企業(yè)的生產(chǎn)方式,主要可以分為按定單生產(chǎn),按庫存生產(chǎn)或上述兩者的組合.從生產(chǎn)類型上考慮,則可以分為批量生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn).從產(chǎn)品類型和生產(chǎn)工藝組織方式上,企業(yè)的行業(yè)類型可分為流程生產(chǎn)行業(yè)和離散制造行業(yè).
典型的流程生產(chǎn)行業(yè)有醫(yī)藥,石油化工,電力,鋼鐵制造,能源,水泥等領(lǐng)域.這些企業(yè),主要采用按庫存,批量,連續(xù)的生產(chǎn)方式.典型的離散制造行業(yè)主要包括機(jī)械制造,電子電器,航空制造,汽車制造等行業(yè).這些企業(yè),則既有按定單生產(chǎn),也有按庫存生產(chǎn);既有批量生產(chǎn),也有單件小批生產(chǎn).
行業(yè)的需求差異
流程生產(chǎn)行業(yè),主要是通過對(duì)原材料進(jìn)行混合,分離,粉碎,加熱等物理或化學(xué)方法,使原材料增值.通常,他們以批量或連續(xù)的方式進(jìn)行生產(chǎn).而離散工業(yè)主要是通過對(duì)原材料物理形狀的改變,組裝,成為產(chǎn)品,使其增值.在MES需求,應(yīng)用環(huán)境等諸多方面,兩者都有較大的差異.
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
離散制造企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),可以用"樹"的概念進(jìn)行描述——其最終產(chǎn)品一定是由固定個(gè)數(shù)的零件或部件組成,這些關(guān)系非常明確并且固定.流程企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),則有較大的不同,它們往往不是很固定—上級(jí)物料和下級(jí)物料之間的數(shù)量關(guān)系,可能隨溫度,壓力,濕度,季節(jié),人員技術(shù)水平,工藝條件不同而不同.
在流程生產(chǎn)行業(yè)MES中,一般采用配方的概念來描述這種動(dòng)態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系.其次,在流程生產(chǎn)行業(yè)每個(gè)工藝過程中,伴隨產(chǎn)出的不只是產(chǎn)品或中間產(chǎn)品,還可能細(xì)分為主產(chǎn)品,副產(chǎn)品,協(xié)產(chǎn)品,回流物和廢物.MES系統(tǒng)在描述這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配方的時(shí)候,還應(yīng)具有批量,有效期等方面的要求.
工藝流程
面向訂單的離散制造業(yè),其特點(diǎn)是多品種和小批量.因此,生產(chǎn)設(shè)備的布置不是按產(chǎn)品而是按照工藝進(jìn)行布置的.例如,離散制造業(yè)往往要按車,磨,刨,銑等工藝過程來安排機(jī)床的位置.因?yàn)槊總€(gè)產(chǎn)品的工藝過程都可能不一樣,而且可以進(jìn)行同一種加工工藝的機(jī)床有多臺(tái).因此,離散制造業(yè)需要對(duì)所加工的物料進(jìn)行調(diào)度.并且中間品需要進(jìn)行搬運(yùn).
流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)的特點(diǎn)是品種固定,批量大,生產(chǎn)設(shè)備投資高,而且按照產(chǎn)品進(jìn)行布置.通常,流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)設(shè)備是專用的,很難改作其他用途.MES系統(tǒng)規(guī)劃的時(shí)候,要考慮到不同行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備布置的特點(diǎn),做好配置.
離散工業(yè)企業(yè)的原材料主要是固體,產(chǎn)品也為固體形狀.因此,存儲(chǔ)多為室內(nèi)倉庫或室外露天倉庫.流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)的原材料和產(chǎn)品,通常是液體,氣體,粉狀等.因此,存儲(chǔ)通常采用罐,箱,柜,桶等進(jìn)行存儲(chǔ),并且多數(shù)存儲(chǔ)的數(shù)量可以用能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的傳感器進(jìn)行計(jì)量.
