要檢驗(yàn)每個(gè)零件、每道工序的加工質(zhì)量;對(duì)批量生產(chǎn),一般采用首檢、抽檢、SPC分析相結(jié)合。
總之,每個(gè)行業(yè)的不同生產(chǎn)方式和生產(chǎn)類型中(例如離散行業(yè)的單件小批或大批大量生產(chǎn),在醫(yī)藥、化工、鋼鐵等不同流程生產(chǎn)行業(yè)),MES的應(yīng)用還存在一些差別,仍然需要根據(jù)各自特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析,在MES系統(tǒng)具體實(shí)施上,要根據(jù)行業(yè)特征區(qū)別對(duì)待。
廣州速威智能致力于提供工業(yè)4.0(“互聯(lián)網(wǎng)+”智能工廠和“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧物流)整體解決方案,為國內(nèi)外上千家知名制造企業(yè)和高校提供整體解決方案,在業(yè)界享有高度贊譽(yù),是國內(nèi)工業(yè)4.0(智能工廠與智慧物流)解決方案的領(lǐng)軍企業(yè)。廣州速威MES 系統(tǒng),它將實(shí)時(shí)的信息和其他信息系統(tǒng)(如生產(chǎn)流程規(guī)劃系統(tǒng)等)結(jié)合,使得企業(yè)、工廠或流程控制系統(tǒng)之間的鴻溝得以連結(jié)起來。在汽車零件、空調(diào)組裝、制藥行業(yè)及電子零組件等高科技產(chǎn)業(yè)中,由于制造現(xiàn)場流程復(fù)雜,分批、并批、跳批、外包、插單、抽單等異常生產(chǎn)狀況極為頻繁,使得傳統(tǒng)上以財(cái)務(wù)、會(huì)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)之 ERP 系統(tǒng)中之制造相關(guān)模塊難以勝任,于是從工廠營運(yùn)層考量的專用型制造執(zhí)行系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。企業(yè)使用 MES 后可以降低生產(chǎn)周期時(shí)間、減少在制品(WIP)、增強(qiáng)準(zhǔn)時(shí)交貨能力、改善產(chǎn)品質(zhì)量,進(jìn)而降低生產(chǎn)成本、增加總生產(chǎn)盈余,是高科技及高度競爭產(chǎn)業(yè)的生存利器。