竞争环境下流程行业MES的实施

[摘 要]从市场竞争和价值链角度讨论了流程行业企业信息化中MES功能的确定，总结了面向企业效益的MES需要考虑的信息准确及时、流程规范、工具利用、管理创新等关键点，给出了实施MES应遵循的成熟度分析方法以及信息集成、事务处理和制造智能3个阶段。 [关键词]流程行业；MES；竞争环境 在前几期，我们陆续介绍了流程行业MES的现状和发展趋势、在企业信息化中的定位以及计划调度、质量、成本、物流、设备等MES主要功能和开发方法，本文从市场竞争角度探讨流程行业MES实施应注意的问题，以保证充分发挥MES的效益。 1 从市场竞争和价值链角度确定MES功能 随着国内企业信息化的日趋深入，MES的重要性和必要性逐渐被流程行业企业所熟悉，但是在实践中，具体到每一企业，如何从整体角度确定MES的功能，还存在仁者见仁、智者见智的不同观点，总结国内冶金企业信息化的现状，根据ERP和MES的功能划分，有“大ERP小MES’和“小ERP大MES"两种情况。前者强调企业资源的统一配置和优化，ERP包打天下，把MES作为向ERP提供现场数据的手段；后者认为ERP只需要提供公司的财务、销售、采购的统一管理，由MES实现与制造有关的所有功能。我们认为，ERP和MES的功能划分不能泛泛而谈，应该结合各企业的管理模式和业务流程，具体问题具体分析，而基本的划分原则是首先从竞争的角度确定企业应采取的基本策略和核心竞争能力，明确采用MES的目的，然后从分析企业的价值链出发，保证企业业务流程闭环、不脱节、不重叠，而不是拘泥于ERP、MES字面意义的诠释。 1.1 从市场竞争的角度确定MES的目的 J M Nicholas在《竞争性制造管理》一书中指出，关注客户需求是基本的和重要的开始，然后，竞争的关键则取决于生产能力。胜者与失败者不同的地方在于前者能持续地提供更好（better）、更便宜（cheaper）、更快（faster）、更柔性（more agile）的产品和服务。 根据McKinsey公司对钢铁行业的分析，影响顾客购买的因素依次为产品价格（30％）、产品质量（26％）、交货时间（18％）、按时发货（16％）、技术支持（10％）。 进一步，我们可以把企业的效益表示为产品质量（q）、产品成本（c）、交货时间（t）的函数，即 企业效益≈∑f（q，1／c，l／t） 其中，q=品种结构+质量设计+原料质量+制造质量+服务质量 c=销售费用+管理费用+制造成本（原料、能源、耐材、维修）+人工成本 t=计划时间+采购时间+制造时间十发运时间 表1中给出了冶金企业质量、成本和交货期与制造过程各阶段的关联关系，通过对企业自身现状与先进企业的对标分析（Bench marking），可以找出企业制造执行能力方面的差距，从而确定MES的实施目的。 1.2 从价值链角度确定MES功能 企业每项生产经营活动都是其创造价值的经济活动，企业所有的互不相同但又相互关联的生产经营活动，构成了一个创造价值的动态过程，即价值链。企业信息化的目的是以作业流程为中心，打破传统的组织结构，通过扁平化，达到加大内部沟通，加快外部响应的目的。企业通过协调、优化各价值活动间的联系，废除非增值业务、改善非效率性业务，获得成本、质量、服务和速度等方面的改善，增强企业竞争能力。因此，确定企业信息化结构和功能的前提是对企业价值链和作业流程有完整的认识。 对于流程行业，应重点考虑以下4个方面： (1)对于计划体系，应根据AMR Research公司的制造业务过程的REPAC（Ready、Execution、Process、Analyze、Coordinate）模型，保证从经营计划（年）、销售计划、订单需求、生产计划（月）、作业计划（日）到各工位的批次控制（生产节奏协调）的一体化； （2）对于质量体系，应基于Deming的PDCA（Plan-Do-Check-Act）循环，实现新产品开发、产品标准、制造标准、产品质量判验、质量控制、废次品分析和质量持续改进的一体化； （3）对于成本体系，应保证产品成本模拟、计划成本、实际成本、成本差异分析、成本控制、成本核算的一体化； （4）对于设备体系，实现设备基础管理、设备维护、设备维修、设备监控、突发故障管理、备件管理的一体化。 2 充分发挥MES效益的保证要素 MES旨在提高企业的制造执行能力，为企业创造效益。要实现这一目标，应该注意信息准确及时、业务规范、工具运用和管理创新等几方面的问题。 2.1 信息准确及时 业务重组也好，组织结构扁平化也罢，其前提是做到信息的上通下达，前呼后应。而且这里的信息应该是准确、实时、一致的，尽量由数据源头自动采集，MES在企业信息化中承上启下的地位非常重要。自动化水平高的企业可以从过程控制计算机数据库中读取；没有过程控制计算机的，至少应建立实时数据库，直接读取控制设备数据，根据生产管理流程对数据加以组织、处理，转化为企业管理所需的信息。 