MES「製造生產執行系統」的由來!

MES「製造生產執行系統」的由來!

ERP(EnterpriseResourceManagement)企業資源管理系統是以財務為主,將企業內部進銷存貨以及生產製造資料透過會計傳票統合,由將企業資源作最有效的規劃並統合產生財務報表等等相關資訊。但是對於主要為代工OEM/ODM生產的台灣企業來說,除了企業內部的資源規劃之外,生產製造的過程也是一大問題;大多數的ERP針對於生產製造的管控,大多都只有作到業務開立客戶訂單,系統透過MPS(MasterProductionSchedule)主生產排程規劃產生出對應的生產工單製令,再經由MRP(MaterialRequiredPlan)物料需求計畫,通知資材單位何

EMS整合前

EMS整合前

時該準備什麼樣的物料以便產線備料生產;待廠商於約定時間進貨且企業內部已經完成近料驗收後,產線即可立即進行領料,生產完畢之後再做產線成品入庫,後續業務即可安排運輸出貨,於此系統也可以針對廠商進貨、客戶銷貨產生對應的應收付帳款,後端財務人員就可以依照系統資訊進行帳款的支付以及催收。

以前面的說明看來,就財務來看似乎ERP就已經提供了所有完整的所需資訊,但是對於實際的生產過程來說,ERP並沒有詳實的記錄所有的相關資訊,除了材料的領用消耗外,生產過程中尚包含人員以及機械設備的稼動率、材料的損耗、WIP(WorkInProcess)在製品數量的轉移過站數量控管、分析各工作站作業效率以便適時的作人力資源的調動,達到產能平衡的效果。因此對於這些ERP無法達到的效果,後來就陸續衍生成了MES(ManufacturingExecutionSystem)製造生產執行系統。

EMS整合後

EMS整合後

MES的功能

MES系統是指從接到訂單企業內部生產開始到產品完成,統合控管產品在生產線上的各種即時資訊,將工廠生產的即時和準確資料回應於報表或其他方式上。MES可以將讓產品準時交貨,提高庫存週轉率,當生產活動發生緊急事件時,還可以提供現場緊急狀態的處理資訊。

根據MESA協會(ManufacturingExecutionSystemAssociation)定義MES為「通過資訊傳遞來優化管理從訂單下達到產品完成整個的生產過程。當工廠裡面有即時事件發生時,MES能對此即時做出反應報告,以迅速回應來降低企業內部無附加價值活動,有效率地掌握生產運作過程,進而提高即時交貨能力、改善物料流通性能與提高生產回報率。」

(MESCOREFunction)MESA同時定義了MES所包含的功能包括:

統計品管分析、設備和人力追蹤(LaborTracking)依照產品訂單的交期以及需求的各項資源狀況協助生管單位排定生產順序,並且提供產線人員及時的生產資訊狀況,包含企業內部可使用的人力資源狀況以及人員工作效率追蹤等等相關的資訊。藉由外包、訂單生產或是批量連續生產的形式,分派到指定的產線、人員或是設備;有效的控管企業內部有關於生產製造的各項資源分配,將每個」人」以及」設備」的利用率發揮到最高。

物料追蹤(MaterialTracking)

MES CORE Function

MES CORE Function

每個用來生產的機械設備一定都會機械零件耗損或是因為人員操作失誤造成停線的狀況,因此透過MES系統可以用來追蹤機台、設備、工具的保養狀況和維修資料,以便確保使機械設備做最充分的使用並且可以作為日後追蹤保養的依據;而在生產物料方面,系統提供生產狀態和工作配置查詢。往上可追蹤每個材料元件,由倉庫領料備料到產線投料生產甚至於是WIP半成品的工作站轉移,都可以由系統追蹤查詢;往下可追蹤到成品,經由MES系統不單是生管單位人員才知道訂單目前的生產狀況,業務單位想要回覆客戶訂單的生產狀況可以直接進入MES系統查詢目前的產線生產狀況,馬上得知產品已經生產到什麼階段以及預計什麼時間可以完成。

實驗室資料(LaboratoryData)

管理製造生產所需的資源,包括機器設備、工具(治具)、勞力、材料、文件等其他資料,產品開發單位可以利用這些加工作業的相關資源制訂實際量產時的標準SOP作業流程。並且透過MES系統可以制定標準的資料傳輸介面,透過機器或人工分式收集,可以直接方便快速的獲取內部生產作業相關的記錄或參數資料。作為IE工程師改善生產流程或是提高產品品質、增加產線產能的依據。

