美国先进制造机构，首先提出了MES 的大致概念，并且将定位了MES 的应用方向——解决重点生产管理问题。制造执行系统，能够采集生产现场的实时数据，面向制造过程，在企业生产管理系统中有着承上启下的重要作用，对于生产计划监控、资源调配、调度和生产过程优化等工作有着促进作用。国内企业随着信息化工作的逐步深入，目前，在电子、航天、航空等领域MES 都获得了广泛的应用，MES 俨然已经成为了企业应用和企业制造信息化研究的热点之一。
1 电子产品制造业的特点及小批量电子产品生产管理的主要问题
电子电器制造类企业，既有单件小批量生产，也有批量生产；有按库存生产，也有按订单生产，属于典型的离散制造行业。因产品的不同其生产工艺流程也不尽相同，生产设备的布置不是按产品，而是按照工艺进行布置。而且，可以同一种工艺可以有多台机床同时进行加工，所以，同时要对所加工的物料进行调度，并且中间品需要进行搬运。其企业自动化主要在单元级，自动化水平相对较低，因此产品的生产率和产品质量很大程度依赖于工作人员的技术水平。因为电子生产企业多数为按订单进行组织生产的企业，对生产车间和采购的计划需要很好的生产计划系统，产品生产的工艺过程经常需要变更，并且很难预测到什么时候有订单，所以生产计划系统对投资效益来说作用较大。电子制造业制订生产计划的依据可以根据市场的预测，企业的ERP 系统主要是采用工作令的方式向MES 下达作业计划指令。
在成本核算方式方面，是由底层向高层逐层累积得出的，电子制造业的计算产品成本是按照产品的BOM 所描述的加工装配过程，它反映了产品增值的整个实际过程。电子制造业对设备级、工序级的作业计划进行调度，需要根据工作中心能力、均衡生产、优先级和设备能力等方面。在电子制造业中，让操作人员及时掌握相关工序的生产任务一般采用电子看板方式，或者采用作业指示书、派工单等方式将作业计划调度结果下达给操作人员，作业的计划内容，一般包括该工序的开工时间、成产数据和完工时间等方面。由于电子制造业的一台或几台设备故障，对整个产品的工艺生产过程一般不会产生特别严重的影响，所以在设备管理方面，一般只需要对瓶颈和关键设备进行重点管理。
制造过程是整个工程应用的重要保障。目前，一部分产品具有产品质量要求高、多品种、技术尖端和小批量等特点，生产环节多，生产过程也相对复杂。近年来，科研生产呈现出多种型号产品的生产和研究，生产计划有一定的不确定性，项目要求变更也在日渐增多等特点。边研制边进行成产和定型，新型号的研制打破了传统的串行研究制程序，研制周期也很短，这对生产组织的管来来说有着很大的难度。
采用传统的生产管理方式来完成任务，在这种形式下则需要投入较大的管理成本。随着型号产品的日渐增多，研制周期的日益缩短，传统的生产管理方式面临着重大挑战，主要表现在，生产和技术准备周期过长，管理信息和技术信息管理程序不够规范及信息不能共享；生产过程中工作主动性及车间工作人员调度能力，管理部门、生产车间对生产过程的不可监控；各部门的数据统计不够协调，不能及时发现问题，缺乏资源一致性维护；工时定额不够准确，不能为型号的成本核算提供相对准确和合理的数据，也无法作为工作人员绩效考核的有效依据；难以对制造过程中的产品质量进行动态分析和监控，数据采集困难；生产流程的数据信息和分支也在随着设备和型号产品的不断激增而不断的增多，快速分析各产品的加工过程信息和各工位的任务情况，已经无法仅仅依靠人力来完成，只能依靠对最终节点情况的了解。这种传统的生产管理方式，对生产过程的了解往往是滞后的、局部的、粗略的，同时也无法对生产过程进行有效控制。
2 电子产品制造业MES 功能模型框架
