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全程为制造执行系统,从系统名称即可以看出,MES主要应用于“制造”流程

2020-06-29

MES系统(manufacturing execution system)全程为制造执行系统,从系统名称即可以看出,MES主要应用于“制造”流程。

笔者曾有幸在H公司工作过,当时H公司为了响应国家“智能制造2025”的号召,同时也为了提升自身企业竞争力而决定引入MES系统,而我也有幸成为此公司初代MES的设计者。

本文中,主要基于制造流程和工厂管理的介绍对MES系统的功能进行展开的解说。

一、什么是MES

MES-制造执行系统,在90年代由美国AMR公司提出,主要针对于生产制造过程中流程、资源的管理系统,目标是实现生产制造过程“黑匣子”的可视、可控,为智能生产提供支撑。

对于B端的管理系统的功能拆解,我个人喜欢基于系统的定位、应用场景及业务流程来进行功能的分析。因此下面的分享主要也是侧重于围绕流程进行展开。

二、制造流程简述

上文提到MES管理的是制造过程,可以说,从ERP计划指令下达工厂后到成品入仓完成都属于MES的系统范畴。而其中主要涉及到的核心流程包括了生产排程、生产资源准备、生产制造(其中包含了加工、测试、包装)、质检、入库。

这里需要特别注意的点和供应链的设计一样,不可忽视过程中逆向和异常处理流程在系统中的设计。在制造型企业中,会存在不同商品的前序制造流程相同而后续工艺不同(且为了减少企业备货压力,近年越来越多的企业会尽量后置差异工序)。

企业在备货过程中如果A款商品备货过多,会存在拆解A款重新组装成B款的需求。也存在生产完成后,发现部分部件不合格,导致商品需要批量拆解重新生产。

逆向流程包括上述场景中成品的拆解、生产退料等和正常生产流程“相逆”的流程。

而异常是指缺料、设备故障、测试异常等影响正常生产流程的情况,系统需要具备快速响应及处理异常的容错能力。


1. 生产计划/返工计划

生产计划来自于上游ERP销售(交付)计划的拆解。对于企业(EPR)级别的计划来说,仅需要输出企业整体在指定日期用户或内部期望的交付内容即可。

但实际的生产过程则需要细化到车间、产线、工位的维度,而这就是MES计划模块所需要实现的功能。基于交付计划,结合生产资源进行制造计划的拆解。

STEP1:明确交付计划

交付计划中应包含最终交付商品明细、要求交付日期及交付对象。

STEP2:计划拆解

交付商品BOM拆解,确认生产提前期。H公司生产的为电子设备,电子设备中的PCB板也均为内部生产,那么在成品排产时系统需要具备子级成品同步排程的功能。

但如果子级物料的生产是基于安全库存拉动触发生产而不是按单生产,那么在计划拆解时,则需要判断上游的物料库存是否会低于安全库存而不是每次都产生生产计划。

此外,因为涉及到原料,因此也存在触发采购计划的可能。


STEP3:生产能力确认

因生产工艺和设备的限制,通常企业内部对于不同产品会布局不同的生产线。

所以在生产计划排程前需要确认相关产线的生产能力,如产线A1每日可生产控制器100件,要求19日供货200件(为了简化说明,本次不涉及到在仓库存,此处的供货数量是指需要入库到仓库的数量),因此要求产线18号需要投入控制器的生产。


STEP4:输出计

根据拆解的物料结合各生产线(车间)的生产能力输出最终的排产计划。

工厂的生产计划往往是前置排程的,并且直接受上游ERP的订单操作(接单、订单取消)的影响,所以计划模块需要实现和ERP计划的联动,自动计划调节功能的实现成本很大,但至少需要在ERP计划变更时,产生预警及时提示计划人员进行计划调整。

同时需要监控已经创建的计划在下游的交付情况,对于异常交付的排产计划进行跟进和调整。


2. 生产资源安排

计划安排了之后下一步就是计划的执行。在确认计划后,生产开始之前,企业需要准备好生产所需的资源,其中包括:生产人员、设备、原材料、作业指导书。

生产人员企业要对每天产线的人员进行生产排班,根据人员技能矩阵及当天的生产计划安排合适的人员在岗进行生产。

设备

不同产品的生产需要使用不同的设备,或者是同一设备的不同程序/模式。此外,生产前需确保产线设备的状态必须是可用的。

原材料

生产前需要确保库内有足量的原材料(或其他产线有足够的半成品)能够在进入生产前送达产线,确保不因为缺料而停产。此处涉及到半成品的管控和送料/叫料模式的设计。

此外,计划阶段如发现原料短缺,还涉及到采购需求的生成。