MES是生產(chǎn)現(xiàn)場管理系統(tǒng)。目前MES技術(shù)已經(jīng)很成熟,甚至MES的標(biāo)準(zhǔn)ISA95(企業(yè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成國際標(biāo)準(zhǔn))都留下石油、化工、鋼鐵等流程型企業(yè)這一類企業(yè)的典型特征。僅僅幾年時間，全國一下子冒出上千家MES供應(yīng)商。這說明市場需求旺盛，政府大力推動“兩化融合”以及財(cái)政補(bǔ)貼功不可沒?；叵朐凇禘RP改變中國》的年代，也曾出現(xiàn)類似情景。共同點(diǎn)是用于大批規(guī)模生產(chǎn)效果挺好，轉(zhuǎn)向小批量、多品種、混線生產(chǎn)模式就大量失敗。那么，我們會不會重蹈當(dāng)年ERP遍地哀嚎的覆轍呢?

　　某些進(jìn)入“工業(yè)4.0”這類企業(yè)也不在討論范圍之內(nèi)。這類企業(yè)有幾個特點(diǎn):市場能力大，不缺訂單。生產(chǎn)模式是大批量按訂單專線裝配。這類企業(yè)首先要消除影響滿足客戶交付的各種不確定性。比如，用總裝廠強(qiáng)勢的供應(yīng)商備貨機(jī)制，消除裝配生產(chǎn)線的缺貨可能(物料的不確定性)。產(chǎn)品分類后把分散的裝配工序改成按節(jié)拍運(yùn)行的專門生產(chǎn)線(消除時間不確定性)。訂單利潤盈利可以將庫存損失及設(shè)備資源能力浪費(fèi)忽略。其次，采用成熟的自動化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)組織生產(chǎn)線的建設(shè)。MES有足夠的成熟經(jīng)驗(yàn)來處理系統(tǒng)的確定性問題。至于要不要做到“熄燈”，基本就是錢的問題了。

　　最近看了一些甲方的MES項(xiàng)目招標(biāo)書，有一種感覺，甲方還不了解MES的本質(zhì)是什么，能做什么，不能做什么。標(biāo)書有點(diǎn)像從眾多MES供應(yīng)商解決方案綜合剪貼的一個文本。目標(biāo)定的不切實(shí)際，從根上就埋下了項(xiàng)目失敗的種子。同時，我也感覺乙方根本就沒有打算收尾款。

　　MES是什么?在工廠它該做什么，能做什么?

　　工廠接到一個訂單，流程大致是:設(shè)計(jì)部門——計(jì)劃部門——分解BOM——查、減庫存，生成需要生產(chǎn)加工和外協(xié)的工單。先安排所需物料采購，再適時把工單分配到各車間。至此，各車間就拿到一組工單(決策指令)，上面有例如車、銑、铇、磨等各個工序，工單指派到工人(設(shè)備)。

　　MES要做的第一件事情

　　MES的職責(zé)應(yīng)該是從生產(chǎn)計(jì)劃生成工單開始，它負(fù)責(zé)指揮工人和設(shè)備干活的。MES要做的第一件事情是做好所有將要開始的生產(chǎn)準(zhǔn)備，以保證生產(chǎn)資源滿足開工條件。

　　只要具備一定條件，工人(資源設(shè)備)就可以干活了。工廠通常把這個叫生產(chǎn)準(zhǔn)備。對簡單的生產(chǎn)，工人只要有圖紙、物料、機(jī)床就行了。復(fù)雜工序除了主要設(shè)備資源以外，還需要刀具、模具、卡具、量具、場地等等。例如，航天衛(wèi)星裝配工序需要近20種資源條件同時滿足才能進(jìn)行。需要注意到，有些資源不是專用的，而是競爭性資源。MES應(yīng)該做到滿足這些條件，否則無法開工。問題在于我們不是要滿足一次兩次，而是要保證工人8小時內(nèi)每一件事情都能滿足這些條件。否則要停工待料，生產(chǎn)效率就下降，浪費(fèi)就產(chǎn)生了。