自動(dòng)化水平
離散制造業(yè)企業(yè)由于是離散加工,產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率很大程度依賴于工人的技術(shù)水平.離散制造業(yè)企業(yè)自動(dòng)化主要在單元級(jí),例如數(shù)控機(jī)床,柔性制造系統(tǒng).因此,離散制造業(yè)企業(yè)一般是人員密集型企業(yè),自動(dòng)化水平相對(duì)較低. 流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè),則大多采用大規(guī)模生產(chǎn)方式,生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟,廣泛采用PCS(過程控制系統(tǒng)),控制生產(chǎn)工藝條件的自動(dòng)化設(shè)備比較成熟.因此,流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程多數(shù)是自動(dòng)化的,生產(chǎn)車間的人員主要是管理,監(jiān)視和設(shè)備檢修.
生產(chǎn)計(jì)劃管理
主要從事單件,小批量生產(chǎn)的離散制造業(yè)企業(yè),由于產(chǎn)品的工藝過程經(jīng)常變更,它們需要具有良好的計(jì)劃能力.對(duì)于按訂單組織生產(chǎn)的企業(yè),由于很難預(yù)測(cè)訂單在什么時(shí)候到來.因此,對(duì)采購和生產(chǎn)車間的計(jì)劃就需要很好的生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng),特別需要計(jì)算機(jī)來參與計(jì)劃系統(tǒng)的工作.只要應(yīng)用得當(dāng),在生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)方面投資所產(chǎn)生的效益在離散制造業(yè)可以相當(dāng)高.
流程企業(yè),主要是大批量生產(chǎn).只有滿負(fù)荷生產(chǎn),企業(yè)才能將成本降下來,在市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力.因此,在流程生產(chǎn)行業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃中,年度計(jì)劃更具有重要性,它決定了企業(yè)的物料需求 設(shè)備
流程生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品比較固定,而且一旦生產(chǎn)就有可能是十幾年不變;機(jī)械制造等行業(yè)的產(chǎn)品,壽命相對(duì)要小得多.體現(xiàn)在設(shè)備上,流程企業(yè)的設(shè)備是一條固定的生產(chǎn)線,設(shè)備投資比較大,工藝流程固定.其生產(chǎn)能力有一定的限制,生產(chǎn)線上的設(shè)備維護(hù)特別重要,不能發(fā)生故障.離散加工業(yè)則不是這樣,可以單臺(tái)設(shè)備停下來檢修,并不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn).
批號(hào)管理和跟蹤
流程生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)工藝過程中,會(huì)產(chǎn)生各種協(xié)產(chǎn)品,副產(chǎn)品,廢品,回流物等,對(duì)物資的管理需要有嚴(yán)格的批號(hào).例如,制藥業(yè)中的藥品生產(chǎn)過程要求有十分嚴(yán)格的批號(hào)記錄和跟蹤,從原材料,供應(yīng)商,中間品以及銷售給用戶的產(chǎn)品,都需要記錄.一旦出現(xiàn)問題,企業(yè)要可以通過批號(hào)反查出是誰的原料,哪個(gè)部門,何時(shí)生產(chǎn)的,直到查出問題所在.而離散制造業(yè)一般對(duì)這種要求并不十分強(qiáng)調(diào),雖然現(xiàn)在很多離散制造業(yè)企業(yè)也在逐漸完善批號(hào)跟蹤管理.
目前,市場(chǎng)上的大多數(shù)MRPII/ERP系統(tǒng)是在離散制造業(yè)發(fā)展過來的,對(duì)離散制造業(yè)比較適合.適用于流程生產(chǎn)行業(yè)的ERP產(chǎn)品,目前還很少.MRPII/ERP系統(tǒng)所用的一些術(shù)語,提供的管理概念與流程企業(yè)的概念習(xí)慣不一致.因此,流程企業(yè)與離散制造業(yè)是有區(qū)別的,流程企業(yè)的ERP需要專門對(duì)待.
流程生產(chǎn)行業(yè)和離散行業(yè)的MRPII/ERP的不同要求,主要表現(xiàn)在: 兩者對(duì)于生產(chǎn)模型的要求不同——流程生產(chǎn)行業(yè)中體現(xiàn)了以配方為核心的生產(chǎn)模型,而離散行業(yè)中體現(xiàn)了以產(chǎn)品BOM為核心的生產(chǎn)模型.
