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现代流程企业的制造执行系统

2003/11/17    来源:中国计算机用户    特约撰稿人:北京科技大学电子商务研究所博士  王文鹏  杨章程      
关键字:mes  
以国内某大型钢铁企业MES项目为例,讲述了现代流程企业的定义和分类,以及流程企业的供应链模式最后提出了钢铁企业的集成模型。
    观察世界生产管理模式的发展趋势可以清晰地看出,企业行为势必从单项、局部的改善向着综合、集成的优化转变,尤其是计划、组织、控制三大职能的整体优化,更是企业实现经营目标和获得竞争优势的难点和重点。制造执行系统(Manufacturing Execution System) 主要用来解决整体优化中,生产计划与生产过程的脱节问题——这一问题长期以来不仅直接影响企业的生产效率,而且成为制约现代企业内部信息集成和企业之间供应链优化的瓶颈。本系列讲座,将以国内某大型钢铁企业MES项目为例,详细分析现代流程企业制造执行系统的管理理念、管理方法以及系统实现。

  自上世纪八十年代以后,伴随着消费者对产品的需求愈加多样化,制造业的生产方式开始由大批量的刚性生产转向多品种少批量的柔性生产;以计算机网络、大型数据库等IT技术和先进的通讯技术的发展为依托,企业的信息系统也开始从局部的、事后处理方式转向全局指向的、实时处理方式。1990年11月,美国的IT咨询公司AMR首次提出制造执行系统(MES)的概念,为解决企业信息集成问题提供了一个被广为接受的思想。

  针对企业增值过程瓶颈的MES

  国际制造执行系统协会(Manufacturing Execution System Association,MESA)对MES的定义是,“MES提供为优化从订单投入到产品完成的生产活动所需的信息。MES运用及时、准确的信息,指导、启动、响应并记录工厂活动,从而能够对条件的变化做出迅速的响应、减少非增值活动、提高公司运作过程的效率。MES不但可以改善设备投资回报率,而且有助于及时交货、加快库存周转、提高收益。MES在企业和供应链间,以双向交互的形式提供生产活动的基础信息。”

  如此定义,道出了MES的设计、开发、实施都是围绕企业生产—这一为企业直接带来效益的价值增值过程进行的,而针对目前企业信息化建设过程中,通常对生产环节的重视不够的情况,软件厂商根据流程型企业的特点来定制专业化的MES。

  现代流程企业的定义和分类

  现代流程工业通常是指,以从原料到制成品、兼具物理变化和化学变化的连续性生产过程实现增值的工业。如此定义也仅仅是将服务业和部分加工行业划分出去,根据企业生产过程中的物流情况对生产企业进行分类,即能区分不同类型企业,又能在准确反映生产增值状况的过程中实现企业从宏观控制到微观协调的科学管理方法。


  图1 以物流特点进行的企业分类


  如图1,从“V”型物流情况,易看出其特点:原材料少、加工路线相似、最终产品种类多,生产过程中“V”型物流占多数的企业如钢铁、炼油等。而与之相对应的流程行业的一种是“A”型物流为主的企业,如造船厂,具有原材料多、加工路线繁杂、最终产品较少等特点。介于两者之间就是“T”型物流为主的企业,比如汽车制造厂、装配厂,特点是材料中通用件较多、加工路线、最终产品种类都不算多。

  根据上文的说法,严格意义上的流程企业,多数都是“V”型物流为主的,基本上都属于基础性产业,是典型的资本密集型工业,在一定的范围内增加企业规模可以有效降低成本,工艺技术和材料技术已经相当成熟,技术的刚性大。目前我国流程企业普遍存在的一些弱点主要是规模经济实现程度很低、技术装备仍旧比较落后、产能相对需求过剩,以及产品中高附加值部分所占比例小等等。实施MES有助于从管理方法和技术层面上改进现状。

  流程企业供应链模式

  任何生产系统都应实现经济意义,即最优处理生产系统的物流、资金流和信息流,凭借最低的资源消耗生产符合市场要求的产品。因此在对现代流程工业生产的研究,是从分析其物流、资金流和信息流特点开始的,下面以钢铁企业为例予以说明。

  1.物流特点:多段生产、多段运输、多段存储,物流种类多、工序多且形式不一、并伴有多种原料。在制品和制成品包括:铁矿石、粉矿、原煤、生铁、废钢、铁水、钢水、最终产品(板、管、卷、线、型)。所使用的都是大型设备,成本高、操作复杂,工序连接紧密、作业的连续性强、对时间要求条件高,不仅存在时间平衡和温度平衡问题,还存在资源能力和物流平衡的问题。

  2.资金流特点:企业投资巨大、资金流动频繁、复杂的物流特征,以及为庞大的生产规模做的财务分析,都为资金流的控制增加了难度,必须遵守严格的财会制度并实施灵活的资金管理,才能准确全面和及时地反映企业经营状况,并有效地加以控制。资金等财务数据的滞后性与控制资金流向的实时性,要求为网络数据库等提供了用武之地。

  3.信息流特点:生产经营活动需要大量的特征值来描述,涉及内容从财务、人事等传统信息管理领域延伸到生产管理领域。不仅要根据定单进行生产、制定合理的生产计划、实施全面质量管理,还应以对生产过程进行全面监控、数据采集来满足生产管理的实时性要求,不断更新的人员、物料、产品等信息、全面详尽的统计信息,辅助管理者发布最合理的控制信息,从而尽善尽美地实现企业经营目标。

  分析完这些特点之后,可得到钢铁企业的基本供应链模式如图2:


图2 流程企业典型供应链模式


  钢铁企业集成模型

  在得到企业外部的供应链模式之后,还需对企业内部根据分析需求而进行功能模型设计,对系统按照功能分“层”,而在实现的时候则要按照计算机、网络系统而分“级”。钢铁企业的经营管理可划分为三层,通过七级实现。

  1.计划层:包括经营决策级和企业计划级。主要功能模块:生产经营决策;长期、中长期生产计划编制;财务管理人力资源管理;采购分销;成本管理库存管理;定单处理;辅助决策等。

  2.执行层:包括车间生产级和生产调度级。主要功能模块:生产调度和作业;质量管理;人员和设备管理;物料追踪和产品追踪;对运作过程的分析。

  3.控制层:包括过程控制级、设备控制级和检测驱动级。主要功能模块:生产线范围的监控;自适应控制;设备控制;现场各种信号检测。集成模型的层级如图3。
 


  图3 流程企业典型集成模型的层级结构

责任编辑:罗伊
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