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制造业信息化 MES是关键

2004/7/1    来源:中国计算机报    作者:秦岭      
关键字:mes  
IDC的研究报告显示,全球财富500强企业中,信息技术投资超过生产设备投资的企业达65%,而企业网络投资的回报率则高达10倍以上。由于信息技术广泛的渗透性和关联带动作用,使得信息化成为技术创新的关键环节,信息技术已成为企业竞争力的关键因素之一。
    从简单的低质廉价品到精密的可与其他制造强国匹敌的优质产品,短短十几年间,“中国制造”让世界刮目相看。作为世界第四大生产国,我国已经有上百种产品产量为“世界第一”。

  由强到大 问题还很多

  尽管中国制造业令世界瞩目,已是不争的事实,但我们必须清醒地认识到,中国目前只是制造大国,并非制造强国。中国工程院朱高峰院士不久前曾指出,我国制造业在快速发展中存在不少问题:

  1.制造业总体规模小,仅相当于美国的1/5,日本的1/4; 2.制造业的人均劳动生产率远远落后于发达国家;3.技术创新能力十分薄弱,有自主知识产权的产品少;4.低水平生产能力过剩,管理水平低等等。

  盘点中国制造业的不足,装备水平和管理水平是主要问题。以最能体现制造业装备水平的数控机床为例,我国数控机床拥有量仅占机床总量的5%,远低于发达国家50%的水平,甚至低于世界7%的平均水平;而且,昂贵的进口数控机床利用率较低。重要原因是企业普遍“重硬轻软”——重视买机床,轻视买软件。据日本某公司调查,由于没有开发或应用各种应用软件,数控机床利用率只有25%。同时,多数企业尚处于经验型管理阶段。先进国家制造企业已经普遍采用精益生产(LP),在我国只有个别企业在应用,而且还基本上都是有外资参股的企业。因而,导致生产周期、资金周转期、在制品和库存占用资金率等,为国外先进企业的数倍。此外,据有关部门对重点企业信息化建设状况的调查,目前,我国企业信息化整体水平较低。虽然有约80%的企业建立了OA系统,70%接入互联网,50%建立了内部局域网,但上述投资只占企业总资产的0.3%,而发达国家则占到8%。

  三层结构组成

  制造业信息化

  上个世纪90年代初期,美国先进制造研究机构(AMR)通过对大量企业的调查发现,完善的企业生产管理系统,普遍由以下三种软件构成:以ERP、MRPⅡ为代表的企业管理软件,以SCADA(数据采集与监视)、HMI(Human Machine Interface)为代表的生产过程监控软件,以及实现操作过程自动化、支持企业全面集成的MES软件。根据调查结果,AMR于1992年提出了三层的企业集成模型(如图1所示)。

  1. 计划层。也是决策层使用的管理工具,主要应用系统是ERP、CRM、SCM、BPM(企业绩效管理)等。

  2. 执行层。企业中层使用的工具MES(制造执行系统),制造执行系统MES在计划管理层与底层控制之间架起了一座桥梁。

  3. 控制层。一线操作人员使用的,以SCADA(数据采集与监视)、HMI(Human Machine Interface)为代表的生产过程监控软件。

  据美国MESA在1996年的调查统计结果,在采用以ERP/MES/PCS三层结构为基础的MES技术后,效果显著,主要指标为:生产周期缩短35%;数据输入时间缩短36%;在制品减少32%;文书工作减少67%;交货期缩短22%;不合格产品降低22%;文书丢失减少55%。

  据美国ARC公司(Automation Research Corp.)调查,基于三层结构的MES可获得的效益为:质量提高19.2%,劳动生产率提高13.5%,产量提高11.5%。1999年,美国《财富》杂志发表文章称,MES是“ERP市场的挑战者”。该文介绍年产值16亿美元的美国化纤企业Unifi公司,其下属Yadkinville厂应用MES软件后,效益增加69%,实际增效1600万美元。

  典型但不完美的

  信息系统模型

  有资料显示,一个典型的、设备先进的流程型制造企业的信息系统模型如图2所示。

  由图2可以知道,现代企业的信息系统包括了6个部分:

  1. ERP系统。ERP的核心是实现对整个供应链的有效管理,主要体现在三个方面:对整个供应链资源进行管理;实现精益生产、同步工程和敏捷制造;实现事先计划与事中控制。

  2. CRM系统。CRM系统的目标是提高效率、拓展市场和保留客户。

  3. SCM系统。SCM系统是对供应链中的信息流、物流和资金流进行设计、规划和控制。通过和商业伙伴的密切配合,以最低的供应链成本向消费者和客户提供产品。

  4.PDM系统。也是PLM系统,以企业的产品为核心,在其全生命周期内,涵盖整个企业和供应链,协同化地支持产品定义信息的生成、管理、分发和使用,充分利用企业现有智力资产,推动创新产品的研发。

  5. MES系统。MES系统为企业中其他管理信息系统提供实时数据。例如,ERP系统需要MES提供的成本、制造周期和预计产出时间等实时生产数据;SCM从MES中获取当前的订单状态、当前的生产能力以及企业中生产换班的相互约束关系;CRM的成功报价与准时交货,则取决于MES所提供的有关生产的实时数据;PDM中的产品设计信息,可以基于MES的产品产出和生产质量数据进行优化等;

  6. T&L系统。企业的内外物流系统。

  图2的模型是否是一个流程型制造企业完美的信息化方案?

  答案是否定的。就图2而言,它也没有完全融入现有全部的信息系统,如BPM(企业绩效管理,根据IDC的定义,是构建一套自动化系统,帮助企业评价和优化企业运营,或者帮助企业发现和建立新的商业机会。从国外的实践来看,它是一个包含自动化、业务分析方法论、流程的系统框架,目的帮助管理者准确掌握企业运营的真实状况,提升企业的绩效)就没有提及。

  企业开展信息化的目的是实现企业快速发展,完成传统经营方式的转变,节约营运中的各项业务成本,并大大提高工作效率,使内部管理结构更加扁平化,增强市场竞争力。

  所以,企业选择信息系统时也是以解决企业发展过程中客观存在的问题为根本出发点。国外市场经济经过百年的发展,相关游戏规则都已经非常完善,并且有一整套科学方法为决策提供依据。而我国由计划经济转向市场经济的时间还很短,游戏规则还没有制定,需要各个行业的领头者来完成。规则还没完成,自然也就没有科学的体系来支持决策。

  是不是,说中国企业就不需要信息化?

  当然不是。各个企业应该根据自身在发展过程中遇到的实际问题来寻找适当的解决方案。国外的一些制造型企业根据自身特点,放弃了MES,选择了SFC(车间现场管理系统),目的就是强化企业中层管理人员对车间现场的管理。企业选择的信息系统应该最能解决企业目前的经营困境,这才是关键。

  五个数字化是重中之重

  我国九成以上的企业属于中小型企业。有实力实现图2所示全面信息化建设的企业并不多。

  我国正在从制造大国向制造强国转变。制造业信息化是重中之重。我国将制造业信息化归结为五个数字化:设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理数字化和企业数字化。设计数字化技术实现了产品设计手段与设计过程的数字化,缩短产品开发周期,提高企业的产品创新能力;制造装备数字化技术实现了加工和装配的自动化和精密化,提高产品的精度和加工装配的效率;生产过程数字化技术实现了生产过程控制的自动化和智能化,提高企业生产过程自动化水平;管理数字化技术实现了企业内外部管理的数字化和最优化,提高企业管理水平;企业数字化技术实现了全球化环境下企业内外部资源的集成和最佳利用,促进制造企业的业务过程、组织结构与产品结构的调整,提高我国企业、区域和行业的竞争能力。

  IDC的研究报告显示,全球财富500强企业中,信息技术投资超过生产设备投资的企业达65%,而企业网络投资的回报率则高达10倍以上。由于信息技术广泛的渗透性和关联带动作用,使得信息化成为技术创新的关键环节,信息技术已成为企业竞争力的关键因素之一。

图1 AMR三层企业集成模型

 

图2 信息系统模型

责任编辑:林卿
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