生產(chǎn)計(jì)劃方式方面,流程企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)的需求進(jìn)行生產(chǎn)的觀念已經(jīng)逐步加深.但一般情況下,特別是對(duì)市場(chǎng)需求量大的產(chǎn)品,是"以產(chǎn)促銷"——通過大批量生產(chǎn),降低成本,提高競(jìng)爭(zhēng)力.因此,作為流程企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的依據(jù),主要是市場(chǎng)預(yù)測(cè).離散企業(yè)一方面可以根據(jù)定單進(jìn)行生產(chǎn),另一方面也可以根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)作為生產(chǎn)計(jì)劃制訂的依據(jù).離散企業(yè)的MRPII/ERP系統(tǒng)向MES下達(dá)作業(yè)計(jì)劃指令主要以"工作令"(Job Order或Work Order)的方式,而流程企業(yè)的作業(yè)計(jì)劃下達(dá)主要以指令計(jì)劃形式方式.
成本核算方式方面,離散企業(yè)的計(jì)算產(chǎn)品成本是按照產(chǎn)品BOM所描述的加工裝配過程,從低層向高層逐層累積得出的.這種按照成本發(fā)生的實(shí)際過程計(jì)算成本的方法稱為逐層累積法,或稱成本滾加計(jì)算法(cost roll-up),它反映了產(chǎn)品增值的實(shí)際過程.流程企業(yè)的成本核算方式一般采用平行結(jié)轉(zhuǎn)法,在其成本組成中,生產(chǎn)成本中占比例最大的是原材料.通常,原材料占產(chǎn)品成本的70%～80%,人工成本所占比例較小,約占2%～5%,其他為分?jǐn)偝杀?
作業(yè)計(jì)劃調(diào)度
離散企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃調(diào)度,需要根據(jù)優(yōu)先級(jí),工作中心能力,設(shè)備能力,均衡生產(chǎn)等方面對(duì)工序級(jí),設(shè)備級(jí)的作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)度.這種調(diào)度,是基于有限能力的調(diào)度并通過考慮生產(chǎn)中的交錯(cuò),重疊和并行操作來準(zhǔn)確地計(jì)算工序的開工時(shí)間,完工時(shí)間,準(zhǔn)備時(shí)間,排隊(duì)時(shí)間以及移動(dòng)時(shí)間.通過良好的作業(yè)順序,可以明顯地提高生產(chǎn)效率.
流程企業(yè)的產(chǎn)品,是以流水生產(chǎn)線方式組織,連續(xù)的生產(chǎn)方式,只存在連續(xù)的工藝流程,不存在與離散企業(yè)對(duì)應(yīng)的嚴(yán)格的工藝路線.因此,在作業(yè)計(jì)劃調(diào)度方面,不需要也無法精確到工序級(jí)別,而是以整個(gè)流水生產(chǎn)線為單元進(jìn)行調(diào)度.從作業(yè)計(jì)劃的作用和實(shí)現(xiàn)上,比離散企業(yè)相對(duì)簡(jiǎn)單.
數(shù)據(jù)采集
MES的數(shù)據(jù)采集功能,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各種數(shù)據(jù)的收集,整理工作,是進(jìn)行物料跟蹤,生產(chǎn)計(jì)劃,產(chǎn)品歷史記錄維護(hù)以及其它生產(chǎn)管理的基礎(chǔ).
離散企業(yè)的數(shù)據(jù)采集,以手工上報(bào)為主,并可以結(jié)合條形碼采集等半自動(dòng)信息采集技術(shù)進(jìn)行工時(shí),設(shè)備,物料,質(zhì)量等信息的采集.這種數(shù)據(jù)采集方式,時(shí)間間隔較大,容易受到人為因素的影響,要特別注意保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.
流程生產(chǎn)行業(yè)的自動(dòng)化程度較高,設(shè)備控制級(jí)大量采用DCS,PLC.在檢測(cè)驅(qū)動(dòng)方面,各種智能儀表,數(shù)字傳感器已普遍應(yīng)用;過程控制則廣泛采用以小型機(jī)為主的自動(dòng)控制系統(tǒng).傳統(tǒng)的"計(jì),電,儀"分工界限已不再明顯,計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域.這些自動(dòng)化設(shè)備,能自動(dòng)準(zhǔn)確記錄各種生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息.對(duì)于MES而言,重點(diǎn)在于系統(tǒng)構(gòu)建的時(shí)候與這些自動(dòng)化設(shè)備做好數(shù)據(jù)接口.
