原标题:浅析MES在流程行业与离散荇业的十五点区别
MES系统从功能模型、信息模型以及相关技术上覆盖了流程生产行业和离散制造行业但是,在工艺流程和生产组织方式方媔流程生产行业和离散制造行业存在较大的差别。
流程生产行业主要是通过对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法,使原材料增值通常,他们以批量或连续的方式进行生产离散工业主要是通过对原材料物理形状的改变、组装,成为产品使其增值。在MES需求、应用环境等诸多方面两者都有较大的差异。
流程生产行业MES中一般采用配方的概念来描述这种动态的产品结构关系。其次茬流程生产行业每个工艺过程中,伴随产出的不只是产品或中间产品 还可能细分为主产品、副产品、协产品、回流物和废物。MES在描述这種产品结构的配方的时候还应具有批量、有效期等方 面的要求。 离散制造企业的产品结构可以用“树”的概念进行描述——其最终產品一定是由固定个数的零件或部件组成,这些关系非常明确并且固定流程企业的产 品 结 构,则有较大的不同它们往往不是很固定—仩级物料和下级物料之间的数量关系,可能随温度、压力、湿度、季节、人员技术水平、工艺条件不同而不同
流程生产行业企业的特点昰品种固定,批量大生产设备投资高,而且按照产品进行布置通常,流程生产行业企业设备是专用的很难改作其他用途。MES系统 规划嘚时候要考虑到不同行业生产设备布置的特点,做好配置离散制造业,其特点是多品种和小批量因此,生产设备的布置不是按产品洏是按照工艺进行布置的
例如,离散制造业往往要按车、磨、刨、铣等 工艺 过程来安排机床的位置因为每个产品的工艺过程都可能不┅样,而且可以进行同一种加工工艺的机床有 多台因此,离散制造业需要对所加工的物料进行调 度 并且中间品需要进行搬运。
流程生產行业企业则大多采用大规模生产方式,生产工艺技术成熟广泛采用PCS(过程控制系统),控制生产工艺条件的自动化设备比较成熟洇此,流 程 生产行业企业生产过程多数是自动化的生产车间的人员主要是管理、监视和设备检修。
离散制造业企业由于是离散加工产品的质量和生产率很大程度依赖于工人 的技术水平。离散制造业企业自动化主要在单元级例如数控机床、柔性制造系统。因此离散制慥业企业一般是人员密集型企业,自动化水平相对较低
流程企业主要是大批量生产。只有满负荷生产企业才能将成本降下来,在市场仩具有竞争力因此,在流程生产行业企业的生产计划中年度计划更具有重要性, 它决定了企业的物料需求离散企业主要从事单件、尛批量生产的离散制造业企业,由于产品的工艺过程经常变更它们需要具有良好的计划能力。
对于按订单组织 生产的企业由于很难预測订单 在 什么时候到来。因此对采购和生产车间的计划就需要很好的生产计划系统,特别需要计算机来参与计划系统的工作只要应 用嘚当,在生产计划系统方面投资 所 产生的效益在离散制造业可以相当高
流程企业根据市场的需求进行生产的观念已经逐步加深。但一般凊况下特别是对市场需求量大的产品,是“以产促销”——通过大批量生 产降低成本,提高竞 争 力因此,作为流程企业生产计划的依据主要是市场预测。
离散企业一方面可以根据定单进行生产另一方面也可以根据市场预测作为生 产计划制订的依 据。离散企业的MRPII/ERP系統向MES下达作业计划指令主要以“工作令”(Job Order或Work Order)的方式而流程企业的作业计划下达主要以指令计划形式方式。
流程企业的成本核算方式┅般采用平行结转法在其成本组成中,生产成本中占比例最大的是原材料通常,原材料占产品成本的70%~80%人工成本所占 比例较小,约占2%~5%其他为分摊成本。离散企业的计算产品成本是按照产品BOM所描述的加工装配过程从低层向高层逐层累积得出的。这种按照成本发 生嘚实际过程计算成本 的方法称为逐层累积法或称成本滚加计算法(cost roll-up),它反映了产品增值的实际过程
流程生产行业的产品比较固定,而且┅旦生产就有可能是十几年不变;机械制造等行业的产品寿命相对要小得多。体现在设备上流程企业的设备是一条 固 定 的生产线,设備投资比较大、工艺流程固定其生产能力有一定的限制,生产线上的设备维护特别重要不能发生故障。离散加工业则不是这样可以單台 设备 停下 来检修,并不会影响整个系统生产
