• 關鍵詞： MES 工業(yè)企業(yè)建設
• 摘要：本文作者設計和實施過可口可樂、甲飲品公司、四川長虹、赤天化等國際、國內(nèi)著名企業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）項目，以自己親身經(jīng)歷的案例介紹MES項目建設的必要性和效益分析。

一、MES現(xiàn)狀

　　工業(yè)企業(yè)的特點是多品種、配套性強、資金密集型和技術密集型的產(chǎn)業(yè)。目前，工業(yè)企業(yè)的基礎自動化已經(jīng)非常完善，基本都達到了自動控制的目標，但企業(yè)在管理效率、節(jié)能降耗等方面未能有較好的手段，或只做以財務為核心的ERP系統(tǒng)，與生產(chǎn)過程管理嚴重脫節(jié)，基本都是 “頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，未有系統(tǒng)的規(guī)劃與建設。國內(nèi)MES現(xiàn)狀主要表現(xiàn)如下：

（1） 企業(yè)應用管理軟件紛雜，數(shù)據(jù)接口各異，管理風格多樣化，造成數(shù)據(jù)不能共享與互訪，在企業(yè)的擴展應用中提高了開發(fā)成本；

（2） 部門、車間多，提的需求與實施的軟件只為滿足本部門、本車間，作為公司總部，未能有一個完整、系統(tǒng)的信息化框架與規(guī)劃。

（3） ERP制定的計劃，不能細化到生產(chǎn)的每個細節(jié)，達不到企業(yè)精細化管理的目標；

（4） 企業(yè)領導層只重視以財務為核心的ERP管理，忽視了資金流、信息流、物料流的之間的關聯(lián)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的掌控未能達到及時、真實、準確的目標，管理效率、生產(chǎn)效益未能發(fā)揮至極大化；

（5） 企業(yè)生產(chǎn)正常運行，在工藝與設備不變的情況下，缺少通過管理軟件來達到挖潛增效、節(jié)能降耗的手段，從而未能發(fā)掘出此部份創(chuàng)造的持續(xù)不斷的純利潤。

案例分析：

1) 甲飲品公司2007年以前由信息部牽頭做ERP項目，項目建設周期達到四五年時間，耗資幾千萬，其軟件的使用率只能達到15%左右。而且建設周期長，不能盡快看到經(jīng)濟效益。

2) 2007年生產(chǎn)部考慮到設備經(jīng)常出故障，設備效率低下，使產(chǎn)量供應不上，甲飲品公司在全國有200多條生產(chǎn)線，總部生產(chǎn)部看不到分廠生產(chǎn)與設備使用情況，分廠上報的產(chǎn)量數(shù)據(jù)和設備利用率對總部來說不具備及時性與真實性，所以總部生產(chǎn)部牽頭，擬在天津分廠建立生產(chǎn)管理系統(tǒng)MES，以兩條生產(chǎn)線為試點，生產(chǎn)管理系統(tǒng)MES以生產(chǎn)監(jiān)控，績效考核、設備運行監(jiān)控與效率為核心，并無縫集成控制和其他信息系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化，生產(chǎn)過程的精細化管理，從而提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。

3) 根據(jù)甲飲品公司對MES功能的要求，MES主要實現(xiàn)以下目標：

1.生產(chǎn)的實時監(jiān)控，實現(xiàn)生產(chǎn)的可視化；

2.生產(chǎn)效率分析，統(tǒng)計、分析各班生產(chǎn)效率，作為考核班組的依據(jù)；

3.生產(chǎn)設備效率統(tǒng)計、分析，作為考核、改進設備的依據(jù)；

4.生產(chǎn)設備故障統(tǒng)計、分析，作為提高設備性能和改進設備瓶頸依據(jù)；

5.生產(chǎn)設備預警，變被動維護為主動維護；

6.生產(chǎn)重要信息發(fā)布，以便領導能及時掌控生產(chǎn)情況；

二、MES產(chǎn)生的理由

　　工業(yè)企業(yè)信息化的特點：由資金流、物料流、信息流組成，貫穿企業(yè)整個生產(chǎn)層、管理層及決策層。

（1）企業(yè)建設ERP，主要解決企業(yè)的資源優(yōu)化、資金管理，如財務系統(tǒng)、進銷存系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)等；而對于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的獲取、應用、挖潛增效，ERP供應商必須具備底層的基礎自動化知識（即需熟悉各個廠家、各種型號的DCS/PLC/智能儀表）、行業(yè)背景、業(yè)務管理流程及相應的工程服務經(jīng)驗才能實施，而ERP供應商多為純軟件開發(fā)供應商，主要立足于資金流的管理，缺少對生產(chǎn)底層系統(tǒng)的了解、開發(fā)與應用管理經(jīng)驗。

