導讀

INTRODUCTION

總的來說，現代企業的生產模式經歷了三個時代：大規模量產、多品種小批量生產和大規模定制。這三種模式并非是企業主動為之，而是因市場需要，企業必須應對的產物。

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作者：MPDV中國曹海勇博士原創。曹海勇，同濟大學工學博士，中國首批中德合作培養研究生。畢業后加入西門子德國，參與西門子德國安倍格工廠MES項目，2011年協助MPDV總部進入中國市場。深耕MES領域20余年，有著豐富的行業經驗，拜訪全球超過900家不同行業的制造企業，非常熟悉不同企業的最佳生產管理實踐。

現代工業能夠逐步淘汰手工業很大的因素是通過大規模量產在很大程度上降低了物品的價格和滿足市場供應。隨著人們生活水平的提高，對物質需求從簡單的數量滿足轉化為更多選擇和更低的換新成本。當這種市場個性化需求進一步發展時，出現了“定制”要求。汽車工業和電子消費產品已經很好演繹了這一市場變化。

面臨不同的市場環境，企業必須能夠從容應對，否則會陷入困境而失去競爭力。在大規模量產環境下，企業更多看重的是資源效率，在多品種小批量時重心變成“滿足交期下更低的換線成本”。產品“定制”在過往是高成本或奢侈的代名詞。起初，市場需求不強烈時，企業并不情愿主動提供“定制”生產，因為愿意為之買單的市場容量不大。

然而，市場不會因為企業不情愿而放棄“定制“需求。另一方面，資本都是逐利的。很多企業不情愿做，一定有少數企業愿意去做，因為他們希望成為領頭羊。甚至我們會看到一些資本跨界。工業4.0就是在這個背景下被德國制造業提出，以保證未來的制造強國地位。


隨著全球化供應鏈體系的日趨成熟，例如在中國和德國可以使用相同的設備和同樣價格的原材料進行生產，德國企業意識到制造強國的地位不斷被挑戰，他們提出能夠提供接近大規模量產的低成本“定制產品”。為實現這一目標，他們的答案：在制造管理過程利用信息流引導最佳增值鏈。為了獲得信息，需要通過系統、網絡獲得增值鏈上各個環節的信息。

事實上，傳統工廠和未來工廠都離不開這個五個基本要素，如圖1所示。只是在不同市場環境下，這五個要素本身的智能化與相互之間的關聯化程度不一。


過去幾年，許多企業投入很大的熱情和資金去探索和實踐“未來工廠”，其中主要的手段是做信息化和自動化。然而，部分企業開始對投資回報產生懷疑，一些還未開始的企業聽到失敗的案例后變得躊躇，他們很困惑自己是否應該去投資“智能化建設”。另一個困惑是應該如何定義自己所需要的“工具”。解決之道并不復雜，從生產管理需要出發。


企業需要問自己：

>對目前的生產管理是否滿意？

>如果不滿意，是哪些業務流程環節？

>嚴重到什么程度，能不能用客觀數據量化？

>不足之處是技術原因還是組織管理原因？

>如果是組織管理方面，是不是人為干擾導致？

>是不是可以通過合適的工具（信息化或自動化）來消除人為干擾？

當這些問題被如實回答后，建設“未來工廠”的兩個困惑也迎刃而解。


圖2描述了制造企業在生產管理過程中每天所面對的業務場景，可以歸納為三個階段：了解當前、評估歷史和展望未來。這三個階段不是孤立的，而是相輔相成、迭代優化。凡事預則立。不言而喻，只有了解自身的生產能力，才能去更好的計劃。車間是動態的，比如設備的非計劃停機或不合理的不良率，所以計劃永遠趕不上變化。但不可能因噎廢食而不去計劃，重要的是了解車間動態，去管理這些變化。例如，發現閑置的產能去合理安排緊急訂單。采集實際的作業時間，與計劃節拍進行比對，可以在計劃時用更為合理的工序占用產能時間來安排工單。

工廠五要素必須結合業務場景，才能根據實際業務需要設計五要素的智能化與關聯化程度。如果設備的維護保養已經做得很出色，那就沒有必要去投入巨資做智能化維護預測。而如果大量的人工檢測耗費人力且屬于事后檢測造成廢品率增加對企業來說是必須改進的，那考慮人工智能質量預測就是合理的投資，而此時要求設備能夠提供過程參數就必不可少。


無論是何種生產模式和制造什么產品，企業的制造管理體系建立和管理能力建設，不是一蹴而就的。體系二字，包含了流程、人員、工具這些要素。體系的建立使業務執行流程不斷在生產實踐中不斷優化。

流程是描述工作過程，即按什么步驟完成何種工作并產生什么結果的流程，制造企業一般都包括一主五輔6個主要業務流程。主流程是唯一的增值流程，即生產控制，描述生產如何執行（建立工藝路線）、生產需要哪些資源（工序要求）、生產成本（工序時間成本核算）和生產進展（在制品或半成品報工）；其他五個流程依賴于生產控制，包括計劃和排產（生產資源可用性和產能、工單順序規則、產能選擇策略等）；生產準備（物料、工具、程序等輔助資源計劃，換線計劃等）；質量控制、（控制計劃、缺陷投訴、失效模式分析等）、設備維護、信息管理（異常事件、工作流、生產會議、檢查清單等）。


體系依靠工具固化和人來執行流程，通過KPI來評估流程執行效果和發現流程設計問題。任何管理體系的建立永遠是圍繞PDCA來開展的。在傳統企業中，流程依靠紙張、Excel承載，這會導致無法及時監控流程執行情況，獲得評估流程所依賴的數據不完整或不正確，從而無法有效發現流程潛力進行改善，無法監控措施的落實效果。甚至在一些企業中，好的流程無法固化和傳承，企業制造水平的可持續性發展依賴于個別人員的經驗或熟練程度。


工欲善其事必先利其器。很多企業已經制定了非常完善的管理流程，如圖4所示的某企業生產控制流程。在三個車間中總共有12位生產助理。計劃員排產后，生產助理根據排產要求負責將生產文件下發到各個工位，在生產過程中負責收集生產數據（設備狀態、工單產出、人員工時、工序作業時間等），然后在Excel中形成當天的生產報表。事實上，相同的生產控制流程在三個車間的運行效果大相徑庭，唯一的原因是員工的執行力。其中只有一個車間的生產助理能夠保持長期工作過程中及時采集正確數據和處理報表，這個車間的制造績效顯著高于其他車間。當MES導入這家企業后，最大的收獲是業務流程執行的穩定性和效率得到了很高的提升，管理層有更多的精力分析系統提供的控制數據，去思考如何對癥下藥提出解決方案，并且在系統中及時監控措施的執行效果。

在后續講座中，我們將以這家企業某個典型產品的生產管理為例介紹MES系統的功能設計和系統實現，幫助您更容易理解MES作為管理體系中的工具如何承載業務流程。