摘要：目前在光缆制造行业中，大部分的报表和日常管理业务没有实现系统化计算机化，明显滞后于现代企业信息化飞速的发展进程。因此，依托企业已有的OA和ERP系统，实施上线崭新的MES（生产执行制造系统）是必要和非常急迫的。在实施上线后的对比分析结果表明，不单提高了生产效率，节约了生产成本，更加提高了产品的良品率，无形中提高了企业在市场中的竞争力。
关键词：MES 系统；生产管理；数据支持；效益分析
一、企业信息化现状
到目前为止，公司生产环节，以及日常管理业务没有完全实现系统化信息化。主要表现在：
OA系统在生产环节的表现只是把以前手工业务用计算机来模拟实现，无法实现管理上台阶、提高管理水平的目标。
ERP系统重点在于物料管理计划和财务成本核算，在生产环节的表现只是下达生产任务，根据生产任务进行配纤动作，自动生成各道工序的生产工单，只能通过人工分配工单到各个机台，对于生产执行过程不能在系统中反应，从而形成了这方面信息的缺乏。
生产计划排班的制定不科学合理。由于受管理手段的制约，各类信息不能及时有效地传送到生产部，因此在制定计划时缺少足够的信息支持，对计划的优化缺乏研究，在线控制和快速反应能力较弱。
生产成本有很大的压缩余地。制造企业实行的是事后核算型的成本管理模式，不利于企业对成本进行管理和控制。
质量数据采集自动化程度不高。由于缺乏先进的手段，对生产过程中的质量数据没有及时的采集和保存，各级质量标准中的大量质量控制参数往往根据经验制定，缺乏科学的定量分析。
设备管理停留在经验阶段。由于缺少必要的设备管理有关信息，对设备的维修主要还是应急维修，先进的预防性维修难以实行。维修主要依靠个人的经验和技能，缺乏标准化和专业支持，维修效率不高，设备效益难以充分发挥。
鉴于以上问题，公司不能及时提供决策所需的信息，并由于内部的不统一和不协调，使得企业各部门对外部条件变化反应不一，互相牵制，从企业自身而言，使得事前的计划及预测不准，事中的控制形同虚设，以及事后的反馈、分析和评价无法进行等等。因此，只有构建以车间生产自动控制层、生产制造执行层（MES-Manufacturing Execution System）、公司经营管理运作层（ERP-Enterprise Resource Planning）整体结构为目标的整体解决方案，将一个个信息孤岛集成起来，才能进一步保证数据的一致性，充分发挥企业信息系统的作用，才可以迅速提高企业的生产效率才能满足当前以及未来战略性发展的需要，更有效地帮助企业抓住机遇。
二、MES简介与公司部署计划
1、MES简介
MES（生产执行过程管理系统）信息化部署包含生产执行过程信息化和管理信息化。生产执行过程信息化是指利用计算机监控系统，来对公司各生产车间的有关数据进行实时采集、分析和挖掘，用于指挥和控制生产；管理信息化是指公司的管理信息系统(ERP)、办公自动化系统(OA)。如果将两个层面的信息系统结合起来，从生产信息监控到计算机辅助管理，并通过信息化平台，衔接各个下属企业，就会形成一个基于生产运作的完整有机的业务整体。
2、MES总体部署计划
MES系统建设原则应符合公司总体发展策略，以经营运作与业务发展需要为导向，信息技术管理体系的建设和完善为保证，信息技术应用与发展规划为主线，以内部网络环境和应用系统为基础，利用信息技术使公司的信息流在横向上向特发信息总部信息化管理平台环节延伸，在纵向上从业务操作层面向管理层和决策层提升，使信息技术在支撑公司经营运作的同时，成为企业快速、健康、稳步发展的强有力的推动力。
（1）MES建设应高起点，考虑长远，着眼全局，不仅要考虑到当前公司的信息化水平，同时考虑到公司以后5-10年的建设和发展。