（2）工業(yè)企業(yè)由多個分廠、車間、裝置等組成，雖然各個裝置、車間、生產(chǎn)線具備了獨立的控制系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)，并解決了單套裝置、單個車間、單條生產(chǎn)線的生產(chǎn)及管理問題，但這些都為一個個的“信息化孤島”、“各自為政”，互相之間數(shù)據(jù)不能共享、管理層調(diào)度決策不能及時到位、決策經(jīng)營層的決策依據(jù)（即生產(chǎn)數(shù)據(jù)）不夠透明與真實，在管理效率上完全沒發(fā)揮至極大化。

　　基于以上兩點，MES在流程工業(yè)企業(yè)中的地位舉足輕重，這也是自2000年以來眾多中國企業(yè)實施過ERP而未能取得成功的重要原因。究其原因，在于國外在80年代基礎自動化就非常完善，在90年代MES已經(jīng)處于大量應用階段，對于這方面，國內(nèi)企業(yè)在90年代末期，基礎自動化才剛剛興起，而脫離了MES，ERP成為“空中樓閣”，在對生產(chǎn)基礎的數(shù)據(jù)應用已完全脫節(jié)。缺少了MES的數(shù)據(jù)支撐，再好的ERP也發(fā)揮不了其優(yōu)勢。

　　因此，MES是工業(yè)企業(yè)信息化建設體系中為必不可少的重要部份，它是使企業(yè)ERP和生產(chǎn)過程控制層PCS之間的一座信息溝通和管理的橋梁，使管理與控制形成一體化，使生產(chǎn)數(shù)據(jù)與管理信息更準確、透明、真實。企業(yè)建立一套高度精細化和智能化的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）來控制、疏導整個生產(chǎn)過程，使企業(yè)向生產(chǎn)制造柔性化和管理精細化方向發(fā)展，提高市場應對的實時性和靈活性，降低不良品率，改善生產(chǎn)線的運行效率，降低生產(chǎn)成本。

　　目前，MES在中國已經(jīng)得到廣泛認可，并在工業(yè)企業(yè)中（如石化、煉油、化工、鋼鐵、制藥、冶煉、空分、電力等）得到了大量推廣與應用，尤其在以國內(nèi)最大、最具代表性的工業(yè)巨頭、超大型企業(yè)的帶動下，各中、小企業(yè)也得到了普通的應用。

案例分析：

1) 可口可樂皆為國際企業(yè)，四川長虹為國內(nèi)五百強企業(yè)，這些企業(yè)已經(jīng)在幾年前已經(jīng)完成了MES建設，并且一直在穩(wěn)定的運行。

2) 實施單位皆為專業(yè)的自動化公司，在短期內(nèi)（兩個月到半年時間）為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益（詳見效益分析）。

三、MES主要建設內(nèi)容

　　經(jīng)過多年國、內(nèi)外企業(yè)的實踐證明：MES系統(tǒng)建設是以實時數(shù)據(jù)庫及關系數(shù)據(jù)庫為核心，基礎網(wǎng)絡建設為硬件基礎，數(shù)據(jù)集成平臺為軟件基礎，其它數(shù)據(jù)服務功能模塊為擴展應用的相輔相成的系統(tǒng)工程。目前，國內(nèi)外主流的工業(yè)企業(yè)中信息化的建設框架，主要由“二庫三層”構成：

