智慧製造的「新標竿」MES為企業智能轉型 踏出堅實的一步

文：石渼華

生產製造管理 智慧製造

製造不可控 關鍵在於「透明化」

製造業面臨因客群需求變化、上下游廠商變化，為因應外在變化，企業追求創新提高回應速度，例如精益生產、柔性製造以提升生產效率和縮短訂單交期。

工廠透明化、可視化是製造業轉向智慧製造的關鍵，當廠長不清楚異常、品質狀況，生產人員很難做到針對現場狀況異常快速回應；設備不停運轉、人員加班、庫存不斷增加，裝配線上物料堆積如山，最終產品還是沒法交出去。

然而，傳統工廠作業模式存在資訊不明化、不正確的黑洞。通常廠長電話給工廠主任，通知生產線組長查看記錄本或到現場清點，這樣的場景已經無法因應和滿足客製化生產模式。

突擊製造現場 面對現實

製造業要如何能夠實現少量少樣的快速生產？必須先把ERP和MES等資訊系統徹底打通，讓工廠原本所有資訊孤島實現連通，從完全自動化和部分資訊化，進入了完全自動化和完全資訊化。

想像一智慧工廠場景？透由ERP系統接到訂單後，自動告知補庫，自動計算物料消耗，或是在生產過程中，元器件出了問題，系統會自動停止使用了該器件的產品生產。

然而，現實總是殘酷，大多數製造企業多停留在2.0到2.5，亦即人工作業模式加上部分資訊化如ERP，從投料到生產入庫的過程中是沒有資訊化管理的，透過人工、紙本統計，生產人員每天做收集記錄，不清楚工廠生產狀況，當無法實現對現場執行即時的有效管控，即會產生製造過程中存在的，「資訊黑洞」。

又或者，雖然部分企業已經導入ERP和MES，但仍存在資訊斷層、資訊孤島的問題。亦即當ERP給MES下達生產計畫指令後，MES在生產過程中發生了與計畫偏差（比如設備故障、原料不合格等），MES會根據工廠的實際情況進行調整。但ERP是不知道的，所以會繼續按照原本的計畫執行訂單，時間久了，財務系統和工廠的實際情況就會出現非常大的偏差。

ERP和MES的問題只是工廠內系統斷層的一個問題縮影，事實上工廠裡還有非常多系統，設計、製造、採購、辦公等，這些系統都是一個個的資訊孤島。

「智造」了嗎？先管好資訊黑洞

智慧製造是從產品研發、訂單處理到生產調度、數據採集，通過多個資訊系統的無縫整合實現閉環，達到數字技術的應用，通過人機協作，實現高效生產、高質量。這個「資訊黑洞」對製造過程的管理和控制而言，有多方面的不利影響：

1. 生產效率存在改善空間。現場的即時「資訊黑洞」，造成了執行和計畫的不一致，影響生產計畫的準確性。在生產過程中，管理人員需要處理各種各樣的生產異常，資訊黑洞造成對現場異常的反應能力減低，降低生產效率。

2. 物流不透明，不能精確計算實際物料使用狀況。如：物料進入工廠後，可能因為計畫的變動等原因，物料沒有被使用，從而使物料需求失真；又如工人對現場物料的領用有時比較混亂，而現場物流缺乏有效的跟蹤手段，造成企業與供應商結算的帳物難以匹對。

3.不能有效進行品質管理。在生產製造過程中，工藝、設備、原材料、工人操作等都可能造成品質缺陷，若沒有進行體系化的工藝參數和質量數據跟蹤記錄，當出現品質問題後，無法及時發現和追查品質原因，難以在造成大規模損失之前糾正問題；或當出現品質問題需要進行產品召回時，不易確定召回的產品範圍。

