MES 在企業生產信息化管理中的應用

何玫

（成都凱天電子股份有限公司，成都 610091）

0 引言

世貿組織的不斷發展以及經濟全球化速度的加快，都對現代生產企業的管理提出更高的要求，本就競爭激烈的制造類企業將會面臨來自各個方面的壓力［1］。在此背景下，如何提高企業核心競爭力成為企業發展的關鍵問題［2］。在信息化時代背景下，以信息化帶動工業化生產活動的發展是非常有必要的。隨著消費市場需求的增加，持續增長的產品設計形式和商品種類都對生產提出了新的要求［3］。這種越來越復雜的運行機制也要求企業盡快實現信息化技術的普及應用［4］。值得關注的是，企業在關注計劃執行結果時，對計劃執行過程的重視程度也在不斷提高，這就要求制造執行系統（Manufacturing Execution System，MES）要避免計劃系統和控制系統之間出現信息“斷層”［5］，通過有效的數據傳輸和共享，實現計劃和控制的同步進行，這也是增強企業對車間生產管理效果的關鍵。

基于此，文章對MES 在企業生產信息化管理中的應用展開研究，并通過實際應用測試本文提出的應用方法實施效果，希望通過本文研究為相關企業的生產管理工作提供有價值的參考。

1 企業車間生產工作流程分析

本文研究的重點是借助MES 對企業的生產過程進行高質量管控，通過提供一個可靠的管理模式，確保計劃下達和現場生產執行保持高度一致。為此，企業需要先明確車間生產的具體工作流程。在企業生產經營活動中，企業資源計劃（Enterprise Resource Planning，ERP）是核心。相應地，MES 也要以ERP為基礎對現場自動化生產系統進行交互式管理。鑒于此，本文先對企業車間生產工作流程進行分析，并構建企業車間生產工作流程圖（見圖1）。

圖1 企業車間生產工作流程

按照圖1 所示的方式對企業車間生產的主要流程進行劃分，并對車間生產活動進行有機整合。本文除考慮企業車間生產部門外，還考慮與生產作業相關的管理部門，分別是企業的生產計劃制訂部門、企業生產計劃下達部門以及以生產計劃為基礎的生產材料采購部門。各部門通過協同配合，確保生產部門高效地執行生產任務。

2 企業生產信息化管理

在明確企業車間生產工作流程后，利用MES 分別從進度管理、計劃調度管理以及生產庫存管理3 個角度進行信息化管理。

2.1 生產進度信息化管理

在企業車間生產實際執行過程中，利用MES 采集產品生產工單中各類加工物料的參數信息，對企業車間生產進度信息進行實時獲取。在此基礎上，按照企業制訂的生產計劃，為生產周期的調節提供數據支撐，使一線生產數據與目標計劃保持一致。MES 在保存企業車間生產環節產生的紙質流轉信息時，會記錄加工活動實施位置和狀態的對應關系，這樣不僅可以增強生產進度監控的有效性，保證后續生產活動有序進行，還可以更合理地完成對工序和原材料消耗的管控。利用MES 實施生產進度信息化管理的過程可分為以下兩個步驟。

2.1.1 生成產品生產工單

企業管理人員需要按照制訂的生產計劃，以每批任務為目標，生成具有針對性的產品生產工單。生產工單上包含訂單信息、產品型號、加工工藝路線以及對應工序的檢驗信息等內容。MES 在對其進行詳細跟蹤的過程中生成相關追蹤記錄。本文以零件在企業車間生產加工過程中對應的工位信息為基礎，對生產工單信息進行設置。實際上，各流程之間相互合作的協調程度是決定生產進度的關鍵。本文在利用MES 系統進行企業生產信息化管理時，充分考慮了企業的實際生產水平，按照企業可執行能力對生產過程進行控制。

2.1.2 管理生產進度

MES 通過關注生產工單參數信息的變化，實現對零件加工情況的監控，更加精細化地記錄加工過程中各工序的執行成本以及不同環節的完成情況。以此為基礎，當任一環節的執行時間、成本或完成情況與均值差異較大時，MES 可通過調整該環節的資源配置來保證生產鏈運行的穩定性。當MES 監測到生產工單對應的生產任務未按時完成時，企業管理人員可結合實際情況采取相應措施進行補救。另外，MES 可結合其監控的生產情況分析生產延誤的原因，并及時采取補救措施。如果是在生產流轉過程中出現問題，MES 會對各個環節的推進效果進行分析，加大對效率較低、復雜度較高的瓶頸環節的資源投入力度；如果是物料供給出現問題，MES 則會增加生產材料的基礎庫存，確保供應的可靠性；如果是因為生產能力不足導致延誤，MES 則會對生產工單對應的生產任務進行工藝解構，細化工藝路線，將原有的生產環節拆分為多個獨立操作過程，以此確保產品快速流轉，提升生產效率。

