企業(yè)的生產方式,主要可以分為按定單生產,按庫存生產或上述兩者的組合.從生產類型上考慮,則可以分為批量生產和單件小批生產.從產品類型和生產工藝組織方式上,企業(yè)的行業(yè)類型可分為流程生產行業(yè)和離散制造行業(yè).
典型的流程生產行業(yè)有醫(yī)藥,石油化工,電力,鋼鐵制造,能源,水泥等領域.這些企業(yè),主要采用按庫存,批量,連續(xù)的生產方式.典型的離散制造行業(yè)主要包括機械制造,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,也有按庫存生產;既有批量生產,也有單件小批生產.
行業(yè)的需求差異
流程生產行業(yè),主要是通過對原材料進行混合,分離,粉碎,加熱等物理或化學方法,使原材料增值.通常,他們以批量或連續(xù)的方式進行生產.而離散工業(yè)主要是通過對原材料物理形狀的改變,組裝,成為產品,使其增值.在MES需求,應用環(huán)境等諸多方面,兩者都有較大的差異.
產品結構
離散制造企業(yè)的產品結構,可以用"樹"的概念進行描述——其最終產品一定是由固定個數(shù)的零件或部件組成,這些關系非常明確并且固定.流程企業(yè)的產品結構,則有較大的不同,它們往往不是很固定—上級物料和下級物料之間的數(shù)量關系,可能隨溫度,壓力,濕度,季節(jié),人員技術水平,工藝條件不同而不同.
在流程生產行業(yè)MES中,一般采用配方的概念來描述這種動態(tài)的產品結構關系.其次,在流程生產行業(yè)每個工藝過程中,伴隨產出的不只是產品或中間產品,還可能細分為主產品,副產品,協(xié)產品,回流物和廢物.MES系統(tǒng)在描述這種產品結構的配方的時候,還應具有批量,有效期等方面的要求.
工藝流程
面向訂單的離散制造業(yè),其特點是多品種和小批量.因此,生產設備的布置不是按產品而是按照工藝進行布置的.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床的位置.因為每個產品的工藝過程都可能不一樣,而且可以進行同一種加工工藝的機床有多臺.因此,離散制造業(yè)需要對所加工的物料進行調度.并且中間品需要進行搬運.
流程生產行業(yè)企業(yè)的特點是品種固定,批量大,生產設備投資高,而且按照產品進行布置.通常,流程生產行業(yè)企業(yè)設備是專用的,很難改作其他用途.MES系統(tǒng)規(guī)劃的時候,要考慮到不同行業(yè)生產設備布置的特點,做好配置.
離散工業(yè)企業(yè)的原材料主要是固體,產品也為固體形狀.因此,存儲多為室內倉庫或室外露天倉庫.流程生產行業(yè)企業(yè)的原材料和產品,通常是液體,氣體,粉狀等.因此,存儲通常采用罐,箱,柜,桶等進行存儲,并且多數(shù)存儲的數(shù)量可以用能轉變?yōu)殡娦盘柕膫鞲衅鬟M行計量.
自動化水平
離散制造業(yè)企業(yè)由于是離散加工,產品的質量和生產率很大程度依賴于工人的技術水平.離散制造業(yè)企業(yè)自動化主要在單元級,例如數(shù)控機床,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),自動化水平相對較低. 流程生產行業(yè)企業(yè),則大多采用大規(guī)模生產方式,生產工藝技術成熟,廣泛采用PCS(過程控制系統(tǒng)),控制生產工藝條件的自動化設備比較成熟.因此,流程生產行業(yè)企業(yè)生產過程多數(shù)是自動化的,生產車間的人員主要是管理,監(jiān)視和設備檢修.