作業(yè)指令的下達(dá)
在離散行業(yè)的MES中,將作業(yè)計(jì)劃調(diào)度結(jié)果下達(dá)給操作人員的方式一般采用派工單,施工單等書面方式進(jìn)行通知,或采用電子看板方式讓操作人員及時(shí)掌握相關(guān)工序的生產(chǎn)任務(wù).作業(yè)計(jì)劃的內(nèi)容,包括該工序的開工,完工時(shí)間,生產(chǎn)數(shù)據(jù)等方面.
流程生產(chǎn)行業(yè)的MES中,不僅要下達(dá)作業(yè)指令以及PDI(Panel Data Interface,面板數(shù)據(jù)接口)數(shù)據(jù),而且要將作業(yè)指令轉(zhuǎn)化為各個(gè)機(jī)組及設(shè)備的操作指令和各種基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備的控制參數(shù)(例如PID控制參數(shù)——Proportional Integral Derivative,比例積分微分控制),并下達(dá)給相應(yīng)的PCS系統(tǒng)(Production Control System,生產(chǎn)控制系統(tǒng)).
反沖處理
流程生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)完工上報(bào),廣泛采用反沖處理.一般在工藝流程的最后設(shè)置完工上報(bào)點(diǎn),而對(duì)前面工序流程實(shí)行反沖處理,如人工工時(shí)反沖,設(shè)備工時(shí)反沖,物料反沖,從而對(duì)在制品和成本進(jìn)行跟蹤.
離散制造中的完工上報(bào),一般對(duì)每道工序都要進(jìn)行上報(bào),或在關(guān)鍵工序設(shè)置反沖點(diǎn),對(duì)前面工序進(jìn)行反沖處理.
MES系統(tǒng)在配置相應(yīng)模塊的時(shí)候,要注意這些差異,以符合企業(yè)的需求.
設(shè)備管理
離散行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備的布置,不是按產(chǎn)品而是按照工藝進(jìn)行布置的.可以進(jìn)行同一種加工工藝的機(jī)床一般有多臺(tái).單臺(tái)設(shè)備的故障不會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的工藝過程產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,一般需要重點(diǎn)管理關(guān)鍵,瓶頸設(shè)備.
在流程生產(chǎn)行業(yè)的流水線生產(chǎn)中,生產(chǎn)線上的設(shè)備維護(hù)特別重要,每臺(tái)設(shè)備都是關(guān)鍵設(shè)備,不能發(fā)生故障,一臺(tái)設(shè)備的故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工藝流程的終止.
庫房物料管理
離散行業(yè)中,一般對(duì)半成品庫也設(shè)有相應(yīng)的庫房,各工序根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃以及配套清單分別進(jìn)行領(lǐng)料.
流程生產(chǎn)行業(yè)中,對(duì)連續(xù)生產(chǎn)方式,一般不設(shè)中間半成品庫房,配方原料的庫位一般設(shè)置在工序旁邊.配方領(lǐng)料不是根據(jù)工序分別領(lǐng)料,而是根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃一次領(lǐng)料放在工序庫位中.
質(zhì)量管理
無論離散行業(yè)還是流程生產(chǎn)行業(yè)的質(zhì)量檢驗(yàn)和管理都相當(dāng)重要,但在MES中對(duì)質(zhì)量檢驗(yàn)和管理的方式有所區(qū)別.離散行業(yè)中,對(duì)單件小批生產(chǎn),一般需要檢驗(yàn)每個(gè)零件,每道工序的加工質(zhì)量;對(duì)批量生產(chǎn),一般采用首檢,抽檢,SPC分析相結(jié)合. 流程生產(chǎn)行業(yè)中,一般采用對(duì)生產(chǎn)批號(hào)產(chǎn)品進(jìn)行各工序上的抽樣檢驗(yàn). 當(dāng)然,在每個(gè)行業(yè)的不同生產(chǎn)方式和生產(chǎn)類型中(例如離散行業(yè)的單件小批或大批大量生產(chǎn),在醫(yī)藥,化工,鋼鐵等不同流程生產(chǎn)行業(yè)),MES的應(yīng)用還存在一些差別,仍然需要根據(jù)各自特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析.