电子产品制造业的MES 功能系统主要可分为九个子系统，分别是：信息查询子系统、质量管理子系统、系统安全管理子系统、设备管理子系统、库存管理子系统、工作人员岗位管理子系统、制造管理子系统、成本核算子系统和成产计划管理子系统。电子制造业MES 系统实施主要有现场数据采集和作业调度两个关键性技术。现场数据收集除了生产数据的实时收集外，还有收集强调与设备控制系统的集成。电子制作业的作业调度是指MES系统能够及时发现生产环节的各种问题，并且进行提异常警报示，从而使系统可以根据各站点的情况进行重新排配，高效地解决瓶颈问题。要遵循相关的标准进行与设备控制系统的集成，为了方便分析和调用，系统里的数据标准肯定要有一个统一管理方式。通过规范化的编码信息来完成实时生产数据的收集，比如缺陷和型号以及供应商等，基于这些数据，制造管理、产品追踪、品质管理和设备管理，是其功能的核心模块。从核心功能模块派生出来的有异常警报、品质信息报表查询、生产状况监控和生产信息表报查询等，同时，MES 系统还应该提供其他一些系统的接口。
实行所和车间是电子产品生产过程通常实行的两级生产管理体制。实行所其工作内容侧重于对产品生产流程的全程管理、监控和生产计划的制定，是生产管理部门的科研生产处。实际生产任务车间主要由质检中心、机械加工车间、工艺室和电子装联车间等单位来承担。科研生产处下达的批次生产计划由车间接收，车间根据现阶段的实际生产情况和具体生产任务，进一步制定出各生产小组的具体批次生产计划。同时根据生产资源制定出作业计划，进行粗能力平衡，并且确定各工序的开工及完工日期。按照正常流程，整批产品的一道工序完成后就应该提交进行质量检验，质量检查中心检验不合格的产品进行返工返修或者实行报废补投，而经检验后合格的的产品则入库。
各相关生产单位在电子产品MES 中的主要工作模式为：为了及时掌握并组织解决生产过程中所出现的问题，生产单位及科研生产处利用MES 对现场生产活动进行查询和监控，对生产计划做出有效调整；在MES 中科研生产处完成所生产任务单；在MES中，明确生产数量，进行工艺定额制定，完成工时定额及材料定额，作为车间进行生产组织的依据和数据，将工时定额和材料定额信息储存在MES 中；工艺部门根据生产任务单在计算机辅助工艺过程设计系统中完成工艺规程设计；根据所生产工艺规程及生产计划，电子装联车间和机械加工车间自动从CAPP 系统中导出工艺信息，并在MES 中完成车间计划调度及生产指令卡生成等过程，并且根据生产指令卡组织工序进行；在条码技术的支持下，质量检验部门在工序检验过程中，要将质量信息和操作者等相关生产现场数据录入MES 中提供系统管理。
3 在电子产品生产管理中MES 的具体应用
在MES 的应用和实施中，通过共享信息，管理效率、信息的利用率及透明度都得到了有效的提高。MES 的所有数据都以科研生产任务为主线，都基于统一的数据库平台，使各岗位工作人员都能够通过系统的数据统计功能和信息查询功能获得与自己相关联的数据。通过与CAPP 系统的集成，减少了信息的重复录入量，自动生成了生产指令卡，有效的缩短了车间的生产准备时间。通过MES 系统内丰富的生产数据，为产品的生产资源优化配置、产品质量分析和生产计划的合理安排提供了科学的依据。对生产过程中的各环节的数量、进度和时间节点等信息，通过MES 系统进行了有效的监控和限制，规范了生产管理流程，并且达到了规范生产流程的目的。总而言之，MES 的开发以及它在小批量电子产品生产管理中的应用和实施，对电子产品生产业的发展，是具有良好的实际效果的。
4 总结
针对特定的产业生产形态以及功能需求，开发MES 应采用相应的功能模块设计，MES 系统的功能设计，是开发设计MES 系统的关键工作之一。今后，随着MESBCO 的进一步实施和优化，MES 的应用将起到提高产品质量和规范生产过程控制的作用，将有效的提高各部门的快速响应能力，推动科研生产管理活动高效益、快节奏的有序运行。同时，也可增加生产信息的透明度，通过信息集成、信息共享和信息处理等技术，减少电子产品的生产准备时间，大大提高生产管理效率。
7/10/2013
|
