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后现代生产现场管理系统-MES系统介绍伴随时代列车快速前进，人类社会也进入了以信息技术为主导二十一世纪。这是一个新时代，一个一切以信息技术为准则时代，一个信息技术无孔不入、无处不在世纪。信息时代来临给我们带来了新生活和游戏规则，只有不停适应信息社会要求，我们才能有自己生存之地。 一样，信息技术也在不停改变着我们思维，包含我们对企业管理认识。伴随信息技术发展，它给企业管理带来了全方位、革命性改变。对于正在进行这场管理信息化革命而言，现在企图进行全方面特征描述和概括可能是徒劳，所作出任何判定和估计全部可能是不正确。现在唯一能够确定是这场信息化革命对管理理论和实践影响是关键而深远。有些人说，未来工厂将只有两个职员：一个人和一条狗，人是喂狗，而狗是预防人去碰厂里电脑。所以多种管理方法创新开始越来越倾向和依靠信息技术手段。于是便有了现在市面上：ERP、SCM、CRM、EIP、PDM等林林总总信息化管理软件，也开始广泛应用于企业管理中，也取得了一定管理效益，并逐步为更多管理者所接收。 不过以上系统全部关键是对企业管理数据进行处理和运算，关键是应用在计划、估计、计算等方面，不过对企业管理要求关键-生产现场管理全部没有包含到，所以，企业生产现场管理就象在黑箱中操作一样，也就使很多管理效益无形中打了折扣，现在在中国海尔、联想，台湾台达、恒基等著名生产商中，开始使用一个新信息化管理技术，就是制造实施系统（MES），中国有称现场数据采集系统。这是一个集硬件和软件于一体系统，下面我们就具体对其进行讲述。 一、首先，我们从生产现场管理现实状况和问题谈起 行销在这一、二十年间从生产导向快速地演变成市场导向、竞争导向， 所以也使得生产现场情况起了很大改变，传统现场管理方法己无法应付这新局面，我们可将生产型态改变及引申问题归纳成以下几点： (1)产品生命周期缩短 信息电子产品最能代表这个现象。产品汰旧换新加速迫使产品设计，工程及生产部门之间关系越来越紧密。生产单位不停面临新零组件，新设备，新制程及常常性工程变更，生产现场需要一套实时生产指示系统，有效地指导生产人员作业规范，同时能正确快速地将生产情况反应给设计制造部门，立即找出新产品生产问题。 (2)少很多样生产型态 美国福特汽车开创者亨利福特在20年代曾说过：我能够给任何用户任何款式车子，只要它是黑色。而现在已进步到用户可在销售店里从数百种组合中挑选所要车子配置，立即下单至工厂生产，你能够随时知道你车子已生产至何种程度。因为少很多样生产型态，现场随时充斥着众多不一样制造工令，不一样在制品、零组件，生产单位必需含有混线生产能力，弹性而有效率地在一天当中应付不一样产品生产所需。 (3)市场改变快速难以估计商场如战场，过去大规模正规作战已不复见，而现在强调是快速打击部队，能应付全球各地突发情况。生产现场也是要能机动地应付改变快速难以估计订单式生产型态。 (4)国际性竞争，日益猛烈 经济发展日渐国际化，所面临不仅是中国竞争而是面对全球各地一流产品竞争压力。就生产而言，所面临是要不停提升产品品质及降低生产成本。过去老板生意好做，只把生产现场当做是一黑箱作业，现在在竞争压力下必需将此黑箱作业透明化，找出任何影响品质及成本问题，并寻求具体对策。 二、那么何谓制造实施系统 MES 计算机在制造业应用及计算机本身发展和生产型态演变，是息息相关。过去生产型态较为单纯，属于由上而下(Top Down)计划型态，计算机应用关键在生产计划管理(MRP-)及通常事务处理，而现场作业管理仍停留在传统人工窗体作业型态。即使有所谓现场管制功效(Shop Floor Control - SFC)，也受制于传统大型/微型计算机及电子科技，多是由搜集相关资料，再以批次方法输入处理，所提供之功效有限。在工厂自动化(Factory Automation - FA)方面，过去多是强调在物流自动化(Material Flow Automation)，比如自动化生产设备，自动化检测仪器，自动化物流搬运储存设备等等。她们确实替换不少人工，处理了部分生产瓶颈，但也因相关作业配合不妥，并没有充份发挥她们功效，而有所谓 自动化孤岛之称(Islands of Automation)。从一所提问题，需要有一个现场信息流自动化系统(Frontline Data Automation)来处理，这类系统假如是利用在工厂制造现场，我们称之为制造实施系统-Manufacturing Execution System(MES)。在日本,她们称之为生产时点管理情报系统(Point of Production - POP)，取法可模拟商业自动化中销售时点(Point of Sales - POS)，日本命名颇为传神，因为不管 POP或 POS，其精神是一致、观念是相通，全部可说是一个由下而上(Bottom Up)实时掌握现场情况情报管理系统。MES 导入之前，企业MRP系统和生产现场之间透过人为方法沟通，使生产现场如同黑箱作业，无法掌握实时正确信息。