制造执行系统,制造强国必由之路.doc

进入二十一世纪以来，我国制造业规模的发展迅速，近几年制造业产值约占国民经济总值的四成，位居世界第四位，成为世界瞩目的制造大国。但我过的制造业水平却与规模差异很大，无论从产品技术、加工工艺还是制造管理，与美国、日本相比都相去甚远，中国还远远称不上是一个世界制造强国。 我国制造业的现实主要是靠劳动力与资源、靠比较优势在低端维持规模扩张，而还没有做到靠知识与技术、靠竞争优势与国外先进制造企业抗争。 现代制造过程需要全面的信息技术为企业提供快速的信息渠道，使企业在生产中获得敏捷的反应能力。随着MRP、ERP等工具和管理理念在我国的逐步推广和深入，以及先进的数字化生产设备的引入，我国制造业企业的信息化意识逐渐加强，但由于ERP主要提供计划效应，并不能有效地对作业现场现场进行控制和管理，计划得不到有力的执行，在计划管理、设备控制之间出现断层。于是，MES的需求逐渐凸显出来。 制造执行系统（MES，Manufacturing Execution Systems）的概念在上世纪80年代就已经出现了，90年代初，AMR组织提出了完整的MES模型。二十多年来，MES系统在北美、西欧和日本的企业已经得到广泛的使用，配合精益生产、丰田管理模式等思想，在提升企业制造水平、生产效率等方面发挥了巨大作用。 MES在国外的发展简述 1980年代初期出现的MES，是在与日本制造企业竞争中产生的。上世纪中期，日本制造是便宜和仿制的代名词。而丰田（TOYOTA）、索尼（SONY）、本田（HONDA）等公司实行的全面质量管理（TQM，Total Quality Management）、准时制生产（JIT，Just in Time）和柔性制造技术（Flexible Manufacturing Techniques），在降低库存、缩短周期、削减成本方面取得显著成果，使其产品质量和货物交付达到几乎完美的程度。 西方的制造业被迫快速适应这种变化，以获得企业的生存机会。但工会化和劳动政策迫使西方的制造商们把推进工厂的自动化摆到首要位置。在过去的20年中促使制造业的速度翻了一番，取得了巨大收益。 通过自动化改善制造业的速度的同时，减少了监督、检查生产作业过程需要的员工人数，但是这就在企业级管理系统和车间级设备控制层之间形成信息断层，不能进行有效沟通。传统的MES系统就是用于消除这个影响自动化收益的鸿沟。MES系统连接工厂和仓库的PLC和物流作业设备，使得主管人员获得即时的可见性，以管理和控制事件；同时，MES系统从企业级管理系统接收工单（Work Order），任务得到执行后，反馈详细事务处理。为改善决策速度和准确性，提高管理生产力，保持运作的持续顺畅，MES系统提供了一个工具，进行详细的进度安排，管理劳动力、资源分配、任务分派、作业调度、过程管理、质量控制、维护、记录保存和绩效管理，形成了联系宏观管理与微观事务的纽带。 中国发展MES应用的必要性 中国制造业在规模扩张期的优势已渐渐失去。 改革开放之初，中国的制造业似乎有取之不尽的廉价劳动力资源、土地资源和原材料资源。这使得在我国生产的产品具备较低的成本，在国际上具备强大的竞争优势。但是，随着制造规模的扩张和国民经济的发展，以下问题摆在了我们的面前： 劳动力成本上升。由于多种原因，城市、制造业密集区的劳动力市场开始紧张，在中国内地和沿海地区，新工厂不断涌现，超过工人成长的速度，最近几年甚至各地普遍出现劳工荒的现象。由于日益严重的人员短缺，及工人的自我维权意识增强，再加上农村生活状况的改善造成的从农村向城市流动的季节工人减少等原因，我国产业工人的工资呈上涨趋势，虽然按照西方标准虽然仍然很低，但工资的上涨直接增加了生产成本。人民生活水平的提高是社会发展的必然，因此，人工成本的增加是制造业企业不可逆转的。 土地和税收成本增加。大家都记得开放初期，很多地方政府为了招商引资、迅速发展经济，在土地资源、税收等方面为企业提供了大量的扶持和优惠政策。但是，土地是国家的土地，不可能长期优惠甚至无偿使用；税收是社会正常运转的保障，也必将会逐渐回归正常水平。因此这部分的成本增加也是企业不可逆转的。 价格竞争不断升级、资源逐渐缺少。国外资本和民营资本投资快速设立新工厂，加剧了国内企业的产品和原材料的价格竞争。制造商们无法按照原材料和劳动力成本的上升速度来增加价格。 MES对制造业企业的作用 现代MES融入了精益生产、JIT、TQM、6等管理思想，其最终目的是降低制造成本、提高产品质量、增强企业竞争力。 MES提供生产计划的执行力，保证生产计划如期完成。如同其他经营活动一样，企业的生产制造过程也存在计划与落实两个层面。正确、科学的计划是保证任务完成的基础，但只有计划是远远不够的，计划若不能得到落实，就是空谈。MES从执行的角度，担负起将计划落到实处的职能，从详细排产、资源调度、质量管理、过程管控等多方面着手，保证计划的实施。 在很多企业，主生产计划（MPS）是粗计划，特别是生产批量较大的企业，有时一个主生产计划的周期达数天甚至数周之久。例如一些通用件的制造企业，往往按大批量计划备货的形式制订生产计划，这样，如何根据设备、人员、物料、模具等生产资源的具体使用情况进行生产计划的分解，就成为主生产计划执行的首要任务，MES的计划与排产功能起到的就是这个作用。 目前，制造业企业的生产模式越来越多的转向MTO（按订单生产）模式，在这种生产模式下，小批量、多品种的产品在同一条线上连续生产，每个订单的工艺都不同，在频繁切换产品的情况下，工人极易发生工艺错误的现象，造成返工多、不良率高，生产效率低下。MES根据每个订单的工艺要求，参照相同工艺连续生产的原则进行排产，并通过生产详细数据的采集与分析，判断每一步加工操作的正确性，最大程度地避免了工艺错误的发生，能使企业的生产效率提高30%以上。 缺陷产品招回制度正在推广到越来越多的行业，如何准确地定位存在缺陷的产品，降低招回成本，成为这些企业需要解决的重要问题。MES在生产过程中对具体的生产数据进行详细的记录，形成可追溯的产品制造过程数据库，给缺陷产品的准确定位提供了有力的数据支持。 企业的生产工艺改进是一个长期持续不断的过程，MES在生产过程中进行详细的信息记录，通过科学的分析，找出影响生产效率的关键问题，指导管理人员逐步解决和改进。某大型国有企业在实施MES前，竟然没有人能统计出在制品的数量，在制品数量一直是一个模糊的数字，仅凭工人的估计，给计划、调度等工作带来不准确因素，同时，也经常造成在制品的丢失、意外损毁等现象。 MES是制造业企业发展的必需 MES作为联接顶层计划管理系统与底层控制系统的纽带，是制造业企业不可或缺的管理工具。MES与ERP、SCM、SCADA、DCS等系统的协同工作，构成了制造业企业全面的信息化应用，实现了真正的企业信息互通、数据共享和企业运作自