1、二庫：實時數(shù)據(jù)庫、關系數(shù)據(jù)庫

2、三層：ERP層（以資金流為核心）、MES層（以物料流、信息流為核心）、PCS層（以生產(chǎn)過程控制為核心）

案例分析：

1.甲飲品廠設備管理通過設備效率計算，設備故障統(tǒng)計分析，可以進行設備故障預警，提前準備備品備件，提高了設備效率。

1)故障發(fā)生頻率統(tǒng)計（采用排列圖來分析）。即一段時間（例如一個月）灌裝停機時間分析，其中灌裝機故障導致的停機421min，包裝機故障導致停機350min，標簽機故障致停機179min，打碼機故障致停機45min。可以繪制出柏拉圖如下：

1) 設備效率計算

賺得時間＝合格產(chǎn)品/生產(chǎn)線額定輸出

機械效率 (ME)= 賺得時間/灌注時間

生產(chǎn)線凈利用率.(NLU)= 賺得時間/生產(chǎn)線占用時間

生產(chǎn)線總利用率(GLU)= 賺得時間/可用時間

時間利用率(TE)=灌注時間/生產(chǎn)線占用時間

機械效率(ME)= 賺得時間/灌注時間

=(總產(chǎn)量/理論產(chǎn)量)×(合格產(chǎn)量/總產(chǎn)量)

生產(chǎn)線凈利用率(NLU)=賺得時間/生產(chǎn)線占用時間

=(灌注時間/生產(chǎn)線占用時間)×(賺得時間/灌注時間)

                         = TE ×ME

                         =時間利用率×(總產(chǎn)量/理論產(chǎn)量)×(合格產(chǎn)量/總產(chǎn)量)

                         =時間利用率×設備開動率×合格品率

                         =OEE(OverallEquipment Effectiveness)設備的綜合效率

2.乙化工集團的質(zhì)量管理，生產(chǎn)線的質(zhì)量跟蹤，提高了整個生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量。

SPC通過以上的預防和控制，能為企業(yè)帶來以下效益：

• 降低成本

• 降低不良率，減少返工和浪費

• 提高勞動生產(chǎn)率

• 提供核心競爭力

• 贏得廣泛客戶

• 更好地理解和實施質(zhì)量體系

四、MES效益分析

A. 預期效益

通過MES建設，企業(yè)將從以下幾個方面獲得良好的管理效益與投資回報：

1、構建系統(tǒng)、全面的企業(yè)基礎硬件網(wǎng)絡

作為工業(yè)企業(yè)信息化的硬件載體，建立了全面、系統(tǒng)的“總部-分廠”級網(wǎng)絡，使企業(yè)具備了信息化建設的基礎硬件平臺。

2、構建堅實的信息集成平臺

建立綜合信息集成平臺，實現(xiàn)了全廠數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成和共享，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問方式（單點登錄），方便未來功能模塊的增加和與其他第三方系統(tǒng)的集成，避免了用戶因新增軟件而額外增加接口、集成功能開發(fā)或采購的費用投資。

3、構建企業(yè)的實時信息中樞

“數(shù)據(jù)是企業(yè)的財富”、“數(shù)據(jù)為王”，流程工業(yè)專業(yè)的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立，是實現(xiàn)實時/歷史數(shù)據(jù)應用、挖潛增效、提升精細化管理的核心內(nèi)容，是企業(yè)信息化應用的信息中樞，是真正意義上的“生產(chǎn)數(shù)據(jù)倉庫”。

4、促進現(xiàn)代化企業(yè)管理制度的建立與員工素質(zhì)的提升

系統(tǒng)的投用，使管理人員樹立科學管理的理念。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES的投用，為管理者掌握大量的生產(chǎn)信息、重要的關鍵信息，定性定量地分析企業(yè)運轉過程中的各項技術經(jīng)濟指標提供了可靠的依據(jù)，為企業(yè)對市場的應變能力，提高企業(yè)的競爭能力提供了有力的工具。并在很大程度上促進了操作人員、管理人員的素質(zhì)提升，增強了企業(yè)整體素質(zhì)與實力。

5、提升企業(yè)軟實力

系統(tǒng)的建設，尤其是調(diào)度中心的建設，不僅使操作管理、調(diào)度管理、經(jīng)營管理、高層決策等實現(xiàn)一體化，也使企業(yè)成為行業(yè)內(nèi)、區(qū)域內(nèi)現(xiàn)代化形象的標志，為企業(yè)形象、業(yè)界知名度、品牌等無形資產(chǎn)上得到極大增值，加強了公司的軟實力，增強了公司的市場競爭力。