資訊化與自動化融合和協同

智慧製造實現是通過計畫層、執行層和控制層三個層面，企業通過計畫層管理（ERP、ＡＰＳ等）系統，根據客戶訂單、庫存和市場預測等情況整合現有的生產資源，編制生產計畫；執行層根據計畫層下達的生產計畫制定工廠作業計畫，安排控制層的加工任務，對作業計畫和任務執行情況進行匯總和上報；控制層，主要是向上對計畫層進行傳導，向下對執行層進行控制，將企業上層生產計畫系統與工廠下層的設備控制系統聯繫起來，打通工廠資訊通道，提高企業製造管理的靈活性和準確性。

MES(Manufacturing Execution System)生產製造執行系統，即是一套面向製造企業執行層的生產資訊化管理系統，而MES系統的應用恰恰是企業邁向「智慧製造」的第一步。從製造端切入以MES專案為核心，讓「智能化」取代「自動化」；通過RFID、工業以太網等先進技術的引入將生產製造過程資訊透明化，同時通過MES與APS、ERP等業務系統高度整合與跨平台協同整合，打通生產資料鏈。

通過資訊化、自動化的深度融合，打通企業在計畫、採購、物流、製造、倉儲等各個環節的業務資料鏈，打造一個具有更低成本、更高性能、更大柔性的生產製造能力的生產管理體系，將是企業實「智慧製造」的核心關鍵。

因智造 ERP、MES更需要彼此

隨著智慧製造議題發燒，ERP是否能繼續生存，同樣受到關注。

ERP定位於企業計畫，其管理的數據以周、天為時間週期，隨著ERP系統在企業應用的深入，只有獲取即時資訊，方能確保生產計畫高效/順利的執行，ERP系統逐漸顯示出其局限性。

ERP與MES各自扮演不同角色，當ERP下達的工單到生產現場後，產品製造是以產線「工單」或「批次」為線索的執行過程。在這個過程中，現場管理人員需要即時資訊進行決策，比如不同產線上目前正在執行那些工單，進度如何，是否有品質異常的情況； 執行人員需要得到即時的任務，以確保他們在正確的時間、地點，執行正確的工作，比如物料應該在什麼時候供應到工位，那些工位有設備異常，需要馬上進行搶修等。同時，生產排程、完工情況、班組/人員、物料齊套率、設備維護、品質報警等各執行要素，相互促進也互相制約，可「牽一發而動全身」。

以財務角度出發的ERP系統，必須與MES系統協同運作，嚴格控管生產過程品質、設備、物料、人員，確保每個工序是準確有效地進行，並且即時追蹤與監控數據，回饋生產狀況進行異常排除，才能真正解決和改善物料使用狀況、設備可用狀況、工單交付進度、生產合格率、備件耗用情況等，進而提升生產效率縮短訂單交付。

智能化意識高漲，需要更高生產工廠管理要求，製造業最終要實現的是生產透明化、提高效率與品質。ERP系統不能取代生產管理系統原因在於，隨著製造精益管理的需求越來越高，必須依賴一個以MES為核心的製造管理系統，一套生產標準化制程，品質嚴格管理要求，才能對生產製造進行深度和精細管理。

傳統工廠通常遇到的問題：

• 工廠回饋數據如設備運行時間、停滯時間、產能、廢品原因、利用與生產效率、有效率等是否正確？

• 底層工廠數據回饋和高層ERP系統數據識別間的延滯到底有多少？

• 明明還沒有全負荷運行，為什麼會有這麼多交貨時間問題？

• 儘管滿負荷生產且有高營業額，卻沒有達到預期中收益？

  
  

MES怎麼解決這些鴻溝：

• 確切掌握生產狀況，提高交貨準確度，理順廠內配送物流，達成產、供、銷配合；

• 正確掌握在製品數量及不良品追蹤，降低在製品生產成本；

• 以條碼及RFID等手段追蹤產品序號，收集完整資料及過程品質資訊，提高產品售後服務水準及滿意度；

• 及時反應品質問題，追蹤品質歷史記錄，提高產品品質；

• 減少人工統計和手工報表，提高現場管理人員生產力；

• 充分掌握工具、設備等使用狀況，製造資源做有效運用等。

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