工業(yè)企業(yè)建設(shè)MES項(xiàng)目的必要性和效益分析

• 關(guān)鍵詞： MES 工業(yè)企業(yè)建設(shè)
• 摘要：本文作者設(shè)計(jì)和實(shí)施過可口可樂、甲飲品公司、四川長(zhǎng)虹、赤天化等國(guó)際、國(guó)內(nèi)著名企業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）項(xiàng)目，以自己親身經(jīng)歷的案例介紹MES項(xiàng)目建設(shè)的必要性和效益分析。

一、MES現(xiàn)狀

　　工業(yè)企業(yè)的特點(diǎn)是多品種、配套性強(qiáng)、資金密集型和技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)。目前，工業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)自動(dòng)化已經(jīng)非常完善，基本都達(dá)到了自動(dòng)控制的目標(biāo)，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(cái)務(wù)為核心的ERP系統(tǒng)，與生產(chǎn)過程管理嚴(yán)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(shè)。國(guó)內(nèi)MES現(xiàn)狀主要表現(xiàn)如下：

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

（2） 部門、車間多，提的需求與實(shí)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(gè)完整、系統(tǒng)的信息化框架與規(guī)劃。

（3） ERP制定的計(jì)劃，不能細(xì)化到生產(chǎn)的每個(gè)細(xì)節(jié)，達(dá)不到企業(yè)精細(xì)化管理的目標(biāo)；

（4） 企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層只重視以財(cái)務(wù)為核心的ERP管理，忽視了資金流、信息流、物料流的之間的關(guān)聯(lián)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的掌控未能達(dá)到及時(shí)、真實(shí)、準(zhǔn)確的目標(biāo)，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(yùn)行，在工藝與設(shè)備不變的情況下，缺少通過管理軟件來達(dá)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(rùn)。

案例分析：

1) 甲飲品公司2007年以前由信息部牽頭做ERP項(xiàng)目，項(xiàng)目建設(shè)周期達(dá)到四五年時(shí)間，耗資幾千萬，其軟件的使用率只能達(dá)到15%左右。而且建設(shè)周期長(zhǎng)，不能盡快看到經(jīng)濟(jì)效益。

2) 2007年生產(chǎn)部考慮到設(shè)備經(jīng)常出故障，設(shè)備效率低下，使產(chǎn)量供應(yīng)不上，甲飲品公司在全國(guó)有200多條生產(chǎn)線，總部生產(chǎn)部看不到分廠生產(chǎn)與設(shè)備使用情況，分廠上報(bào)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)和設(shè)備利用率對(duì)總部來說不具備及時(shí)性與真實(shí)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(diǎn)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)MES以生產(chǎn)監(jiān)控，績(jī)效考核、設(shè)備運(yùn)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化，生產(chǎn)過程的精細(xì)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(duì)MES功能的要求，MES主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

1.生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的可視化；

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

3.生產(chǎn)設(shè)備效率統(tǒng)計(jì)、分析，作為考核、改進(jìn)設(shè)備的依據(jù)；

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

5.生產(chǎn)設(shè)備預(yù)警，變被動(dòng)維護(hù)為主動(dòng)維護(hù)；

6.生產(chǎn)重要信息發(fā)布，以便領(lǐng)導(dǎo)能及時(shí)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(diǎn)：由資金流、物料流、信息流組成，貫穿企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)層、管理層及決策層。

（1）企業(yè)建設(shè)ERP，主要解決企業(yè)的資源優(yōu)化、資金管理，如財(cái)務(wù)系統(tǒng)、進(jìn)銷存系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)等；而對(duì)于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的獲取、應(yīng)用、挖潛增效，ERP供應(yīng)商必須具備底層的基礎(chǔ)自動(dòng)化知識(shí)（即需熟悉各個(gè)廠家、各種型號(hào)的DCS/PLC/智能儀表）、行業(yè)背景、業(yè)務(wù)管理流程及相應(yīng)的工程服務(wù)經(jīng)驗(yàn)才能實(shí)施，而ERP供應(yīng)商多為純軟件開發(fā)供應(yīng)商，主要立足于資金流的管理，缺少對(duì)生產(chǎn)底層系統(tǒng)的了解、開發(fā)與應(yīng)用管理經(jīng)驗(yàn)。

（2）工業(yè)企業(yè)由多個(gè)分廠、車間、裝置等組成，雖然各個(gè)裝置、車間、生產(chǎn)線具備了獨(dú)立的控制系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)，并解決了單套裝置、單個(gè)車間、單條生產(chǎn)線的生產(chǎn)及管理問題，但這些都為一個(gè)個(gè)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(shí)到位、決策經(jīng)營(yíng)層的決策依據(jù)（即生產(chǎn)數(shù)據(jù)）不夠透明與真實(shí)，在管理效率上完全沒發(fā)揮至極大化。