　　MES要做的第二件事情

　　假設(shè)，MES第一件事做的很好，車間不會發(fā)生停工待料，這樣也是不夠的。MES要做的第二件事是計(jì)算出工人/設(shè)備正確的做事的時間，并把生產(chǎn)指令轉(zhuǎn)達(dá)到生產(chǎn)資源。我們在車間做的每一件事看起來似乎是獨(dú)立的，其實(shí)它與企業(yè)的整體目標(biāo)密切相關(guān)。所以做事要有先后順序，規(guī)定好什么時間做什么事情。企業(yè)目標(biāo)常常不止一個，而是多目標(biāo)。比如，產(chǎn)能大化、短交期、少延遲訂單、少庫存、少加班等等。有些目標(biāo)是相互矛盾的。MES應(yīng)該在決策和這些目標(biāo)之間給出可視化的量化關(guān)系。這個問題非常復(fù)雜，是當(dāng)代管理科學(xué)困難的問題之一。解決復(fù)雜的問題無奈也是靠譜的手段就是利用人工經(jīng)驗(yàn)，全世界絕大多數(shù)企業(yè)都是這樣做的。近幾年，人們用APS(高級計(jì)劃排程)幫助解決這個問題。APS是有用的，但能夠作用的范圍是受限的。(我們將在下一篇文章——《APS的作用和缺陷》詳細(xì)介紹APS在哪些場合有用，以及APS架構(gòu)、模型、算法方面的缺陷。)本文暫且不做詳細(xì)討論。

　　生產(chǎn)任務(wù)指令下發(fā)到車間，工人就可以干活了。如果生產(chǎn)資源是數(shù)控機(jī)床和自動化設(shè)備，那么系統(tǒng)必須通過PLC、DNC、SCADA等一些中間件、數(shù)據(jù)接口、控制系統(tǒng)來指揮它們作業(yè)。這是指令下達(dá)就是通常所說的設(shè)備連接，也是當(dāng)前MES重要的功能及賣點(diǎn)之一。

　　MES要做的第三件事情

　　MES就該做第三件事是生產(chǎn)過程的監(jiān)控。生產(chǎn)過程監(jiān)控主要是兩個方面，一個是任務(wù)情況，一個是資源情況。每個生產(chǎn)資源(工人)接到生產(chǎn)指令后何時開始，何時結(jié)束?做了多少?質(zhì)量情況?有什么異常?設(shè)備情況?運(yùn)行數(shù)據(jù)?這些都是生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)反饋。這是MES基本的功能。同時，這也是做好產(chǎn)品的質(zhì)量管理和質(zhì)量追溯主要環(huán)節(jié)。當(dāng)前熱起來的物聯(lián)網(wǎng)傳感器等技術(shù)在這里將發(fā)揮作用。企業(yè)需要的大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的主要數(shù)據(jù)來源也產(chǎn)生在這里。

　　MES要做的第四件事情

　　MES的第四件事情是應(yīng)變和協(xié)同。在車間執(zhí)行生產(chǎn)指令的每天每時都可能發(fā)生各種各樣的異常變化。這分為主動和被動兩種。追趕或調(diào)整未能完成計(jì)劃;市場訂單變了，插單、撤單、設(shè)計(jì)需求改變了;設(shè)備故障、物料不到、質(zhì)量返工等問題都要打亂既定的生產(chǎn)次序。我們就必須重新對生產(chǎn)任務(wù)與資源的配置做出決策，以應(yīng)對這樣的問題。生產(chǎn)現(xiàn)場的異變是常態(tài)。它每時每刻都影響和決定著生產(chǎn)的效率和效益。通常傳統(tǒng)的MES并沒有設(shè)置一個專門的功能模塊，而是把難題甩給了管理人員。生產(chǎn)現(xiàn)場管理的計(jì)劃員、調(diào)度員明天都在如同“消防隊(duì)員”一樣來處理這樣的事情。有些企業(yè)生產(chǎn)管理人員也常用OA社交一類的工具來做這樣的信息溝通。

　　這里我們應(yīng)該關(guān)注車間的生產(chǎn)管理人員的作用。第一，他們應(yīng)該是車間里有工作經(jīng)驗(yàn)的人。他們明知存在各種低效和浪費(fèi)，都習(xí)以為常，視而不見了。第二，他們被夾在上級、各管理部門和工人之間，每天被各種矛盾搞得焦頭爛額，但依然是老大:不服你上來試試。第三，他們有很多管理知識和經(jīng)驗(yàn)，但隨用隨丟，因?yàn)镸ES里沒有數(shù)字化知識積累的機(jī)制和平臺。