（2）强调物流、资金、信息流的统一，不搞仅仅局限于某单一业务运作单元的信息系统，在规划时就尽可能避免信息孤岛，实现管理的实时控制性。
（3）采用总体规划、分布实施的策略，集中优势兵力，从局部先突破，再逐步推广。先从设备联网着手，把生产线上各生产过程的信息集成上来；结合ERP系统，OA系统，构筑整个企业信息平台，实现信息共享。
（4）达到技术先进、管理简单、适用易用、安全可靠、便于扩展、易于使用的应用效果。
三、MES系统的具体部署与应用
1、MES在设备模板中的应用解析
针对企业主要生产设备从购置计划、到货、使用、保养、维护到报废整个生命周期各个阶段的有关信息进行收集、整理、分析，实时监控设备运行状态，建立设备台帐，将设备的日常维护、运行、点巡检、润滑、维修等都纳入到系统，使设备的动、静态信息能集中到一个平台进行管理。
通过机台看板，实时监控设备运行状态，直观显示所有设备的运行状态、运行参数，并可切换到相应设备的工艺画面，一目了然，机修工仅需按照看板顺序进行维修，建立定期点检、巡检、润滑操作规程，实现预防性设备维护，保障生产的连续安全运行。
同时系统建立完整、规范的设备档案，记录设备静态信息和动态信息，建立设备管理的知识库，全面记录设备的维护、维修、检查、事故与故障处理信息，便于设备维修分析。
（1）设备台帐
每台设备都以固定资产编号条码予以标识。
设备以固定资产编号为检索，建立设备台帐。
（2）设备点检和保养计划
按设备固定资产编号、点检/保养项目、点检/保养周期、上一次点检/保养日期编制点检保养计划，计划到期推送到设备点检/保养看板，推动相关作业及时进行。
（3）设备状态、参数、能耗实时监测和分析
MES通过设备的PLC采集设备的实时状态和参数，与正在加工的半成品批号形成关联，以便事后以成品批号进行检索追溯。
采集机台的开/关，运行/待机，加工数量，实时计算设备OEE/TEEP。
（4）设备维修流程
设备维修流程以机台操作工发起，由机修班组长负责受理和派工并预估修理所需时长，以便排产模块获知机台预期能用于排产的时刻。机修人员在维修时需填写故障原因、处置措施、并登记更换的备品备件部位以及替换备件的条码。并记录替出坏件的使用时长。
（5）设备的备品备件管理
设备备件管理等同于原材料，同样需要最小包装批号标识、进行相应的出入库和在库管理。只是领退料的管制单元不是工单而是机台。
2、MES在生产管理中的应用解析
（1）MES系统中工单的应用管理
工单（MO）由ERP根据客户订单（SO）拆分/合并生成，工单以及工单BOM由MES的电子交换程序（EDI）定时由ERP同步至MES，交换周期可设置。
SO的成品可由不同工段对应的各个工单顺序生产而得。
①工单下发
工单由MES的排程模块自动下发到合适的生产线、适宜的时间段进行生产，可由企划或调度小范围人工调整。
②工单状态设置
MES端工单可设置为生效、挂起、关闭、撤销等状态，以便产线相关排程及生产操作判断工单是否可用、以及对不同状态的工单实行对应的管制。
③工单变更
工单的内容发生变更时，MES需要关闭当前工单，由ERP生成新的工单进行变更。如此，可区分变更前后的产成品，而不至于管制混乱。
④工单撤销
只有未在生产线上生产的工单允许撤销。
⑤工单WIP跟踪
半成品/产成品在工艺节点间移动时，MES会采集批号以及批号的数量、工艺节点，能够统计出工单在各工艺节点的数量分布。
⑥工单的达成率
在成品下线入库时，采集成品的批号和数量，即可累加对应工单的完工数量，结合工单的计划数量可以计算得出工单的达成率。
⑦生产过程中数据的采集