2.2 业务规范 基本事务处理是企业持续稳定提高企业管理水平的开始，企业通过对这些基本功能的梳理和规范化，可以规范业务流程及员工业务行为，大大避免企业的业务盲动性和随机性，打下很坚实的管理根基，加速业务处理和提高业务能力， 2.3 工具运用 MES决策过程和决策方法有一定规律可循，但又不能完全确定，即有所了解但不全面，有所分析但不确切，有所估计但不确定。解决这种问题，可充分利用统计学、运筹学和管理学的知识与MES信息技术结合，为决策提供有章可循的方法和有效的工具。这些方法和工具融入MES中，会大大提高管理者决策效率和效益。以质量管理功能为例，质量检验有统计抽样检验法；质量控制有SQC法、6Sigma法；质量分析和质量改进有老7种工具：排列图（Pareto Diagram）、因果分析图（鱼刺图）、直方图、检查表、分层图、散步图（并结合相关分析和回归分析）和控制图，新7种工具：关联图法、亲缘图法（Affinity Diagrams，又称KJ法）、系统图法、矩阵图法、矩阵数据分析法、决策过程计划图法和箭头图法。 2.4 管理创新 信息化是起点，目的是提高管理水平，创造效益，只有伴随着管理模式和方法的不断进步，才能充分发挥MES的作用。以成本管理和控制为例，MES成本管理控制系统与一般财务管理或成本会计意义下的成本管理控制不完全相同，强调实时动态和可控性，着眼于企业持续改进和成本不断降低。因此，应该扬弃传统成本计算方法，从以“产品”为中心转移到以“作业”为中心上来，采用以作业为基础的成本计算法（ABC：Activity Based Costing），通过对所有作业跟踪进行动态反映，通过多作业成本的确认、计算，为尽可能地消除非增值性作业、改进增值作业及时提供有用信息，减少不必要的损失和浪费。 3 实施MES注意的问题 3.1成熟度模型 企业应用MES成败或实施后效益的大小，与企业现有的制造执行能力的水平有关，与企业准备提升哪方面的制造执行能力有关。因此，企业选择MES产品及MES功能之前，需要对企业自身状况做出理性的分析，以确定采用MES的必要性和可行性MESA lnternational给出的MES成熟度模型是一个很好的分析工具，它从制造战略、制造质量，供应链协调、信息收集、实绩管理和改进、基础设施等角度把企业执行能力划分为“差、尚可、有效、好、未来”等5个级别，通过MES成熟度模型，企业可以根据目前的状况，结合竞争环境对本行业制造执行能力的要求，形成自己企业独特的成熟度模型，确定自己努力的方向，有针对性地实施MES，以达到关键实绩指标。 3.2 MES实施的3个阶段 一般地，企业MES实施都会经过3个典型的发展阶段，即信息集成阶段、事务处理阶段和制造智能阶段。每个企业，无论其规模大小或业务繁简，必然经历以上3个阶段，从而最终完成其MES的建设过程。 （1）信息集成阶段 MES的主要功能之一即将企业管理和过程控制衔接起来，形成从传感器到ERP的信息集成。因此，信息集成是流程行业ERP成功发挥作用的基础条件，也是实施MES的第l步。 MES信息集成包括：与ERP信息集成；MES横向信息集成；与PCS信息集成。ERP关注产品使用、顾客定单和材料需求，给MES发出生产更多产品或增加库存的指令，以满足客户定单要求。MES负责执行产品制造和所有与产品制造有关的操作。料单和产品设计细节可以存储在MES层，通过MES转化为“如何生产”的指令，提供给操作者和物理设备。一旦指令、规范或其它形式的制造要求传递给控制层，控制层通过改变设备状态和物流形态，满足制造要求。每一层也会发生双向数据交换，以反馈计划执行情况，判断意料之外的状态变化、报警信息和异常事件。MES是一个进入制造过程的双向窗口，在控制和业务计划间集成和驱动关键信息流和命令，从而形成ERP／MES／PCS集成的基础。 （2）事务处理阶段 事务处理阶段强调的是业务处理流程的梳理和业务处理过程的规范。要以价值链为工具，分析企业现有状态，确定未来模式，最后确定MES事务处理功能。 事务处理阶段对应于决策支持的结构化决策问题，业务分析和需求分析工作量大，但软件实现相对比较简单、直接，其决策过程和解决方法有固定的规律可循，能用明确的语言和模型加以描述，并可依据一定的通用模型和决策规则实现其决策规程的基本自动化。 （3）制造智能阶段 目前，大多数MES只能提供信息集成和基本业务处理功能，而乏力于总结和提炼出用于生产管理和科学决策的信息。大量数据只是以各种不同类型的报表呈现，而决策好坏仍然依赖于生产管理者的经验和直觉。一个有效的MES应该具有制造智能，即基于数据、信息、知识的综合和分析能力，对业务运作的实际情况反应迅速，为管理者做出正确、及时的决策提供支持。制造智能对应于决策支持的半结构化决策问题和非结构化决策问题。 解决半结构化决策问题的制造智能，可充分利用统计学、运筹学和管