PCBA電子加工廠如何正確導入MES系統?
近幾年,隨著數字化、智能化等概念的興起,越來越多的企業接觸并認識到MES(制造執行系統)的重要性。許多電子公司試圖通過MES的導入,一步到位地實現企業從粗放式管理到精細化管理的轉型,幻想一夜間“鳥槍換炮”。殊不知,由于企業缺乏MES生存的基礎,MES的導入不僅無法達成預定目標,相反,由于MES項目需要部門協同、業務重組、全員參與,既影響了正常生產,又打擊了員工信心,到最后“人財兩空”,不了了之。

一、正確導入MES系統
1990年11月,美國先進制造研究中心AMR(Advanced Manufacturing Research)正式提出了MES(制造執行系統)概念。1997年,MESA提出MES的11個功能組件和集成模型(圖1),并在統計了眾多成功的MES項目后得出了實施MES能夠達成的平均效益。
二、借助MES實現企業能力提升
事實上,MES作為信息化的手段和工具,本身不具備提升企業能力的功能。真正能夠幫助企業實現能力提升的是,在MES導入的過程中,依據行業特點和自身優勢,改造并優化生產運營流程,打造與MES匹配的生產管理能力。
三 實施MES的基礎條件
——節拍式生產方式
通過對產線進行節拍化生產方式的改造,拉動企業的標準化作業、均衡化生產、準時化物料采購/配送、全面質量管理、異常管理、自動化。當企業能夠實現一定程度的節拍化生產,也就意味著企業具備了實施MES的基礎條件。在這個基礎之上,通過MES的導入,使用信息化手段替代原有的手工方式(任務下達,開工/報工,工時統計,質量檢驗,質量追溯),進一步實現信息的及時、準確、快速傳遞。同時借助計算機質量分析、異常分析、工時分析等快速統計分析展示功能,更容易發現現場問題,推動現場改善,通過PDCA循環,提高生產管理水平。
MES是隨著生產管理的不斷發展、創新逐步形成的。所以,MES的導入也不是一次性的,需要分模塊、分車間進行分步實施,以“不增加無價值的動作”為第一原則。
對于計劃管理模塊,圍繞排產,分手動排產、半自動排產、自動化排產三種形式。
計劃管理模塊
1、手動排程:系統主要負責計劃的審核、下發等信息傳遞任務,由計劃員按照實際情況下發計劃即可。
2、半自動排程:要求訂單交期相對穩定、排產算法相對固定、以及較高的良品率,在系統對指定訂單進行排產以后,計劃員可以對排產結果進行人工調整,以甘特圖的形式展示各任務在各工序的先后關系。
3、自動化排程(高級計劃排程): 主要針對數據邏輯復雜、約束繁瑣、大規模的生產模式(靠人工無法快速得出正確結果),需要明確區分各種約束條件,而各約束條件的參數值,則需要依靠扎實的管理基礎來提取、穩定、提高。
計劃執行模塊
1、關鍵件是否要防錯、重點工藝參數是否要提示、作業指導書是否要隨工單顯示等問題,需要結合實際作業進行設計、優化。
2、如果實際管理中沒有對該內容的需求,只是從通用性或者參考其他企業的應用案例進行設計,就會失去對作業本身的輔助作用,缺乏實用性。
對于異常管理模塊,系統一般提供異常的提報、處理、分析功能。實際應用中,要求企業首先要建立異常處理體制和考核要求,只有實際中的異常體制發揮了作用,導入系統后才能得到進一步的固化和提升,否則該模塊只會給工人增加負擔。
對于質量管理模塊,一般包括材料檢驗、在制品檢驗、產品檢驗,以及產品缺陷的錄入、處理功能,和檢測設備的自動集成。
MES范圍內的質量管理
MES在質量管理模塊能做到事中控制、事后檢驗。企業要想真正提高產品質量,還需要結合產品研發、生產工藝、制造過程多個維度,在質量策劃、事前預防上多下功夫。僅僅依靠信息系統,無法解決生產管理、生產運營問題。
對于設備管理模塊,一般包括設備的基礎檔案、點檢/維修計劃及執行、故障提報及處理功能。對于該模塊的導入,經常會忽略一個問題,即設備管理的目的。
設備管理的目的
1、設備管理的最終目的是要為生產計劃、生產執行服務。通過對設備的計劃管理,使排產結果更加準確;
2、通過對設備的點檢維修,使生產質量得到保障。在此基礎上,引入該模塊才具備必要性和實際價值。