生產計劃管理
主要從事單件,小批量生產的離散制造業(yè)企業(yè),由于產品的工藝過程經常變更,它們需要具有良好的計劃能力.對于按訂單組織生產的企業(yè),由于很難預測訂單在什么時候到來.因此,對采購和生產車間的計劃就需要很好的生產計劃系統(tǒng),特別需要計算機來參與計劃系統(tǒng)的工作.只要應用得當,在生產計劃系統(tǒng)方面投資所產生的效益在離散制造業(yè)可以相當高.
流程企業(yè),主要是大批量生產.只有滿負荷生產,企業(yè)才能將成本降下來,在市場上具有競爭力.因此,在流程生產行業(yè)企業(yè)的生產計劃中,年度計劃更具有重要性,它決定了企業(yè)的物料需求 設備
流程生產行業(yè)的產品比較固定,而且一旦生產就有可能是十幾年不變;機械制造等行業(yè)的產品,壽命相對要小得多.體現(xiàn)在設備上,流程企業(yè)的設備是一條固定的生產線,設備投資比較大,工藝流程固定.其生產能力有一定的限制,生產線上的設備維護特別重要,不能發(fā)生故障.離散加工業(yè)則不是這樣,可以單臺設備停下來檢修,并不會影響整個系統(tǒng)生產.
批號管理和跟蹤
流程生產行業(yè)的生產工藝過程中,會產生各種協(xié)產品,副產品,廢品,回流物等,對物資的管理需要有嚴格的批號.例如,制藥業(yè)中的藥品生產過程要求有十分嚴格的批號記錄和跟蹤,從原材料,供應商,中間品以及銷售給用戶的產品,都需要記錄.一旦出現(xiàn)問題,企業(yè)要可以通過批號反查出是誰的原料,哪個部門,何時生產的,直到查出問題所在.而離散制造業(yè)一般對這種要求并不十分強調,雖然現(xiàn)在很多離散制造業(yè)企業(yè)也在逐漸完善批號跟蹤管理.
目前,市場上的大多數(shù)MRPII/ERP系統(tǒng)是在離散制造業(yè)發(fā)展過來的,對離散制造業(yè)比較適合.適用于流程生產行業(yè)的ERP產品,目前還很少.MRPII/ERP系統(tǒng)所用的一些術語,提供的管理概念與流程企業(yè)的概念習慣不一致.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需要專門對待.
流程生產行業(yè)和離散行業(yè)的MRPII/ERP的不同要求,主要表現(xiàn)在: 兩者對于生產模型的要求不同——流程生產行業(yè)中體現(xiàn)了以配方為核心的生產模型,而離散行業(yè)中體現(xiàn)了以產品BOM為核心的生產模型.
生產計劃方式方面,流程企業(yè)根據(jù)市場的需求進行生產的觀念已經逐步加深.但一般情況下,特別是對市場需求量大的產品,是"以產促銷"——通過大批量生產,降低成本,提高競爭力.因此,作為流程企業(yè)生產計劃的依據(jù),主要是市場預測.離散企業(yè)一方面可以根據(jù)定單進行生產,另一方面也可以根據(jù)市場預測作為生產計劃制訂的依據(jù).離散企業(yè)的MRPII/ERP系統(tǒng)向MES下達作業(yè)計劃指令主要以"工作令"(Job Order或Work Order)的方式,而流程企業(yè)的作業(yè)計劃下達主要以指令計劃形式方式.
成本核算方式方面,離散企業(yè)的計算產品成本是按照產品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)生的實際過程計算成本的方法稱為逐層累積法,或稱成本滾加計算法(cost roll-up),它反映了產品增值的實際過程.流程企業(yè)的成本核算方式一般采用平行結轉法,在其成本組成中,生產成本中占比例最大的是原材料.通常,原材料占產品成本的70%～80%,人工成本所占比例較小,約占2%～5%,其他為分攤成本.
作業(yè)計劃調度
離散企業(yè)的生產作業(yè)計劃調度,需要根據(jù)優(yōu)先級,工作中心能力,設備能力,均衡生產等方面對工序級,設備級的作業(yè)計劃進行調度.這種調度,是基于有限能力的調度并通過考慮生產中的交錯,重疊和并行操作來準確地計算工序的開工時間,完工時間,準備時間,排隊時間以及移動時間.通過良好的作業(yè)順序,可以明顯地提高生產效率.