2.2 生產計劃調度信息化管理

企業在對生產計劃調度進行信息化管理時，要將生產計劃錄入MES。該生產計劃包含企業車間生產的詳細計劃、待審定的生產計劃以及以計劃為基礎的資源生產要素配置情況。具體的實現流程如圖2 所示。

圖2 生產計劃調度信息化管理流程

如圖2 所示，MES 首先結合企業的實際生產能力制訂企業車間生產計劃，確保計劃的合理性。其次，將制訂好的計劃任務保存在系統數據庫中，通過審定流程確定最終的執行計劃。最后，在企業車間生產計劃審定階段，查看生產狀態與數據庫中系統已制訂的各類生產計劃要求是否保持一致，該階段主要以生產計劃對生產資源、人員配置以及產品生產工單配置的要求為基礎進行。當企業生產狀態無法滿足計劃要求時，MES 需要對生產計劃進行適當調整，根據生產狀態調出原材料規格、數量以及型號等信息，通過對其進行合理配置，提高計劃實施的可行性。需要明確的是，生產能力在長期運行模式下是一個動態的參數，因此，MES 在確保產品質量的前提下，需要對操作人員的技術能力進行更新統計。

2.3 企業車間生產庫存信息化管理

作為企業車間生產制造執行系統的重要環節，企業車間生產庫存信息化管理是確保企業車間生產活動順利開展的基礎。為此，本文將庫存的實時監控數據上傳至MES，獲取庫存的動態變化情況。MES結合生產計劃對數據進行分析，可為采購工作提供指導性建議。在具體的實現過程中，MES 首先對材料庫的入庫信息進行錄入，此時的信息包括入庫信息覆蓋半成品、在制品及毛坯，參數指標包括物料代碼、物料類型、物料數量及負責人。此外，MES同樣要對出庫操作帶來的相關物料數據變化進行統計，通過這樣的方式實現對企業車間生產庫存數據的動態獲取。最后，按照實際生產計劃的執行進度對生產庫存進行管理，一般情況下，安全庫存占用率為75%，MES 可結合實際情況進行自適應調整。

3 實例分析

為進一步分析企業生產信息化管理方法的實際應用效果，本文特進行實例測試分析。

3.1 應用環境

本文在對公司某傳感器產線的產出信息進行統計后發現，該公司每年可生產某傳感器2.88 萬只，可裝配零件達到40.32 萬件。該傳感器產線共包含2 條裝配線和1 條試制線。該產線在長期的生產經營過程中表現出以下特點。首先，裝配生產線變動較為頻繁。農用機械生產所需的大部分裝配零部件均為自制件，少量為外購。庫房內成套產品零部件積壓較多。其次，車間生產的品種較多，涉及的工藝也非常復雜，同一產品多種工藝同時進行的情況時有發生，這對生產調度的要求較高。最后，生產資源管理的復雜程度較高，生產車間加工操作涉及的生產資源存在一定差異。由于資源配置的合理性有待提升，異步或并發生產時，生產資源的協調配置程度較低，資源沖突成為影響車間制造順利推進的關鍵因素。

3.2 實例應用結果與分析

在上述基礎上，企業利用本文提出的企業生產信息化管理方法對該傳感器產線進行管理，并對其生產情況進行采集，其結果如表1 所示。

表1 應用結果統計

從表1 可以看出，原定生產計劃執行周期為30天，但在運用本文提出的企業生產信息化管理方法后，企業僅用28 天就完成了生產任務。通過觀察庫房占用率情況可以發現，除了初始階段的占用率達到80%以上，其余階段的庫房均可為原材料的購入提供充足空間。在生產計劃執行完成后，庫房占用率為65.7%，表明未出現資源過剩的情況。在整個生產計劃執行過程中，資源沖突率始終在0.82%以下，表明實現了對資源的高度協調配置。生產計劃執行初期資源沖突率相對較高，這是因為生產活動線路受資源配置的影響出現了一定交叉。

4 結語

MES 作為一種智能化程度較高的信息化管理系統，其在實際生產管理中的作用價值是極為明顯的。無論是從企業經營成本控制的角度，還是從現代化發展的角度，利用其進行企業生產信息化管理都是十分必要的。本文提出MES 在企業生產信息化管理中的應用，在確保生產任務推進流程的基礎上，能夠實現對生產計劃和生產庫存的合理化管理。希望本文的研究能為實際的生產管理工作提供有價值的參考，助力企業實現利潤提升。