總之,MES的需求源自實際的生產管理需求。只有企業首先具備了一定的管理基礎和需求基礎,引入MES才能發揮它的真正價值。
四、MES在企業生產管理轉型中的應用
通過精益管理打造企業的生產運營能力;通過自動化手段替代工人的重復性勞動,提高過程質量;在此基礎之上,借助信息化、數字化、智能化手段進一步挖掘企業潛能,提升企業競爭力。
與發達國家相比,當前我們很大一部分企業,生產管理還處于粗放式管理階段,缺少實施MES的基礎條件。但是由于市場壓力的增大,企業又不得不寄希望于MES的導入,加快提升企業競爭能力。面對這樣的困境,在MES導入的過程中,企業一把手應該把更多的精力放在“MES與基礎管理匹配”的問題上。識別影響企業發展的主要管理問題,在優化管理的同時導入相應的MES組件,加以固化和提升。隨著管理能力的提升,再次升級或調整MES功能,使之與提升后的管理運營能力匹配。依次循環往復,使管理能力與技術手段不斷優化提升。
企業內部存在的問題通常是錯綜復雜的,生產問題往往是企業問題鏈的最后一個環節。這也導致企業對MES的需求從原先的“單一車間”需求向“從銷售、研發到生產、交付的全價值鏈整體解決方案”需求的轉變。這一轉變,不僅要求MES廠商必須具備相應的企業管理知識、系統橫向集成能力,更要求企業管理者能正確認識自身存在的問題,分階段、分難易度,逐步解決企業問題,實現企業競爭力的全面提升。
最后,在MES實施過程中,一定要注意:根據企業自身的管理需求對MES功能進行裁剪、改造,圍繞現階段影響重大的問題展開。切忌盲目追求“大而全、多多益善”。
MES系統是一個以排產為核心的、功能上很完整的生產管理系統,它所需要的所有基礎數據都可以在MES系統內部生成和維護。但是,MES用戶一般要把MES系統與ERP系統同時使用,這兩個軟件在數據上和功能上的連通將會給用戶帶來最大的效益。本文將按照數據的傳遞方向“從ERP到MES”和“MES到ERP”分別介紹MES系統如何與其他軟件連接,才能讓用戶得到最大限度的收益。
從ERP傳到MES系統的數據
1、物料信息
在MES系統所有基礎數據中,物料信息,包含物料代碼、名稱、單位、成本等是非常重要而且維護工作量很大的基礎數據。這部分數據正常應該在MES系統中生成和進行維護,但是已經實施ERP的企業都會認為這些數據已經存于ERP系統中,不必再次錄入和維護。從ERP系統直接把物料數據導入到MES系統當然是一種方便可行的方法。但是MES對生產物料的管理非常細致,不同于庫存和BOM-MRP模塊對物料的要求。用戶會發現MES系統所需要的很多生產中間品是ERP系統中以前從來沒有出現過的,因此在MES系統中維護物料也是有必要的。而其中有些物料如辦公用品也是MES系統所不需要的。這要求MES系統有對ERP中物料進行篩選和假如新物料的功能。
MES系統對此的解決辦法是首先把所有ERP物料都引入到MES系統的一個標準物料表中,用戶還可以直接把所需的物料加入此表,再通過對這些物料進行選擇,把生產所需要的物料引入到另外一個最終的生產物料表中。除了初期的數據維護以外,用戶日常性的在ERP系統中對物料的增加、修改和刪除也需要同時反應到MES的生產物料中來,這個“同步”的過程需要ERP軟件進行必要的二次開發。
2、采購到貨信息
MES系統在進行排產計算的過程中需要提取物料的預計庫存數量,才能保證原材料的供應滿足生產需求。需要注意的是:這個預計庫存數量與ERP庫存模塊所提供的庫存數量有本質的區別。MES系統的目標是制定“未來”的計劃,所以它需要的是未來的、預計的庫存物料數量;而ERP庫存模塊所提供的是“以前”的和“當前”的物料數量。為了得到未來庫存數量,MES系統需要得到原材料的預計到貨數量和時間,這些信息本來需要在MES系統中進行手工錄入,但是如果用戶已經實施ERP的采購模塊,就可以從采購單信息中得到這些數據。
對此,MES已有讀取ERP采購單相關信息并導入MES系統的未來庫存的功能。這需要ERP軟件開放數據庫中與采購單相關的數據表。
3、銷售單信息