流程企業(yè)的產品,是以流水生產線方式組織,連續(xù)的生產方式,只存在連續(xù)的工藝流程,不存在與離散企業(yè)對應的嚴格的工藝路線.因此,在作業(yè)計劃調度方面,不需要也無法精確到工序級別,而是以整個流水生產線為單元進行調度.從作業(yè)計劃的作用和實現(xiàn)上,比離散企業(yè)相對簡單.
數(shù)據(jù)采集
MES的數(shù)據(jù)采集功能,可以實現(xiàn)對生產現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)的收集,整理工作,是進行物料跟蹤,生產計劃,產品歷史記錄維護以及其它生產管理的基礎.
離散企業(yè)的數(shù)據(jù)采集,以手工上報為主,并可以結合條形碼采集等半自動信息采集技術進行工時,設備,物料,質量等信息的采集.這種數(shù)據(jù)采集方式,時間間隔較大,容易受到人為因素的影響,要特別注意保障數(shù)據(jù)的準確性.
流程生產行業(yè)的自動化程度較高,設備控制級大量采用DCS,PLC.在檢測驅動方面,各種智能儀表,數(shù)字傳感器已普遍應用;過程控制則廣泛采用以小型機為主的自動控制系統(tǒng).傳統(tǒng)的"計,電,儀"分工界限已不再明顯,計算機技術的應用已深入各個領域.這些自動化設備,能自動準確記錄各種生產現(xiàn)場信息.對于MES而言,重點在于系統(tǒng)構建的時候與這些自動化設備做好數(shù)據(jù)接口.
作業(yè)指令的下達
在離散行業(yè)的MES中,將作業(yè)計劃調度結果下達給操作人員的方式一般采用派工單,施工單等書面方式進行通知,或采用電子看板方式讓操作人員及時掌握相關工序的生產任務.作業(yè)計劃的內容,包括該工序的開工,完工時間,生產數(shù)據(jù)等方面.
流程生產行業(yè)的MES中,不僅要下達作業(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)指令轉化為各個機組及設備的操作指令和各種基礎自動化設備的控制參數(shù)(例如PID控制參數(shù)——Proportional Integral Derivative,比例積分微分控制),并下達給相應的PCS系統(tǒng)(Production Control System,生產控制系統(tǒng)).
反沖處理
流程生產行業(yè)的生產完工上報,廣泛采用反沖處理.一般在工藝流程的最后設置完工上報點,而對前面工序流程實行反沖處理,如人工工時反沖,設備工時反沖,物料反沖,從而對在制品和成本進行跟蹤.
離散制造中的完工上報,一般對每道工序都要進行上報,或在關鍵工序設置反沖點,對前面工序進行反沖處理.
MES系統(tǒng)在配置相應模塊的時候,要注意這些差異,以符合企業(yè)的需求.
設備管理
離散行業(yè)的生產設備的布置,不是按產品而是按照工藝進行布置的.可以進行同一種加工工藝的機床一般有多臺.單臺設備的故障不會對整個產品的工藝過程產生嚴重的影響,一般需要重點管理關鍵,瓶頸設備.
在流程生產行業(yè)的流水線生產中,生產線上的設備維護特別重要,每臺設備都是關鍵設備,不能發(fā)生故障,一臺設備的故障會導致整個工藝流程的終止.
庫房物料管理
離散行業(yè)中,一般對半成品庫也設有相應的庫房,各工序根據(jù)生產作業(yè)計劃以及配套清單分別進行領料.
流程生產行業(yè)中,對連續(xù)生產方式,一般不設中間半成品庫房,配方原料的庫位一般設置在工序旁邊.配方領料不是根據(jù)工序分別領料,而是根據(jù)生產計劃一次領料放在工序庫位中.