離散型制造企業(yè)的生產(chǎn)特征是：
A、生產(chǎn)計(jì)劃
a) 影響計(jì)劃的因素較多，生產(chǎn)計(jì)劃的制訂非常復(fù)雜；
b) 能力需求是根據(jù)每個(gè)產(chǎn)品混合建立，并且很難預(yù)測(cè)。
B、生產(chǎn)過程控制
a) 生產(chǎn)任務(wù)多，生產(chǎn)過程控制非常困難；
b) 生產(chǎn)數(shù)據(jù)多，且數(shù)據(jù)的收集、維護(hù)和檢索工作量大；
c) 工作流根據(jù)特定產(chǎn)品的不同經(jīng)過不同的加工車間。因每個(gè)生產(chǎn)任務(wù)對(duì)同一車間能力的需求不同，因此工作流經(jīng)常出現(xiàn)不平衡；
d) 因產(chǎn)品的種類變化較多，非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品多，設(shè)備和工人必須有足夠靈活的適應(yīng)能力；
e) 通常情況下，一個(gè)產(chǎn)品的加工周期較長(zhǎng)，每項(xiàng)工作在工作中心前的排隊(duì)時(shí)間很長(zhǎng)，引起加工時(shí)間的延遲和在制品庫存的增加。
C、成本管理
a) 原材料、半成品、產(chǎn)成品、廢品頻繁出入庫、成本計(jì)算復(fù)雜，需要針對(duì)成本對(duì)象并隨著生產(chǎn)過程進(jìn)行成本的歸集和分配；
b) 使用標(biāo)準(zhǔn)成本法進(jìn)行成本核算；
c） 注重實(shí)際成本和標(biāo)準(zhǔn)成本的差異比較和不同角度的成本分析。
在我國(guó)，離散型制造企業(yè)分布的行業(yè)較廣，主要包括：機(jī)械加工、電子元器件制造、汽車、服裝、家具、五金、醫(yī)療設(shè)備、玩具生產(chǎn)等。流程制造（Flow Manufacturing）： 流程制造包括重復(fù)生產(chǎn)（Repetitive Manufacturing）和連續(xù)生產(chǎn)（Continuous Manufacturing）兩種類型。重復(fù)生產(chǎn)又叫大批量生產(chǎn)，與連續(xù)生產(chǎn)有很多相同之處，區(qū)別僅在于生產(chǎn)的產(chǎn)品是否可分離。重復(fù)生產(chǎn)的產(chǎn)品通?？梢粋€(gè)個(gè)分開，它是由離散制造的高度標(biāo)準(zhǔn)化后，為批量生產(chǎn)而形成的一種方式；連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品是連續(xù)不斷地經(jīng)過加工設(shè)備，一批產(chǎn)品通常不可分開。
流程型制造企業(yè)的生產(chǎn)特征是：
A、 生產(chǎn)計(jì)劃
a) 計(jì)劃制定簡(jiǎn)單，常以日產(chǎn)量的方式下達(dá)計(jì)劃，計(jì)劃也相對(duì)穩(wěn)定；
b) 生產(chǎn)設(shè)備的能力固定。
B、 生產(chǎn)過程控制
a) 工藝固定，工作中心的安排符合工藝路線。通過各個(gè)工作中心的時(shí)間接近相同；
b) 工作中心是專門生產(chǎn)有限的相似的產(chǎn)品，工具和設(shè)備為專門的產(chǎn)品而設(shè)計(jì)；
c) 物料從一個(gè)工作點(diǎn)到另外一個(gè)工作點(diǎn)使用機(jī)器傳動(dòng)，有一些在制品庫存；
d) 生產(chǎn)過程主要專注于物料的數(shù)量、質(zhì)量和工藝參數(shù)的控制；
e) 因?yàn)楣ぷ髁鞒淌亲詣?dòng)的，實(shí)施和控制相對(duì)簡(jiǎn)單；
f) 生產(chǎn)領(lǐng)料常以倒沖的方式進(jìn)行。連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)的特有特征；
a) 配方的管理要求很高，如配方的安全性、保密性；
b) 需要對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行跟蹤，往往需要從產(chǎn)成品到半成品、供應(yīng)商等進(jìn)行跟蹤，因此對(duì)批次管理要求較高；
c) 某些產(chǎn)品常常有保質(zhì)期；
d) 生產(chǎn)過程中常常出現(xiàn)聯(lián)產(chǎn)品、副產(chǎn)品、等級(jí)品。
重復(fù)生產(chǎn)的行業(yè)主要有：電子裝配、家電產(chǎn)品、各種電器等，常常表現(xiàn)為流水線的方式；連續(xù)生產(chǎn)的行業(yè)主要有：化工、食品、飲料、制藥、煙草等，常常通過管道進(jìn)行各工序之間的傳遞。