MES系統在做排產的時候首先需要“什么時間?生產什么?生產多少?”這樣的信息。這些信息一般都保存在ERP系統中的銷售訂單,或者是主生產計劃等模塊中。除了在MES系統中手工把這些信息重新錄入一遍以外,還可以直接把這些信息從ERP系統取過來,經過加工,就可以直接下達排產,得到具體的生產計劃。
綜上所述
MES從ERP中得到的數據主要是物料、采購、銷售等基礎數據。這些都是生產管理中最基礎數據。需要注意的是另外一些基礎數據,比如工序、工序時間、邏輯關系、生產資源等都是任何ERP中所沒有的,都必須在MES系統中重新生成,這是MES系統理論與方式的獨特性所決定的。對企業來說,對這些基礎數據的準備同時也是企業自身生產管理的規范與完善的過程。
從MES傳到ERP系統的數據
1、物料需求計劃
MES系統提供的物料需求計劃與傳統BOM-MRP方式提供的物料需求計劃有本質的不同。第一,它本身滿足生產能力限制、多種生產約束條件,和優化排產提高工作效率的要求。第二:它有詳細到分鐘的時間信息。這個數據提供給ERP可以極大提高采購和庫存模塊的管理水準。
采購模塊:MES的精確的物料需求計劃是采購工作的重要基礎,與采購模塊原有的采購提前期、供應商資料、價格管理聯系在一起,可以讓企業得到更加精確和優化的采購計劃。這個采購計劃將可以直接降低生產原料的庫存。
庫存模塊:MES的詳細物料需求計劃在ERP模塊中將可以直接生成庫存出入庫單據,單據上有品種、數量、時間、計劃號等詳細信息,極大降低庫存模塊的工作量,也提高了庫存的計劃精度,讓庫存管理更加科學和規范。
2、產成品產出計劃
MES系統的物料計劃同時生成需求和產出計劃。MES的產成品產出計劃的特點與需求計劃同樣滿足多種約束并且精確到分鐘,企業可以以此制定詳細和精確的銷售計劃,運輸計劃等,對提高這些模塊的水準意義重大。
另外,MES強大的生產決策支持功能,可以讓銷售人員在最短時間內得到在什么時間可以完成哪些生產,企業的生產能力是否可以接受某張訂單這樣的信息,把銷售工作與企業的生產能力直接聯系在一起。
3、成本計劃、成本分攤數據
MES系統根據生產作業計劃以及物料成本和單位時間的資源成本,自動生成生產成本計劃。MES系統還可以根據實際生產執行數據把成本分攤到每道工序,得到實際的發生成本。這些信息一起傳遞給財務模塊,可以完善財務的成本管理功能。
4、細作業計劃(工序計劃)與人事工資、設備管理、質量管理
由于MES產生詳細的作業計劃或者工序計劃,并因此產生生產資源的計劃,而每道工序包含很豐富的信息,可能與一定的人員、工資管理相聯系;也可能與設備、班組等資源相聯系;還可能與質量管理等相聯系。有了作業計劃,就可以完善ERP對這些模塊的管理。具體功能和方式還要與實際用戶的需求和ERP軟件聯系起來。
5、MES計劃與領導查詢
ERP模塊中包含的大量信息支持領導查詢系統對企業進銷存財務等多方位的查詢統計分析,但是缺少對生產管理的相關信息。MES系統可以給這個功能增加最關鍵的生產相關的查詢,包括如何、什么時間可以完成哪些生產?在什么時間、需要哪些、需要多少原材料?哪些資源是約束當前生產的關鍵和瓶頸資源?何時可以交貨?用戶的一張訂單是否可以接受?當前生產是否與計劃相符合,是否會發生異常?等等信息。以前ERP系統內無從談起的這些信息在幾分鐘之內都可以從MES系統中得到,并反應在ERP的相關模塊內。
綜上所述
MES系統只需要從ERP獲得比較簡單的基礎數據,但是提供給ERP很多很關鍵的信息。這些信息是原來一直缺少的,可以幫助ERP的采購、銷售、成本、設備、質量、領導查詢等很多模塊在功能上有很大的改進,直接提高ERP軟件的水準和檔次。
結語
目前的MES項目還是以企業定制化為主。MES應用是隨著企業生產管理水平的提高,不斷擴展、豐富的。即便是聲稱已經產品化的MES廠商,由于企業特殊的管理模式、生存環境的限制,在MES導入的過程中也要根據企業的生產水平、管理需求、使用習慣等進行大量的開發調整。
企業管理者即不要被既定的MES產品功能限制了對企業需求的挖掘,也不要試圖尋找一勞永逸(未來10年不變)的MES方案。只有符合企業管理能力的MES,才是最適合的、最好的。