而导入MES以后除了提供现场信息流自动化之外，它饰演承上启下功效，达成计算机整合(Computer-IntegratedManufacturing - CIM)境界。我们从MES这三个英文缩写，不难看出，它MRP(Manufacturing Resource Planning)或ERP(Enterprise Resource Planning)系统之间互动关系，一个是上层计划系统(Planning)，一个是下层实际实施系统(Execution)。 三、发展沿革 MES需求是这十多年来生产型态变革所产生，所以它发展历史比MIS，MRP，CAD/CAM 等要短。在优异国家中，多有专业从事 MES 企业，而她们启源也多是源自企业内部需求，以项目计划方法进行,当累积相当经验以后，逐步形成独立之专业企业,而其系统也开发至相当成熟标准。通常是针对特定产业生产型态，或特定功效需求而开发出较为标准化 MES。(比如美国 Consilium，加拿大 Promise 企业皆是开发 IC 厂 MES 著名厂商。)或是实时品管系统，或现场排程等特定功效也有厂商开发这类产品。另外，很多企业累积多年技术经验以后，开发部分关键发展工具，首先卖这些发展工具给System Integration 厂商，首先自己也利用这些工具，承接MES案子。 四、MES功效 我们将现场管理分成四个功效层次，依序是： (1) 追踪功效(Tracking) (2) 监督功效(Monitoring) (3) 控制功效(Controlling) (4) 管理功效(Management) 以下我们就此四大功效，就传统方法及 MES 做一比较，在后面章节中，我们将就多个产业实际情况做深入具体说明。 4.1. 追踪功效 它特色是尽可能利用自动辨识技术，传感器或是和设备仪器联机，能自动搜集现场生产情报，而下达生产指示也可透过各类电子显示装置实时告之作业人员，达成无纸化(Paperless)境界。传统人工窗体搜集方法，需透过层层人工操作程序，才能抵达管理者手中。它缺点是： (1) 作业缓慢，没有时效性，而使情报价值大减。 (2) 错误率高，所谓Garbage In Garbage Out。错误情报甚而造成错误判定决议，影响层面更大。 (3) 可利用性偏低，假如资料只是用人工统计在窗体、报表中，而不输入计算机，此信息可利用性很低。而人工输入原始生产信息很有限，只能点到为止，无法深入做深入分析之用。而 MES 资料搜集方法有以下之优点： (1) 实时性。 在现场事件发生同时便立即以电子资料型式纳入MES处理。 (2) 正确性。 利用电子科技处理，免去人为原因，使正确性由百分之一以上，降至十万分之一以下。 (3) 高度完整性及使用性。 现场事件经过计算机处理，可合并相关资料，存入电脑数据库中。 4.2. 监督功效 实时掌握了制造资源最新情况及历史过程，再加上制程或作业规则，便可做到监督功效。MES 随时将追踪情况和设定标准加以比较，如发生异常则立即透过计算机网络通知相关人员处理。制程规格监督，比如某类产品需要使用特殊规格材料或组件，须经过一些制造程序，或是成品要求一些包装配件，这些要求在作业人员实际工作时透过自动辨识技术或和设备联机，很方便地让 MES 得悉作业情形，和事先设定标准比对，达成实时查对效果。 制程品质监督，实时搜集全部现场品质资料，并就不一样制程、品检、修护、站别、产品时间区段或制令做统计分析，并立即反应给相关单位，达成品质预警效果。此项功效发挥，能够大量降低工作现场因人为疏忽造成产品再加工或损坏，所以降低了直接人工及物料成本，达成品质预警效果。生产设备监督，随时了解各关键生产设备情况，如发生异常能实时提供维修，并机动调整生产活动。 4.3. 控制功效 制程监督功效有了以后，便能够再深入将制程中各个独立自动化物料搬运备，自动检测设备及自动化生产设备联机起来，组成较完整自动化系统，发挥整合效果。基础上，各自独立自动化设备只是处理了某项制程生产瓶颈，而此自动作业之前后仍须人力配合，并未能充份发挥昂贵设备功效。而 MES 及弹性制造单元/系统(Flexible Manufacturing Cell/System-FMC/FMS)在这方面饰演着相辅相成角色。简单地说，FMS 是以一个或数个自动化生产设备为关键如(CNC)，配合一弹性外围设备(如治具、机器人)，使得此制造单元能有效率地自动地实施较大弹性制程规格内制造程序。而 MES 掌握了生产最新情况(status)、制程规则(rules)及规画系统所设定生产目标(goal)能够有效地整合控制个自独立自动化设备，提升整厂生产效率。 4.4. 管理功效 现场信息自动实时搜集除了提供做现场监督、控制之外, 最关键功效是做为现场管理之用。MES 将现场实时搜集资料，和监督控制情况全部立即存入数据库中，不仅有最新情况也有长久储存历史资料，利用数据库强大查询、分析、报表功效，使得传统人工方法无法达成管理功效得以在MES 中实现，亦使现场管理达成Just-In Time (JIT)境界。