集團(tuán)內(nèi)MES的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

應(yīng)碧

（上海電氣電站設(shè)備有限公司，上海 201199）

集團(tuán)內(nèi)MES的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

（上海電氣電站設(shè)備有限公司，上海 201199）

由于ERP本身的限制，以及工廠層的動(dòng)態(tài)變化特性和生產(chǎn)過(guò)程中的大量不確定性，管理層的計(jì)劃常常與車間層的實(shí)際情況相脫節(jié)。ERP的實(shí)施使得企業(yè)在宏觀上的運(yùn)行處于最優(yōu)狀態(tài)，但ERP的計(jì)劃在執(zhí)行過(guò)程中常需要根據(jù)實(shí)際的變化進(jìn)行調(diào)整。文章將結(jié)合集團(tuán)企業(yè)的特點(diǎn)，闡述集團(tuán)內(nèi)MES的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

ERP；MES；勞動(dòng)力管理；派工單

1 MES的設(shè)計(jì)

隨著集團(tuán)對(duì)企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning，ERP）逐步實(shí)施和應(yīng)用的深入，自2010年起逐步有企業(yè)反饋，ERP排產(chǎn)計(jì)劃的不確定性越來(lái)越嚴(yán)重，常常造成戰(zhàn)略管理部門制定的計(jì)劃和工廠層的實(shí)際情況相脫節(jié)，而來(lái)自制造現(xiàn)場(chǎng)的反饋數(shù)據(jù)和實(shí)際偏差較大，基于商業(yè)模型的ERP難以較好地進(jìn)行調(diào)度和執(zhí)行，同時(shí)，考慮到面向設(shè)備和流程的控制層模型過(guò)于具體，也無(wú)法完成信息提取和調(diào)度執(zhí)行功能。為了打通企業(yè)的計(jì)劃層和控制層，集團(tuán)需要自主設(shè)計(jì)一套符合企業(yè)自身生產(chǎn)特點(diǎn)的制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）作為中間系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)ERP的局限性。

根據(jù)企業(yè)的調(diào)研反饋，企業(yè)急需解決的是車間現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度和加工執(zhí)行的管理，即勞動(dòng)力管理，以下將詳細(xì)闡述設(shè)計(jì)方案。

1.1 班次和日歷管理

班次管理是定義每天每班的開(kāi)工和完工時(shí)間，而日歷管理是指期間內(nèi)班次的循環(huán)規(guī)則，每個(gè)加工人員根據(jù)排班情況分配相應(yīng)的日歷。

1.2 生產(chǎn)調(diào)度

這塊功能主要面向車間調(diào)度。調(diào)度每天按照生產(chǎn)計(jì)劃，將ERP中生產(chǎn)訂單同步至MES，同步的信息包括：生產(chǎn)訂單表頭和生產(chǎn)訂單工序，表頭包含生產(chǎn)訂單號(hào)、調(diào)度員、計(jì)劃員、訂單開(kāi)工完工日期等，工序信息包含工序順序號(hào)、加工中心、工序描述、計(jì)劃工時(shí)等。

調(diào)度將需要派工的自加工工序生成工單并下發(fā)，根據(jù)工人排班情況生成日常派工單或加班派工單，以便后續(xù)工資結(jié)算時(shí)可區(qū)分日常加工和加班加工的工時(shí)，派工單可分派給操作工或者班組長(zhǎng)，如果是分派給班組長(zhǎng)的派工單，可由班組長(zhǎng)再分配給具體操作工。其次，為了適應(yīng)裝備制造業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，派工時(shí)可以選擇多種模式：關(guān)聯(lián)（同一時(shí)間內(nèi)一人多任務(wù)）、并行（同一時(shí)間內(nèi)多人一任務(wù)）、關(guān)聯(lián)+并行（同一時(shí)間多人多任務(wù)）。派工單會(huì)自動(dòng)推送到每個(gè)操作工的待加工任務(wù)界面。