　　車間管理改革的要點(diǎn)和難點(diǎn)就在于此。這也是MES實(shí)施成功的突破點(diǎn)。

　　處理異常需求就等同于有了新的需求，連同新加入的訂單，就讓我們的系統(tǒng)重新回到了第一件事。我們重新理一下。前面所說MES的第一件事情實(shí)際是對未來的任務(wù)的感知，以及對環(huán)境的感知，采購配套的情況，庫存的情況，工具準(zhǔn)備的情況，人力資源的情況等等。這個感知不僅包括當(dāng)前狀態(tài)，也包括對未來一段時間這些資源變化的預(yù)測。第二件事情就是對感知的情況進(jìn)行分析，做出決策并發(fā)布執(zhí)行指令。第三和第四件事情，是對生產(chǎn)現(xiàn)場的現(xiàn)狀的感知。而第二件事情就是對感知的情況進(jìn)行分析，做出決策并發(fā)布執(zhí)行指令。從1234這四件事成的一個循環(huán)，我們就清晰的看到了一個“感知、分析、決策、執(zhí)行”循環(huán)過程。然后，進(jìn)行新一輪感知、分析、決策、執(zhí)行，就這樣形成一個循環(huán)。

　　其實(shí)，小到做一件具體的事情，或者管理一個工廠，甚至是治理一個國家，只要你做決策，就必然要經(jīng)過這四個過程。

　　不論一個工廠管理水平非常好，或者非常差，也不論一個工廠是高度自動化的，或者是高度離散性的，他們的生產(chǎn)運(yùn)行管理的過程都是這樣一個循環(huán)。由此我們可以知道MES的決策功能的好壞的區(qū)別。一個好的MES它必須對任務(wù)(訂單)、資源和環(huán)境有足夠的感知，不僅感知到現(xiàn)狀，還能夠感知到未來趨勢;它能對感知的情況進(jìn)行科學(xué)的分析并做出恰當(dāng)?shù)臎Q策，同時對于生產(chǎn)現(xiàn)場的變化給予敏捷的反應(yīng)。一個差的MES的感知一定是不完整不準(zhǔn)確的。也許MES會把決策功能交給人。人的經(jīng)驗(yàn)很重要，但是也是有局限性的。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)的分析和粗糙的感知，這個決策執(zhí)行結(jié)果必然是低效的。

　　目前絕大多數(shù)的MES都沒有做到這個“應(yīng)該”，而是直接把分析和決策功能轉(zhuǎn)嫁與管理人員。根據(jù)人的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣進(jìn)行分析和決策，它的結(jié)果會是什么樣呢?

　　在車間，工人接到了工單，開工條件具備后就開始生產(chǎn)。但是在后續(xù)的過程中可能發(fā)生缺料等情況，條件不具備了，工人不能歇著，這時就把這些物料作為在制品庫存，再去做其他的工單。當(dāng)未來的某個時刻條件可以滿足了，人們從暫存庫拿回繼續(xù)加工。打一個比喻。車間是一個水池。水早晚都要流出去。如果水池很淺，水流過去的時間很短。如果水池很深，水也可以流出去，但需要時間很長。我經(jīng)常問企業(yè)一個問題，如果企業(yè)的資源給一個典型的訂單獨(dú)享，可以幾天交付?而實(shí)際的訂單交付時間，往往超過很多倍。這是很常見的現(xiàn)象。

　　很多管理者也意識到這個問題，但是他們的處理思路是錯誤的，尤其是某些生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品的高端裝備制造企業(yè)。他們不是通過系統(tǒng)整體改善方法讓水池很淺，而是“精裝修”這個水池。當(dāng)然也有很多工廠遵循不滿足條件不下工單。其實(shí)，這樣做既浪費(fèi)產(chǎn)能，交期也不能保證。嚴(yán)格說，要求MES做好第一件事情是幾乎不可能的，因?yàn)樗枪S計(jì)劃層面的問題，已經(jīng)超出車間管理的范疇。所以我們不能把MES作為一個獨(dú)立的系統(tǒng)去實(shí)施，而一定要放到工廠整體系統(tǒng)上定位。比如，財(cái)務(wù)計(jì)劃沒有做好，采購計(jì)劃無法執(zhí)行，再好的MES也無能為力。