製程資料(ProcessData)

MES系統更重要的功能就是監控生產、自動修正/改善或協助作業人員修正/改善進行中的生產作業;利用系統產線工程師可以得知人員生產狀況,有任何的異常系統都可以及時反應,立即針對各項生產異常進行錯誤排除,有效的減少產線生產停擺的時間,而且也可利用系統提供實際作業結果與歷史記錄及預期結果的比較分析報表,即時分析產線製程資料,提供修正問題的對策方法來找出產線生產異常原因,並且確保產品生產的品質。

工廠文件(PlantDocument)

MES也支援文管作業,用來維護各生產單位的文件記錄,包含使用手冊、SOP標準作業程序、工程圖面、設備執行程式以及ECN工程變更資料等等。將各文件統一利用系統管理,除了可以達到無紙化管理,也方便讓需求人員直接在系統就可以查詢,甚至於可以依照每個人員的權限不同控管其可以觀看的各種公司機密文件資料。

MES的成效

EMS成效

EMS成效

根據筆者先前接觸的PCB製造產來說,因為生產性質的不同於一般的電子組裝產業;從一開始的銅箔基板材裁切之後,幾乎所有的原料都是在各工作站的生產線之中,因此整個生產過程比起一般的電子後端組裝來說,更需要注重每個工作站的加工過程,嚴格控管生產的流程,人員執行作業的標準程序等等。以往針對於工作站的生產資料只能利用RUNCARD流程工作卡,人工記錄所有的生產活動,包含生產流程控制、人工機台的操作、人工製程條件控制等等這些生產資料收集非常的困難且無法達到及時SPC控管;加上沒有及時現場管理資訊,無法進一步的針對生產效率、工程資料進行分析,更別說需要產生出各項管理報表資訊,對沒有導入MES系統的企業來說那更是難上加難。

經過導入MES系統之後,所有的生產資料都存入系統之中,不但方便擷取以及管理,還可以透過電腦系統控制所有的生產活動,利用系統來達到簡化生產流程,結合PLC數位控制系統自動化機械控制,防止操作錯誤並且自動收集分類各項製造資訊,將由SPC進行即時品質管制,有效率的派工並且迅速反應產線生產異常狀況,立即排除各種機械或是人員加工異常。

根據MESA協會(ManufacturingExecutionSystemAssociation)統計分析,導入MES系統後可以達到下列成效:

  • 縮短生產週期,達到平均45%
  • 減少資料錄入時間,通常達到75%或更高
  • 減少待處理的工作(WIP),達到平均24%
  • 減少文檔間的傳遞,達到平均61%
  • 縮短訂貨至交貨時間,達到平均27%
  • 減少文本工作和藍圖損失,達到平均56%
  • 減少產品缺陷,達到平均18%

MES的現況

很多人往往會把SFC(Shopfloorcontrol)工程現場管控與MES搞混,其實SFC主要的重點在於WIP的數量控管以及轉移,而MES則更重視於其他生產資料的收集應用。先前是否常聽聞很多公司產品發生品質問題而需要回收,其實只要企業內部有導入MES系統,我們可以利用系統追查是哪個時間點所生產的哪一批產品有問題,如此就不用全面將所有的產品回收,不但增加企業成本又嚴重影響了企業對外的形象。

如果要提高企業產線的生產品質以及效率,是不能單靠一套MES系統,其中有許多的資料還是需要其他E化系統的整合。與ERP、WMS(WarehouseManagementSystem)倉儲管理系統整合,才可以達到庫存數量的精確管理;與SCM整合,才可以建立正確的HUB線邊倉,與原料供應商建立JIT(JustInTime)的及時管理,減少彼此的庫存以及運輸費用;結合BI商業智慧,也才可以方便管理單位使用不同的角度分析企業內部各項資源狀況。

雖然MES有這麼多的好處,但事實上每個企業的生產狀況或是流程技術,時有很大的不同,所以在導入MES之前,建議都是先行導入ERP企業內部流程均已經達到標準化之後,再針對企業生產特性慎選有經驗的系統供應商並選擇符合企業需求的系統,才可以真的達到發揮系統的功能。

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