1.3 生產(chǎn)加工

這塊功能主要是面向操作工。操作工每天登錄系統(tǒng)后，能查看待加工任務(wù)，然后選擇需要開(kāi)工的派工單并點(diǎn)擊“開(kāi)始派工單”，操作工在加工的同時(shí)，系統(tǒng)后臺(tái)就自動(dòng)開(kāi)始記錄派工單的執(zhí)行時(shí)間，當(dāng)加工任務(wù)需要暫?；蛘咄旯r(shí)，操作工先自檢，然后在系統(tǒng)中點(diǎn)擊“暫停派工單”或者“完成派工單”，并根據(jù)自檢結(jié)果完成此期間內(nèi)合格品產(chǎn)量的錄入，系統(tǒng)會(huì)同步停止記錄派工單的執(zhí)行時(shí)間，并且產(chǎn)生一條加工記錄，包含產(chǎn)量和實(shí)際加工工時(shí)，待后續(xù)質(zhì)檢和審核。

操作工開(kāi)始派工單時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)操作工所分配的日歷，定位到操作工當(dāng)前的班次，判斷是否能開(kāi)始加工任務(wù)，日常派工單只能在正常上班時(shí)間開(kāi)啟，加班派工單只能在非上班時(shí)間開(kāi)啟。

關(guān)聯(lián)模式下的派工單，即同一時(shí)間內(nèi)一人多任務(wù)的情況，操作工只要選擇一條加工任務(wù)進(jìn)行開(kāi)始、暫停、完工操作，其余綁定的加工任務(wù)會(huì)同步執(zhí)行；并行模式下的派工單，即同一時(shí)間內(nèi)多人一任務(wù)的情況，只要一位操作工選擇加工任務(wù)進(jìn)行開(kāi)始、暫停、完工操作，其余綁定的操作工相關(guān)加工任務(wù)會(huì)同步執(zhí)行。并行+關(guān)聯(lián)模式下的派工單，就是前兩種模式的組合，一人操作一個(gè)任務(wù)，所有綁定的人員和加工任務(wù)會(huì)同步執(zhí)行。

1.4 完工處理

（1）加工記錄專檢。當(dāng)操作工暫?；蛘咄瓿膳晒螘r(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一條加工記錄，包含此次加工的產(chǎn)量和實(shí)際加工工時(shí)，如果該加工記錄對(duì)應(yīng)的派工單需要工序?qū)z時(shí)，流程處理節(jié)點(diǎn)會(huì)走到質(zhì)檢人員處，質(zhì)檢人員對(duì)該道工序完工產(chǎn)品進(jìn)行專檢，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果修正操作工之前確認(rèn)的合格品產(chǎn)量。

（2）加工記錄審核。專檢結(jié)束后，流程處理節(jié)點(diǎn)會(huì)走到審核人員，審核員對(duì)加工記錄的工時(shí)進(jìn)行審核，修正由于操作工誤操作或者系統(tǒng)宕機(jī)造成的工時(shí)差異。如果派工單不需要專檢，那么產(chǎn)量和工時(shí)都需要由審核員來(lái)審核。

（3）工時(shí)回傳。審核完畢的加工記錄，需要將產(chǎn)量和實(shí)際工時(shí)及時(shí)回傳至ERP，以便訂單在ERP統(tǒng)計(jì)到工時(shí)成本，為了配套ERP工時(shí)統(tǒng)計(jì)的分類，MES實(shí)際工時(shí)也分成人工工時(shí)和機(jī)器工時(shí)，而實(shí)際工時(shí)取值邏輯與派工單類型有關(guān)，具體如下：

如果是普通派工單，即同一時(shí)間一人一任務(wù)，那么加工記錄的人工工時(shí)與機(jī)器工時(shí)都為系統(tǒng)累積的加工工時(shí)；如果是關(guān)聯(lián)派工單，即同一時(shí)間一人多任務(wù)，那么每條加工記錄的機(jī)器工時(shí)為系統(tǒng)累積的加工工時(shí)，而每條加工記錄的人工工時(shí)按照計(jì)劃工時(shí)比例分?jǐn)偫鄯e的加工工時(shí)；如果是并行派工單，即同一時(shí)間多人一任務(wù)，那么每條加工記錄的人工工時(shí)為系統(tǒng)累積的加工工時(shí)，而每條加工記錄的機(jī)器工時(shí)按照計(jì)劃工時(shí)比例分?jǐn)偫鄯e的加工工時(shí)。

如果是關(guān)聯(lián)+并行派工單，即同一時(shí)間多人多任務(wù)，那么每條加工記錄的人工工時(shí)和機(jī)器工時(shí)都為按照計(jì)劃工時(shí)比例分?jǐn)偫鄯e的加工工時(shí)。