MES将工艺流程分为顺序的若干节点，每节点需要采集半成品/成品的入站时刻、加工设备的编号、加工人员的工号、模具治具的编号、所添加原材料的批号等信息进行采集。
⑧物料领用
生产过程中的物料领用通过按工单生成的领退料单进行管制。工单的首张领料单由MES按工单BOM规定的用料数量自动生成。
⑨工序上料
上料前核对物料的料号、版本是否符合工单BOM的定义；
上料时核对物料批次是否因各种原因被锁定，被锁定物料不允许投料使用；
上料后，记录成品批次与当次上料原材料批次的对应关系；
上料后，记录领料单所领物料累计投入使用的数量，当剩余数量根据计米器或者地磅等设备计量所得的物料消耗速度计算，到达警戒线时，通过看板拉动，提示需要补领对应的物料。
⑩工序完工
半成品/成品工单完工下线，MES采集半成品/成品的批号，取得批号上记录的成品数量，并向对应的工单累加完成数量，工单的完成数量由MES向ERP传输。
（2）MES系统在存货管理的应用
物控部主要负责原材料的进口和成品的发货，其模板流程大概如下。
采购原料入出库流程：
成品入出库流程：
①入库管理
入库以供应商的《到货通知单》为管制单元。《到货通知单》的每一条记录必须 包含：到货通知单单号、到货日期、采购单单号、物料料号、物料数量、物料的计量单位。ERP提供采购单以及到货通知单，将这两项单据自动由ERP同步至MES；
收货后，需要对物料的最小包装启动物料批号，物料批号以条码的形式贴于物料的最小包装,条码以流水码的形式标识物料，辅以文字对料号、数量、计量单位、到货通知单号等关键数据进行可视化描述。
②IQC
针对到货通知单的每个项次，进行抽样检查，检查的结果按到货通知单号、到货通知单项次、物料料号、物料数量、抽检数量、各项不良原因和对应的数量、到货通知单项次的质检结果（合格/不合格）登记。
合格原材料入库
合格的原材料允许入库，入库时需要登记原材料批号与存储库位的对应关系，为此，库位需要条码化（库位条码标识了库、区、架、层、位的储位）
不合格原材料处置
IQC不合格的物料，需以到货通知单号+到货通知单项次为单元，发起不合格审批流程，最终决定物料是让步接收、在库分选还是退供应商。
③在库管理
拆批合批
车间领料会存在尾数的情况，不可避免需要对物料的最小包装拆批。当库内剩余的尾数批次过多时，为了高效利用库位，又需要对尾数批进行合批。
库位变更
当在库物料的储位变更时，需要重新绑定物料最小包装的批号与储位编号的对应关系。
物料盘点
在库物料盘点操作前系统先列出盘点前各项物料的库位、料号、物料的批号、账面数量，盘点后列出实物数量、损益。盘点完毕列出本次盘点各项物料的损益报表，发起损益审批流程，由各级负责人确认处理意见，而后重新确定帐物不符物料批号的盘点后在库数量。
物料超期管制
部分物料在库时间过长会产生老化、发霉、生锈等影响物料可用性的现象，需要对这些物料的库存周期做相应的设置，到了超期管制线后，系统提示超期物料重做IQC，以确定物料合格/不合格。
在库报废
在库物料因种种原因需要报废，可重做IQC检查，启动不合格品处理流程，由相应的负责人签署报废。
库存安全线管理
MES定时扫描物料库存数量，扫描周期可以设置，扫描完毕后可通过邮件、报表列出低于安全库存量的物料清单。
④出库管理
领退料
车间领退料按工单管制。做到按工单所领物料不为其他工单借用，工单所剩原材料按工单退库。车间生产现场经过计米器、地磅等接入MES的设备，实时取得物料的用量和消耗速度，结合领料的数量，可以得出何时需要向现场补发相应的物料，通过物料看板实现“拉动式领料”。
⑤成品入库和成品出货
