MES製造執行系統-智慧製造的雙向訊息傳遞者

工業4.0:軟體趨動硬體時代來臨-MES篇

工業的變革不是現在才開始流行,而是過去的每一年、每一次科技發展的推進都在推擠著工業變革的高峰,當產品研發週期愈短,產品的生產規模愈大的時候,這些大量生產的製成品,馬上就變成了過時品;因此在全球化、綠能環保和可持續發展的目標之下,需要可靠的市場規劃和預測,和大量精準的營運數據。

因此有許多的觀點和理論再次被強化,但無論多少新舊論點被提出,皆無法搶去「MES製造執行系統」在工業4.0的光彩!因著與生俱來的特質,愈來愈多的企業關注到MES身為承載工廠核心的營運平台,是連接ERP生產計劃的執行者,是將所有執行系統與現場作業控制層連接的中樞。

什麼是製造執行系統(Manufacturing Execution System , MES)

製造執行系統協會MESA對製造執行系統MES的定義:

在產品從工單發出到成品完工的過程中,製造執行系統起到傳遞信息以優化生產活動的作用。在生產過程中,藉助實時精確的資訊、MES引導、發起、響應,報告生產活動。作出快速的響應以應對變化, 減少無附加價值的生產活動,提高操作及流程的效率。MES提升投資回報、淨利潤水平、改善現金流和庫存周轉速度、保證按時出貨。MES保證了整個企業內部及供應商間生產活動關鍵任務信息的雙向流動。

MES系統就像是資格檢定,用來判定是否具備智慧製造的基礎資訊化程度,大部分的MES系統模組會包括ERP整合介面以及:

  • 製程控管系統 (Work In Process Tracking , WIP)
  • 訂單管理 (Customer Order Management , COM)
  • 物料管理 (Material Management System, MMS)
  • 生產排程 (Production Scheduling System , PSS)
  • 品質控管 (Statistical Process Control , SPC)
  • 設備控管 (Equipment Management System, EMS)
  • 對外部系統的PDM整合介面(PDM Integration Interface)

MES是將企業生產所需的核心業務如訂單、供應商、物管、生產、設備保養、品管等流程整合在一起的資訊系統,它提供即時化、多生產型態架構、跨公司生產管制的資訊交換;可隨產品、訂單種類及交貨期的變動彈性調整參數等諸多能力,能有效的協助企業管理存貨、降低採購成本、提高準時交貨能力,增進企業少量多樣的生產控管能力。

隨著智慧工廠的建設需求增加,智慧製造的軟體應用焦點逐漸從ERP轉向MES,而MES也從配樂轉變為和主調,對於MES的整合能力要求也同步拉高,不僅要與ERP對接,還要能與控制系統進行資料集成,未來還希望實現將產業規範、知識管理的內容融合到未來的MES系統當中。

ERP和MES有什麼不同?相較於ERP處理的固定資料,MES需要不斷地適應製造現場的管理模式,因此更需要系統支持彈性應變能力,並且MES是直接記錄生產過程中的數據,因此在系統的可靠性和穩定性方面的要求,比ERP還要嚴謹,更具即時性。

ERP MES
定位 ERP的定位是企業資源管理計劃,主要是面向管理人員,管理的周期是以月、週、天為時間單位,當ERP接到訂單,往下傳達工單到生產現場之後,ERP就無法對現場進行有效的管控,即出現了生產資訊的斷層。 MES的定位是於執行層面,接到ERP下達的工單後,即時的發送到產線之中,通過現場的數據採集,直接對操作人員和現場人員,所管理的時間單位則精準到以「現在」、分鐘、小時為週期,提供即時的管理資料。
管理功能範籌 主掌生產、銷售、人力、研發、財務…等,企業營運規劃。 主掌工廠現場的工單派發、製程管理、SPC品質控管、設備OEE分析、產品製程追溯等執行功能。
系統技術 主要處理計劃性資料,數據量較小,不需要和設備層的機台交換數據。

 

主要處理現場數據,數據量大和工廠的製程、現場管理流程和自動化程度的密切度高。

 

 

 

隨著企業資訊化的普及與深化應用,ERP系統逐漸顯示出其管理的侷限性,由於ERP處理企業上層資訊的管理系統,而現場自動化和設備採集的資料則屬於下層的資訊,本身的數據並非真正義意的管理系統,而MES恰好填補了這段的空白,在產品發出工單到產品產製的過程中,在企業的上、下層之間扮演著提供雙向訊息的傳遞者。

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曾有人打趣的比喻:「ERP就是MES的公公婆婆,他們管的事情可多了,而且讓媳婦做啥就得做啥。」

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