（4）定額分?jǐn)?。所謂定額分?jǐn)偅褪菍⒂屑庸び涗浀墓螌?duì)應(yīng)的計(jì)劃工時(shí)，分?jǐn)偟骄唧w操作工，為月底工人工資結(jié)算提供有效數(shù)據(jù)。由于歷史原因，筆者所在集團(tuán)下的很多工廠一直使用計(jì)劃工時(shí)結(jié)算工人工資，因此在MES的設(shè)計(jì)上，仍然保留定額分?jǐn)傔@一功能。

定額分?jǐn)傔壿嫞喝绻挝赐旯?，按?shí)際工時(shí)提取計(jì)劃工時(shí)，剩余部分作為下次定額分?jǐn)偟目傤~；如果工單全部完工，提取全部剩余計(jì)劃工時(shí)。如果工單由多人一起加工完成，系統(tǒng)按此工單每人發(fā)生的實(shí)際工時(shí)比例去分?jǐn)傆?jì)劃工時(shí)。

2 MES應(yīng)用過(guò)程中的問(wèn)題及解決方案

自2010年有工廠提出MES需求后，集團(tuán)信息部走訪調(diào)研集團(tuán)下屬多家工廠，歷時(shí)近一年時(shí)間設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)MES系統(tǒng)，系統(tǒng)于2012年初具雛形，并于同年集團(tuán)選擇了一家下屬工廠作為試點(diǎn)應(yīng)用企業(yè)。試點(diǎn)應(yīng)用過(guò)程中，管理人員也遇到了一些問(wèn)題，不僅是操作類的問(wèn)題，還有管理類的問(wèn)題。以下列出了一些比較典型的問(wèn)題和解決方案。

2.1 操作類問(wèn)題

由于工廠屬于裝備制造業(yè)企業(yè)，派工單執(zhí)行的時(shí)間較長(zhǎng)，派工單在執(zhí)行過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生操作工變更的情況，按照初始的設(shè)計(jì)，如果派工單的人員發(fā)生變更，需要操作工完成原派工單，調(diào)度員重新派工生成新派工單，操作工再開(kāi)始新派工單，這樣的操作比較繁瑣，在系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，考慮調(diào)度員在原派工單上完成人員調(diào)整的工作，并且可選擇立即執(zhí)行還是待下次開(kāi)工時(shí)執(zhí)行，系統(tǒng)自動(dòng)記錄人員調(diào)整前后的加工記錄，而不需要通過(guò)手工執(zhí)行新老派工單來(lái)記錄。

對(duì)于當(dāng)天無(wú)法加工完成的派工單，操作工需要在下班前手工進(jìn)行暫停，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于操作工人數(shù)過(guò)多，而加工現(xiàn)場(chǎng)的工控機(jī)較少，導(dǎo)致下班時(shí)間操作工都堆積在工控機(jī)前進(jìn)行暫停操作。在系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，就考慮根據(jù)操作工的日歷時(shí)間，做自動(dòng)暫停功能，并且系統(tǒng)自動(dòng)記錄加工時(shí)間。

2.2 管理類問(wèn)題

在系統(tǒng)推進(jìn)使用過(guò)程中，最大的阻力來(lái)自于一線操作工，由于操作工的工資是依據(jù)計(jì)劃工時(shí)來(lái)結(jié)算的，因此操作工最大的擔(dān)憂是應(yīng)用MES后，管理層會(huì)調(diào)整原先有水分的計(jì)劃工時(shí)，即“割定額”問(wèn)題。因?yàn)閼?yīng)用MES后，電子工票取代原先的紙質(zhì)工票，之前操作工報(bào)工只需要在紙質(zhì)工票上手工填寫(xiě)實(shí)際產(chǎn)量和工時(shí)，現(xiàn)在只能通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)記錄，并且系統(tǒng)限定每個(gè)操作工同一時(shí)間只能開(kāi)始一張派工單（除了關(guān)聯(lián)派工單），操作工為了能開(kāi)始下個(gè)派工單，必須在完成前一個(gè)派工單時(shí)，及時(shí)在系統(tǒng)中報(bào)工，通過(guò)這樣的方式，系統(tǒng)能真實(shí)反映出加工的實(shí)際工時(shí)，同時(shí)也能暴露出有水分的計(jì)劃工時(shí)，這類“信息黑洞”的顯性化無(wú)疑也是操作工最擔(dān)心的問(wèn)題。工廠管理層針對(duì)這一問(wèn)題，制訂了應(yīng)用MES“兩步走”的方案，第一階段，先不調(diào)整計(jì)劃工時(shí)，只收集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)；第二階段，逐步調(diào)整計(jì)劃工時(shí)，并且同步調(diào)整操作工的工繳費(fèi)。通過(guò)這“兩步走”的方案，使操作工理解應(yīng)用MES，并非減少收入，再配套“以點(diǎn)帶面”的方式，操作工也逐步適應(yīng)了電子工票的推行。

