在企业PLM框架内实施MES

作者：

欢迎访问e展厅 展厅 3 CIO信息化管理展厅 电子商务/企业门户, IT运维管理, 制造执行系统MES, 流程管理BPR/BPM, SOA/SaaS/云计算, ... 1. 前言 在日益扩大的国际化生产模式下，越来越多的制造企业采用PLM来增强它们的竞争力和改善营运效率。PLM不仅仅是一类软件的统称，更重要的是，PLM作为一种企业战略可用来搭建标准环境来管理和跟踪产品的全生命周期数据。PLM将产品研发、制造和服务部门紧密地结合起来，企业可以此为平台管理并完善有效的运作流程。在企业PLM框架内将不同的软件及流程集成起来是一个复杂的系统工程，我们必须考虑如何将产品周期不同阶段(包括设计、工艺、制造及维护等)的各类数据和信息进行有效地链结及重复利用。 企业成功实施PLM战略需要在时间和金钱上作巨大投入，这还包括企业对自身流程的深刻认识和理解。Sun Micosystems公司的Bill Gerould说：“PLM用户常问：如果我现在投资，最快什么时候才能回本？”为了配合企业对投资汇报率(ROI)孜孜不倦的追求，许多PLM供应商建议企业分块实施PLM，以期取得更快的投资回报。在这种趋势下，以PLM为框架实施MES能为企业带来巨大的经济效益。 2. MES是PLM的重要环节 2.1 MES的功能和重要性 制造执行系统(MES)是企业整个PLM (产品全生命周期管理) 战略的重要一环。在生产过程中，原材料、工人、设备、工艺、产品设计及企业最佳实践知识在最大程度上融合在一起，而MES管理着所有的车间级生产活动的实时记录和数据。换句话说，在PLM框架内，MES的主要功能是记录、存储及共享实时的用以描述产品加工过程的信息，例如工时和原材料的消耗，产品追踪及装配关系，加工过程偏差等等。只有通过MES，我们才能知道已生产出哪些产品，这些产品的生产过程，以及这些产品是否按照规格和计划生产出来，如有偏差，偏差有多大。正在实施六西格玛质量方案的企业，以此为途径，将能显著地降低产品及制造过程偏差。 正如UGS公司市场部主管Vynce Paradise先生指出的“全球企业正在意识到将产品设计，工艺规划与生产现场进行关联的重要性”。 Paradise先生举例说明“比如在制造航空发动机的过程中，PLM的前期阶段即产品设计和工艺规划已明确制订各制造步骤，并据此生成工作指导书下达到车间执行，车间操作人员必须严格依据工作指导书，将正确的零部件，按正确的配置，依照正确加工和装配次序，生产出正确的产品；同时，掌握生产现场状况对於企业来说是非常关键的，我们需要随时了解各订单的生产状况，包括零部件库存、在制品、人工及材料消耗等指标，并把这些数据存入PLM数据库，以提供给企业其它协同部门。” 照此推理，企业应当把MES作为获取实时生产信息的窗口，以及在产品全生命周期里扮演承前(设计、工艺)启后(服务、维护) 的角色，而在战略上强化对MES的投入。事实却恰恰相反，长期以来MES在企业信息化系统推广和应用中得不到应有的重视。现在，这一切正在改变，制造企业开始意识到ERP和SCM的效率提升已经接近极限，而正将目光聚焦在如何改善生产线效率，以及其所产生的收益上。 2.2 实时数据采集促进企业协同 尽管MES的实施技术和方法正在发生转变，当前MES仍着眼于从设备自动化的角度去提高生产效率并解决生产线上的瓶颈问题。这种策略往往忽视了建立实时生产记录的重要性-在运行设备上及操作过程中采集的实时数据，如果通过有效的管道提供给相关的设计及工艺部门，可以帮助企业判别真正的生产过程与产品、工艺方案间的偏差，以利於企业提高各类企业资源的利用率并促进产品的更新换代。 MES不仅可以用来采集实时生产数据，它还是实施企业协同的一个重要环节。