　　基于以上兩點(diǎn)，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(guó)企業(yè)實(shí)施過ERP而未能取得成功的重要原因。究其原因，在于國(guó)外在80年代基礎(chǔ)自動(dòng)化就非常完善，在90年代MES已經(jīng)處于大量應(yīng)用階段，對(duì)于這方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)在90年代末期，基礎(chǔ)自動(dòng)化才剛剛興起，而脫離了MES，ERP成為“空中樓閣”，在對(duì)生產(chǎn)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)應(yīng)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(shì)。

　　因此，MES是工業(yè)企業(yè)信息化建設(shè)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(zhǔn)確、透明、真實(shí)。企業(yè)建立一套高度精細(xì)化和智能化的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）來控制、疏導(dǎo)整個(gè)生產(chǎn)過程，使企業(yè)向生產(chǎn)制造柔性化和管理精細(xì)化方向發(fā)展，提高市場(chǎng)應(yīng)對(duì)的實(shí)時(shí)性和靈活性，降低不良品率，改善生產(chǎn)線的運(yùn)行效率，降低生產(chǎn)成本。

　　目前，MES在中國(guó)已經(jīng)得到廣泛認(rèn)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(yīng)用，尤其在以國(guó)內(nèi)最大、最具代表性的工業(yè)巨頭、超大型企業(yè)的帶動(dòng)下，各中、小企業(yè)也得到了普通的應(yīng)用。

案例分析：

1) 可口可樂皆為國(guó)際企業(yè)，四川長(zhǎng)虹為國(guó)內(nèi)五百?gòu)?qiáng)企業(yè)，這些企業(yè)已經(jīng)在幾年前已經(jīng)完成了MES建設(shè)，并且一直在穩(wěn)定的運(yùn)行。

2) 實(shí)施單位皆為專業(yè)的自動(dòng)化公司，在短期內(nèi)（兩個(gè)月到半年時(shí)間）為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益（詳見效益分析）。

三、MES主要建設(shè)內(nèi)容

　　經(jīng)過多年國(guó)、內(nèi)外企業(yè)的實(shí)踐證明：MES系統(tǒng)建設(shè)是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及關(guān)系數(shù)據(jù)庫為核心，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為硬件基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)集成平臺(tái)為軟件基礎(chǔ)，其它數(shù)據(jù)服務(wù)功能模塊為擴(kuò)展應(yīng)用的相輔相成的系統(tǒng)工程。目前，國(guó)內(nèi)外主流的工業(yè)企業(yè)中信息化的建設(shè)框架，主要由“二庫三層”構(gòu)成：

1、二庫：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、關(guān)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(shè)備管理通過設(shè)備效率計(jì)算，設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)分析，可以進(jìn)行設(shè)備故障預(yù)警，提前準(zhǔn)備備品備件，提高了設(shè)備效率。

1)故障發(fā)生頻率統(tǒng)計(jì)（采用排列圖來分析）。即一段時(shí)間（例如一個(gè)月）灌裝停機(jī)時(shí)間分析，其中灌裝機(jī)故障導(dǎo)致的停機(jī)421min，包裝機(jī)故障導(dǎo)致停機(jī)350min，標(biāo)簽機(jī)故障致停機(jī)179min，打碼機(jī)故障致停機(jī)45min?？梢岳L制出柏拉圖如下：

1) 設(shè)備效率計(jì)算

賺得時(shí)間＝合格產(chǎn)品/生產(chǎn)線額定輸出

機(jī)械效率 (ME)= 賺得時(shí)間/灌注時(shí)間

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

生產(chǎn)線總利用率(GLU)= 賺得時(shí)間/可用時(shí)間

時(shí)間利用率(TE)=灌注時(shí)間/生產(chǎn)線占用時(shí)間

機(jī)械效率(ME)= 賺得時(shí)間/灌注時(shí)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(shí)間/生產(chǎn)線占用時(shí)間

=(灌注時(shí)間/生產(chǎn)線占用時(shí)間)×(賺得時(shí)間/灌注時(shí)間)

                         = TE ×ME

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

                         =時(shí)間利用率×設(shè)備開動(dòng)率×合格品率

                         =OEE(OverallEquipment Effectiveness)設(shè)備的綜合效率

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

SPC通過以上的預(yù)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(fèi)