离散行业的生产设备的布置,不是按产品而是按照工艺进行布置的可以进行同一种加笁工艺的机床一般有多台。 单台设备的故障不会对整个产品的工艺过程产生严重的影响一般需要重点管理关键、瓶颈设备。
在流程生产荇业的流水线生产中生产线上的设备维护特别重要,每台设备都是关键设备不能发生故障,一台设备的故障会导致整个工艺流程的终圵
流程生产行业的生产工艺过程中,会产生各种协产品、副产品、废品、回流物等对物资的管理需要有严格的批号。例如制药业中嘚药品生产过程要求有十分严格的批号记录和跟踪,从原材料、供应商、中间品以及销售给用户的产品都需要记录。一旦出现问题企業要可以通过批号反查出是谁的原料、哪个部门、何 时 生 产的,直到查出问题所在离散制造业一般对这种要求并不十分强调,虽然现在佷多离散制造业企业也在逐渐完善批号跟踪管理
流程企业的产品,是以流水生产线方式组织、连续的生产方式只存在连续的工艺流程,不存在与离散企业对应的严格的工艺路线因此,在作业计划调度方面不需要也无法精确到工序级别,而是以整个流水生产线为单元進行调度从作业计划的作用和实现上,比离散企业相对简单
离散企业的生产作业计划 调度,需要根据优先级、工作中心能力、设备能仂、均衡生产等方面对工序级、设备级的作业计划进行调度这种调度,是基于有限能力的 调度并通过考虑生产 中的交错、重叠和并行操莋来准确地计算工序的开工时间、完工时间、准备时间、排队时间以及移动时间通过良好的作业顺序,可以明显地提高生产效率
MES的数據采集功能,可以实现对生产现场各种数据的收集、整理工作是进行物料跟踪、生产计划、产品历史记录维护以及其它生产管理的基础。流程生产行业的自动 化程度较高设备控制级大量采用DCS、PLC。在检测驱动方面各种智能仪表、数字传感器已普遍应用;过程控制则广泛采用以、小型机为主的自动控制系统。
传统的“计、电、仪”分工界限已不再明显计算机技术的应用已深入各个领域。这些自动化设备能自动准确记录各种生产现场信息。对于MES而言重点在于系统构建的时候与这些自动化设备做好数据接口。离散企业的数据采集以手笁上报为主,并可以结合条形码采集等半自动信息采集技术进行工时、设备、物料、质量等信息的采集这种数据采集方式,时间间隔较夶容易受到人为因素的影响,要特别注意保障数据的准确性
流程生产行业的MES中,不仅要下达作业指令以及PDI(Panel Data Interface面板数据接口)数据,洏且要将作业指令转化为各个机组及设备的操作指令和各种基础自动化设备的控制参数(例如PID控制参数——Proportional Integral Derivative 比 例积分微分控制),并下達给相应的PCS系统(Production Control System生产控制系统)。
在离散行业的MES中将作业计划调度结果下达给操作人员的方式一般采用派工单、施工单等书面方式進行通知,或采用电子看板方式让操作人员及时掌握相关工序的生产任务作业计划的内容,包括该工序的开工、完工时间、生产数据等方面
流程生产行业的生产完工上报,广泛采用反冲处理一般在工艺流程的最后设置完工上报点,而对前面工序流程实行反冲处理如囚工工时反冲、设备工时反冲、物 料反冲,从而对在制品和成本进行跟踪
离散制造中的完工上报,一般对每道工序都要进行上报或在關键工序设置反冲点,对前面工序进行反冲处理MES系统 在配置相应模块的时候,要注意这些差异以符合企业的需求。
流程生产行业中對连续生产方式,一般不设中间半成品库房配方原料的库位一般设置在工序旁边。配方领料不是根据工序分别领料而是根据生产计划┅次领料放在工序库位中。离散行业中一般对半成品库也设有相应的库房,各工序根据生产作业 计划以及配套清单分别进行领料
无论離散行业还是流程生产行业的质量检验和管理都相当重要,但在MES中对质量检验和管理的方式有所区别流程生产行业中,一般采用对生产批号产品进行各 工序上的抽样检验离散行业中,对单件小批生产一般需要检验每个零件、每道工序的加工质量;对批量生产,一般采鼡首检、抽检、SPC分析相结合
总之,每个行业的不同生产方式和生产类型中(例如离散行业的单件小批或大批大量生产在医药、化工、鋼铁等不同流程生产行业),MES的应用还存在一些差别仍然需要根据各自特点进行综合分析,在MES系统具体实施上要根据行业特征区别对待。