ERP和SCM系统，在非实时模式下只能告诉你哪些生产活动应当发生，或哪些生产活动可能会发生，或哪些生产活动已经发生。反之，MES有能力通过归纳在多个生产场地采集的实时数据，及时告诉你哪些生产活动正在发生。这些数据对於车间一线人员的直接帮助是显而易见的，但是在企业管理层，如果没有合适的手段和工具用以分析数据并协助管理层作出及时的反应，实时数据的价值就要大打折扣了。这就是为什么要将MES定位为PLM要素的一个重要原因。因此，企业在从PLM角度去实施MES的时候，需要考虑在系统集成、变更管理及流程管理中如何充分利用MES采集的实时生产数据。 在集成的环境下，MES用户可通过网络浏览器访问源自PDM、ERP和SCM的数据。产品和工艺数据、零部件物理模型、工作指导书，以及相关的供应商信息既可作为车间生产的依据，还可作为支持生产现场管理的重要手段。通过将在PLM中定义的产品及规划数据与实时的生产数据(例如过程偏差，废品率及返工率)相对比，用户将能够及时调整加工过程，也能为后续的工艺过程优化埋下伏笔。企业不同部门，甚至不同机构(OEM/供应商)均应能访问此类数据，以发挥数据共享的最高效率。 2.3 信息过滤器-事件管理功能 从以上数据整合的层面上来看，企业MES系统的事件管理功能显得尤为必要。 MES可在实时模式下跟踪产品的生产过程并记录车间级各类状态信息，包括产出率、质量、工时及其它过程指标。这些实时采集的数据在数据库里被保存，累积和处理，并用来和预定义好的关键性能指标(KPI) 对比。MES的事件管理机制判断比较的结果，并依据预定义的规则，通过流程将过滤后的事件信息提请用户处理。 例如，MES可能检测到某加工过程的废品率异常，此废品率指标被用来与在PDM系统里eBOM所定义的废品率上限作比较，如果现场废品率超标，相关部门和人员将会收到讯息，被告知此异常状况，便於采取相应措施。MES的事件管理机制还能将突发事件及时通知供应链上游的零部件供应商，以便后者在生产线问题解决之前放慢供货速度。 2.4 运用流程管理事件应对策略 - BPM 企业MES另一个重要的组成部分是运营过程管理(BPM) 。从流程上来看，MES采集、处理实时生产数据，然后事件管理机制将有用的系统事件信息过滤出来，并转换成简洁易懂的表现形式提供给BPM，最后BPM指导相关的系统、部门和人员针对上述系统事件作出对策和反应。援引前述案例，产品加工过程中出现废品率异常会直接触发预定义的系统事件，并发布给相关的部门和人员，后者被提请采取一系列措施以降低废品率：研发部门需修改产品设计模型， eBOM和mBOM随之被修改以反映最新的产品设计方案，相应地，企业的供应商和合作伙伴也需要调整它们的工艺规划和生产方案以适应供应链需求的变化。通过BPM来协调和管理所有这些企业活动，不仅能促进供应链效率的整体提升，而且为企业生产现场管理提供了追溯根据及历史记录。以六西格玛目标和法规遵循为导向的企业可以根据生产历史记录回答“做了什么？” 和“为什么这样做？”的问题。 3. 结论 在生产过程中，原材料、工人、设备、工艺、产品设计及企业最佳实践知识在最大程度上融合在一起，源自产品周期不同阶段(包括设计、工艺、制造及维护等)的各类数据和信息在此阶段得到有效的链结及重复利用。发挥MES的实时数据采集和事件管理功能，可以帮助企业设计及工艺部门了解产品是否按照规格和计划生产出来，以及针对生产过程中的异常情况作出即时反应。综上所述，制造执行系统(MES)是企业整个PLM (产品全生命周期管理) 战略的重要一环，以PLM为框架实施MES能为企业带来巨大的经济效益。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/1/2006)