6、實現(xiàn)信息集成，提高辦公效率

系統(tǒng)集信息管理、生產(chǎn)經(jīng)營和領導決策為一體。保證了數(shù)據(jù)的高度集成和網(wǎng)上共享，改變了傳統(tǒng)的手工書面的數(shù)據(jù)傳輸方式，縮短數(shù)據(jù)收集和分析的時間，加強了企業(yè)內(nèi)部各部門之間的信息聯(lián)系和工作安排，提高了辦公效率。

7、疏導管理、提升產(chǎn)品品質(zhì)

通過MES各功能模塊的建設，以標準為內(nèi)核、個性化需求為輔助內(nèi)容，實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量、設備、能源（水、電、汽、風、油）、KPI績效、物料、產(chǎn)品出入庫、安全環(huán)保、生產(chǎn)調(diào)度等精細化管理，通過跟蹤、記錄、統(tǒng)計、分析、預警等手段，以報表、流程圖、短信等方式真實、準確、透明的呈現(xiàn)，直觀、高效，提升了無紙化管理水平、產(chǎn)品效益與管理效率，極大的降低了人力成本、管理成本和維護成本。

8、幫助用戶“節(jié)能減排”

通過對高耗能設備能源消耗的監(jiān)控與優(yōu)化及對生產(chǎn)全過程的質(zhì)量分析與控制，為用戶“節(jié)能減排”提供良好的平臺支持，提供化工企業(yè)的效益和市場綜合競爭力。

9、為生產(chǎn)經(jīng)營提供決策依據(jù)

系統(tǒng)的信息依據(jù)兩庫中的數(shù)據(jù)，以客戶端與大屏幕顯示系統(tǒng)為展示平臺，建立統(tǒng)一界面和形式多樣的顯示方式：如表格、趨勢、柱圖等?？蛻舳艘詾g覽器方式查詢，甚至在外地也可以通過INTERNET進行即時查詢?yōu)g覽，以便及時、全面、準確地了解企業(yè)有關生產(chǎn)經(jīng)營管理的信息，為領導快速、準確、及時的作出科學決策提供依據(jù)。

10、提高協(xié)調(diào)效率，節(jié)省成本

基礎網(wǎng)絡建設與MES的一體化設計、實施，為企業(yè)新建（搬遷/擴建）工程、整體信息化建設將節(jié)省大量的維護成本、人力成本及管理成本，同時也極大地提高了協(xié)調(diào)效率，從而避免因多方協(xié)調(diào)而導致工期延誤和生產(chǎn)投運滯后。

 B. 實施后最終效益分析

案例分析1：某飲品廠的兩條生產(chǎn)線經(jīng)過三個月實施完成，實施后經(jīng)過統(tǒng)計分析，生產(chǎn)效率月平均提高了5%左右。

做飲品一條生產(chǎn)線的設備采購價約為3000萬美金，約合人民幣2.1億元，按照每條生產(chǎn)線提高5%計算，做二十條生產(chǎn)線的MES相當于增加了一條生產(chǎn)線，二十條生產(chǎn)線的MES投資一年帶給企業(yè)的效益約2億元。

小結：企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，主要在三個方面，人員效率的提高，設備效率的高，質(zhì)量的提高，MES能通過績效管理、設備管理、質(zhì)量管理、有效的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

案例分析2：山東山水集團MES系統(tǒng)經(jīng)過3年的運行，目前數(shù)據(jù)穩(wěn)定；該系統(tǒng)以永續(xù)盤存思想為中心實現(xiàn)將各分廠乃至全集團的采購，銷售，生產(chǎn)流程，庫存徹底的納到了一個整體的有組織有紀律的全方位監(jiān)管的環(huán)境中，同時間接實現(xiàn)了原材料消耗的成本透明；并且通過網(wǎng)絡無極限的特性，還解決了分廠不集中，不方便管理的特性，在網(wǎng)絡中，沒有地域限制，所有的數(shù)據(jù)都是實時的，就如同一個領導在管理一個企業(yè)的效果。既降低了管理成本，又實現(xiàn)了扁平化管理。

該系統(tǒng)獲得“中國建材杯”全國建材行業(yè)技術革新一等獎。