3 MES應(yīng)用帶來(lái)的管理提升

MES的應(yīng)用不僅提升了企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理的水平，同時(shí)還為企業(yè)破解了制造現(xiàn)場(chǎng)的“信息黑洞”，為管理層的決策提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。主要有以下幾個(gè)方面。

第一，工廠全面實(shí)行電子工票，取消原先的紙質(zhì)工票，為企業(yè)降本增效，并提升了現(xiàn)場(chǎng)管理水平。

第二，為企業(yè)提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，貼合實(shí)際調(diào)整計(jì)劃工時(shí)，為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)成本估算提供數(shù)據(jù)支撐，減少因?yàn)閿?shù)據(jù)不準(zhǔn)導(dǎo)致的成本差異，同時(shí)使銷售人員能通過(guò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)價(jià)。

第三，通過(guò)實(shí)際工時(shí)數(shù)據(jù)的收集，計(jì)劃人員將更合理地進(jìn)行排產(chǎn)和調(diào)度，為現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)能評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。

4 MES的后續(xù)展望

本文主要介紹的是MES中勞動(dòng)力管理模塊，覆蓋了排產(chǎn)、調(diào)度、加工、報(bào)工、工時(shí)處理等業(yè)務(wù)，但現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行管理遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止勞動(dòng)力管理，后續(xù)將考慮齊備性管理和質(zhì)檢管理的設(shè)計(jì)。

齊備性管理主要指開(kāi)工前的檢查，包括：材料、設(shè)計(jì)工藝圖紙、工裝工具等這些必要的開(kāi)工條件是否具備，齊備性管理的前提是ERP中應(yīng)用工藝組件分配、PRT分配等功能，可以通過(guò)接口將這些信息同步到MES，配套MES調(diào)度管理，實(shí)現(xiàn)齊備性管理。

質(zhì)檢管理主要指的是工序性專檢的管理，檢驗(yàn)人員對(duì)加工完畢的工序按檢驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行專檢，并記錄檢驗(yàn)結(jié)果。目前工廠的專檢是在ERP中管理的，由于工序性專檢也屬于現(xiàn)場(chǎng)管理，后續(xù)考慮將這塊內(nèi)容也納入到MES中進(jìn)行管理。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)近幾年MES的應(yīng)用與優(yōu)化，有效地解除了企業(yè)“信息黑洞”，加快了企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善了調(diào)度與生產(chǎn)計(jì)劃的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)性與先進(jìn)性。而筆者所在集團(tuán)是典型的裝備制造業(yè)，集團(tuán)內(nèi)MES的設(shè)計(jì)與應(yīng)用也能對(duì)整個(gè)裝備制造業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)管理起到相應(yīng)的借鑒作用。

[1]王志新.制造執(zhí)行系統(tǒng)MES及應(yīng)用[M].上海：中國(guó)電力出版社，2006.

Design and application of MES in the group

Ying Birong
（Shanghai Electric Power Equipment Co., Ltd., Shanghai 201199, China）

Due to ERP restrictions, and the dynamic characteristics in factory layer and a large number of uncertainties in production process, the plan in the management layer is always separated from the actual situation in the workshop layer. The implementation of ERP layer makes enterprises stay in the optimal state in macro operation. However, the ERP plan in the implementation process should adjust itself according to the actual change. The article will combine the characteristics of group enterprises to expound the design and application of MES in the group.

ERP; MES; labor management; dispatch

應(yīng)碧（1980— ），女，浙江寧波，工程師；研究方向：企業(yè)信息化應(yīng)用。