• 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

• 提供核心競(jìng)爭(zhēng)力

• 贏得廣泛客戶

• 更好地理解和實(shí)施質(zhì)量體系

四、MES效益分析

A. 預(yù)期效益

通過MES建設(shè)，企業(yè)將從以下幾個(gè)方面獲得良好的管理效益與投資回報(bào)：

1、構(gòu)建系統(tǒng)、全面的企業(yè)基礎(chǔ)硬件網(wǎng)絡(luò)

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(jí)網(wǎng)絡(luò)，使企業(yè)具備了信息化建設(shè)的基礎(chǔ)硬件平臺(tái)。

2、構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的信息集成平臺(tái)

建立綜合信息集成平臺(tái)，實(shí)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(diǎn)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(gòu)的費(fèi)用投資。

3、構(gòu)建企業(yè)的實(shí)時(shí)信息中樞

“數(shù)據(jù)是企業(yè)的財(cái)富”、“數(shù)據(jù)為王”，流程工業(yè)專業(yè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立，是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用、挖潛增效、提升精細(xì)化管理的核心內(nèi)容，是企業(yè)信息化應(yīng)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(jìn)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(xué)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(guān)鍵信息，定性定量地分析企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提供了可靠的依據(jù)，為企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的應(yīng)變能力，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力提供了有力的工具。并在很大程度上促進(jìn)了操作人員、管理人員的素質(zhì)提升，增強(qiáng)了企業(yè)整體素質(zhì)與實(shí)力。

5、提升企業(yè)軟實(shí)力

系統(tǒng)的建設(shè)，尤其是調(diào)度中心的建設(shè)，不僅使操作管理、調(diào)度管理、經(jīng)營(yíng)管理、高層決策等實(shí)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(biāo)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(qiáng)了公司的軟實(shí)力，增強(qiáng)了公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

6、實(shí)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(yíng)和領(lǐng)導(dǎo)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(shí)間，加強(qiáng)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(dǎo)管理、提升產(chǎn)品品質(zhì)

通過MES各功能模塊的建設(shè)，以標(biāo)準(zhǔn)為內(nèi)核、個(gè)性化需求為輔助內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備、能源（水、電、汽、風(fēng)、油）、KPI績(jī)效、物料、產(chǎn)品出入庫、安全環(huán)保、生產(chǎn)調(diào)度等精細(xì)化管理，通過跟蹤、記錄、統(tǒng)計(jì)、分析、預(yù)警等手段，以報(bào)表、流程圖、短信等方式真實(shí)、準(zhǔn)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(hù)成本。

8、幫助用戶“節(jié)能減排”

通過對(duì)高耗能設(shè)備能源消耗的監(jiān)控與優(yōu)化及對(duì)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(tái)支持，提供化工企業(yè)的效益和市場(chǎng)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

9、為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)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(tái)，建立統(tǒng)一界面和形式多樣的顯示方式：如表格、趨勢(shì)、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(jìn)行即時(shí)查詢?yōu)g覽，以便及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地了解企業(yè)有關(guān)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的信息，為領(lǐng)導(dǎo)快速、準(zhǔn)確、及時(shí)的作出科學(xué)決策提供依據(jù)。

10、提高協(xié)調(diào)效率，節(jié)省成本

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與MES的一體化設(shè)計(jì)、實(shí)施，為企業(yè)新建（搬遷/擴(kuò)建）工程、整體信息化建設(shè)將節(jié)省大量的維護(hù)成本、人力成本及管理成本，同時(shí)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(dǎo)致工期延誤和生產(chǎn)投運(yùn)滯后。

 B. 實(shí)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(gè)月實(shí)施完成，實(shí)施后經(jīng)過統(tǒng)計(jì)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(shè)備采購(gòu)價(jià)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(jì)算，做二十條生產(chǎn)線的MES相當(dāng)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(jié)：企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，主要在三個(gè)方面，人員效率的提高，設(shè)備效率的高，質(zhì)量的提高，MES能通過績(jī)效管理、設(shè)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(tuán)MES系統(tǒng)經(jīng)過3年的運(yùn)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(shí)現(xiàn)將各分廠乃至全集團(tuán)的采購(gòu)，銷售，生產(chǎn)流程，庫存徹底的納到了一個(gè)整體的有組織有紀(jì)律的全方位監(jiān)管的環(huán)境中，同時(shí)間接實(shí)現(xiàn)了原材料消耗的成本透明；并且通過網(wǎng)絡(luò)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(luò)中，沒有地域限制，所有的數(shù)據(jù)都是實(shí)時(shí)的，就如同一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)在管理一個(gè)企業(yè)的效果。既降低了管理成本，又實(shí)現(xiàn)了扁平化管理。

該系統(tǒng)獲得“中國(guó)建材杯”全國(guó)建材行業(yè)技術(shù)革新一等獎(jiǎng)。