成品按批号入库 MES向成品批号关联的工单传送完工的数量（成品批号对应的数量），同时重新计算工单的达成率。
成品出货以出货通知单进行管制，出货通知单包含了出货通知单单号、客户名称、出货通知单项次号、成品料号、成品数量、成品对应的批号集合（在成品出货下架捡货时，通过PDA扫描成品批号向成品出货通知单添加）。出货通知单在完成出货作业时，MES将其传送至ERP，以计算订单的达成率。
出货单还可记录发货车辆、司机、集装箱编号、铅封等等附加数据，以备事后查阅。
（3）MES系统在生产中的质量管理应用
基于全面质量管理的思想，为企业建立完整的检化验标准体系，通过对产品整个价值链的质量管理，包括从原材料检验、中间品检验到产成品检验的全程质量控制和跟踪，记录完整的质量数据，跟踪质量变化。针对不同客户制定不同检测标准，与设备深度对接，将质检人员从繁重的手动录工单中尽可能的解放出来。定制化的围堵清单报表，以不同的制约条件进行围堵，精确确定问题的影响范围。
①质量体系基础数据维护
质量体系的基础数据包括：
抽样标准;
质检项目（如IQC、首检、巡检、入库检……）;
质检条目（如首检下成品某尺寸厚度….）以及对应的公差、测量器具等；
②质量标准生效的审批流程
质检标准建立以后，需要发起流程审批，根据各级管理者的权限分段审批通过后生效。
③抽样标准
抽样标准默认遵从于AQL标准，或者通过自定义配置企业标准。抽样标准规定了送检数对应的样本数，以及样本中合格率高于预设值，送样才被视为合格。
④质量检验操作
IQC通过到货通知单、在库超期物料列表、在库申请报废来生成IQC未检任务看板，推动IQC小组及时作业。
产线的首检、巡检、下线入库检，由批号生成以及批号向下一工艺节点移动的事件驱动，生成质检相关任务看板，推动现场质检及时完成。
质检人员只需要扫描原材料、半成品或者成品的批号，MES系统自动带出当前人机料法环的状态、检验条目、检验项目、检验作业指导书，列于作业人员界面，并根据作业人员录入的数据，自动判定质量检验的结果。
⑤不良品处理流程
质检出的不良品，通过MES的拆批功能由原先批次拆分出来，并赋予处在锁定状态的新批号。同时，发起不合格品处理流程，根据数量或金额，由具备相关权限的管理人员决定让步接收或者返工、报废。
⑥质量分析
提供一次通过率、合格率等报表，报表可根据工单、批次、车间、班次、机台、模具等多维度进行筛选；
提供清单功能，通过组合筛选成品料号、车间、班次、机台、模具、加工时间段、原材料批号、各项关键工艺参数生成问题半成品/成品的追查清单，清单列出成品批号、所在工艺节点或者库位、是否已发向客户等等数据，便于追索召回。也可锁定围堵出来的半成品/成品批号，避免质量问题范围继续扩大。
⑦实时质量管制
MES可设置质量管制门限（如：同一批号的半成品不允许出现两次以上相同不良原因的样品），到达门限值MES可通过看板、短信、邮件、现场警示灯的形式向相关有权限处置的人员报警，甚至相对应的机台发信号，停止继续加工。推动质量问题及时有效的处理。
四、MES部署情况及预计效益分析
东莞工厂生产线现有设备91台。经过评估按照先易后难原则分三期实施：
MES实施可以为企业带来丰厚的经济效益，如下表所示：
五、总结
随着企业不断的发展，在企业内部实施MES系统，不单可以消除信息孤岛，在ERP和生产现场之间搭建信息的桥梁，更加可以提高企业生产效率，节约生产成本，提升企业的竞争力。特发信息本次实施MES系统，目前从第一期实施情况看，基本上实现了设备联机和生产实时情况的信息化，后面的实施目标更加以移动设备指挥生产和企业效能分析为主要目标，争取将MES往生产中的每个角落深入，为管理者提供更高效的数据支持。