質量管理
無論離散行業(yè)還是流程生產行業(yè)的質量檢驗和管理都相當重要,但在MES中對質量檢驗和管理的方式有所區(qū)別.離散行業(yè)中,對單件小批生產,一般需要檢驗每個零件,每道工序的加工質量;對批量生產,一般采用首檢,抽檢,SPC分析相結合. 流程生產行業(yè)中,一般采用對生產批號產品進行各工序上的抽樣檢驗. 當然,在每個行業(yè)的不同生產方式和生產類型中(例如離散行業(yè)的單件小批或大批大量生產,在醫(yī)藥,化工,鋼鐵等不同流程生產行業(yè)),MES的應用還存在一些差別,仍然需要根據(jù)各自特點進行綜合分析.
離散型制造企業(yè)的生產特征是：
A、生產計劃
a) 影響計劃的因素較多，生產計劃的制訂非常復雜；
b) 能力需求是根據(jù)每個產品混合建立，并且很難預測。
B、生產過程控制
a) 生產任務多，生產過程控制非常困難；
b) 生產數(shù)據(jù)多，且數(shù)據(jù)的收集、維護和檢索工作量大；
c) 工作流根據(jù)特定產品的不同經過不同的加工車間。因每個生產任務對同一車間能力的需求不同，因此工作流經常出現(xiàn)不平衡；
d) 因產品的種類變化較多，非標準產品多，設備和工人必須有足夠靈活的適應能力；
e) 通常情況下，一個產品的加工周期較長，每項工作在工作中心前的排隊時間很長，引起加工時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、產成品、廢品頻繁出入庫、成本計算復雜，需要針對成本對象并隨著生產過程進行成本的歸集和分配；
b) 使用標準成本法進行成本核算；
c） 注重實際成本和標準成本的差異比較和不同角度的成本分析。
在我國，離散型制造企業(yè)分布的行業(yè)較廣，主要包括：機械加工、電子元器件制造、汽車、服裝、家具、五金、醫(yī)療設備、玩具生產等。流程制造（Flow Manufacturing）： 流程制造包括重復生產（Repetitive Manufacturing）和連續(xù)生產（Continuous Manufacturing）兩種類型。重復生產又叫大批量生產，與連續(xù)生產有很多相同之處，區(qū)別僅在于生產的產品是否可分離。重復生產的產品通?？梢粋€個分開，它是由離散制造的高度標準化后，為批量生產而形成的一種方式；連續(xù)生產的產品是連續(xù)不斷地經過加工設備，一批產品通常不可分開。
流程型制造企業(yè)的生產特征是：
A、 生產計劃
a) 計劃制定簡單，常以日產量的方式下達計劃，計劃也相對穩(wěn)定；
b) 生產設備的能力固定。
B、 生產過程控制
a) 工藝固定，工作中心的安排符合工藝路線。通過各個工作中心的時間接近相同；
b) 工作中心是專門生產有限的相似的產品，工具和設備為專門的產品而設計；
c) 物料從一個工作點到另外一個工作點使用機器傳動，有一些在制品庫存；
d) 生產過程主要專注于物料的數(shù)量、質量和工藝參數(shù)的控制；
e) 因為工作流程是自動的，實施和控制相對簡單；
f) 生產領料常以倒沖的方式進行。連續(xù)生產企業(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) 需要對產品的質量進行跟蹤，往往需要從產成品到半成品、供應商等進行跟蹤，因此對批次管理要求較高；
c) 某些產品常常有保質期；
d) 生產過程中常常出現(xiàn)聯(lián)產品、副產品、等級品。
重復生產的行業(yè)主要有：電子裝配、家電產品、各種電器等，常常表現(xiàn)為流水線的方式；連續(xù)生產的行業(yè)主要有：化工、食品、飲料、制藥、煙草等，常常通過管道進行各工序之間的傳遞。
