全球化制造的挑战

“物美价廉”是在我们的文化中人们对所期待的产品的一种诠释。中国正在成为全球的制造中心。 面对全球竞争性的环境， 制造业面临各种各样的问题，压力也越来越大：

● 为消费者提供顶尖的产品质量。

● 越来越短的产品生命周期。

● 库存水平优化的要求。

● 设备与系统投资回报的优化。

● 客户或法规需求的快速回馈。

● 产品的多样性。

● 满足当地需求。

● ……

可是你去看每一个问题，都脱不开与物美价廉的干系。制造业已经到了需要认真的思考一下的时候了。“面对全球化制造，您 面 临 的 最 大的 问 题 是 什么 ? ” 下 面 是Forrester 研究中心从 50 个全球化 的 制 造 企 业得到的答案(如图 1)。

图 1 Forrester 研究中心的调查结果

工厂运营的可视性差以 3 8 %排在第一位，这意味着我们不知道工厂里、生产线上在发生什么。再看需求预测准确率差、沟通不够有效，其根本都是一个信息沟通与信息管理的问题。我们已经花了很大的精力在 ERP、供应链等更高层次的业务管理，将采购、销售、供应链的上下游等做了更好的互动，但我们稍稍有一点忽略了“制造”价值的“制造”本身。 MES - 制造执行系统就是这样应运而生的。

MES - 制造执行系统

当我们今天走进我们的制造工厂时，与若干年前的手工作坊已经完全是两个天地了。各种先进的自动化系统：驱动系统、PLC、人机界面、工业通讯……，乃至精密设备、机器人等。如何把这些自动化系统产生的数据加以有效利用，并与ERP、供应链等管理系统无间整合就变成了一个很严峻的问题。不去有效地利用这些已经存在的资源，对管理层来说就是一种浪费。

如何定义 MES 对我们的企业似乎不是第一位重要的，但我们可以看到，MES的存在就是为了架起企业管理系统与自动控制系统的桥梁，得到更精致的供应链同步。

不过 M E S 并不是凭空产生的。 MES标准是国际组织 ISA(仪器、系统、自动化协会)设立的第95 个标准化项目，所以称为 ISA-95, 今天它已经被美国国家标准化协会(ANSI)认可为正式的国际标准。在 I S A - 9 5 中详尽的定义了MES 的术语、模型以及与自动化和 ERP 接口的规范等(如图 2)。

图 2 ISA-95 标准对 MES 的定义
 

从 ISA-95描述的 MES的基本模型我们可以看到， MES 要帮助我们解决什么问题：

首先要定义产品，这样才知道我们要生产什么东西。然后是对生产资源的定义，比如人的能力、设备可用性、物料可用性等的定义。

有了产品和资源的定义，当然就可以开始生产了，包括生产订单排序、分配、执行等一系列的过程。

在我们完成了生产之后，我们必然要问自己一个问题，我们做的怎么样?于是对整个生产过程的数据采集、生产跟踪、绩效分析就成了MES很重要的一步，正因为知道自己做的怎么样，才可能有的放矢地去制定自己下一步的目标。

说起来容易做起来难，我们试想不同行业的工厂几乎千差万别，如果我们去看一家手机厂和一家啤酒厂，他们在 MES 上的需求可能风马牛不相及。即便是在类似行业中，比如牛奶厂和果汁厂，整个生产过程也是大不相同。

其实就是在相同的行业当中甚至同一家公司，生产的配置都有可能是不同的。这就为 MES 的发展设置了极大的障碍，这也是为什麽很多企业都不得已在定制自己的所谓 MES。

西门子正是基于自己对制造业的深刻理解，以及在各个行业里的丰富经验，革命性的提出了崭新的 MES架构，为 MES的发展开辟了一条新的途径。

SIMATIC IT - 西门子的MES

S I M A T I C I T 是一个由Framework 和组件构成的系统(如图 3)。 Framework 用来实现生产系统的技术和业务流程的组态设置，组件用来实现具体的系统功能。Framework 为工厂建模和“生产作业” 建模提供“建模” 能力， 与组件一起执行ISA-95体系。 它由一些基本服务构成，如用户管理、数据集成等。同时它具有跨行业的特点。组件包括不同行业所需的功能。根据其提供的功能和使用的领域，有些组件是跨行业的，具有通用性，而有些组件只适用于特定行业。比如： SIMATIC® IT Historian提供了一系列用于采集、储存和快速检索关于质量保证、报告、认证、统计分析、绩效监控等生产流程和生产信息的软件模块集。

图 3 SIMATIC IT 的架构

SIMATIC®IT Unilab按照所有工业和实验室标准 ( GLP、GAMP、ISO、21CFR11等)处理实验室中的所有质量数据(样本、分析、仪器等)的企业实验室信息管理系统( LIMS)。

SIMATIC®IT Interspec 处理原材料、半成品和产成品及包装材料产品规范的企业规范管理系统。它综合了全公司的规范及单个工厂、供应商或客户的各个规范。

组 件 最 上 层的 S I M A T I C I T Libraries 提供了适用于任何或许多行业的基本单元和过程，它使得生产管理应用更易于实现。任何人都可以在这个基础上去根据具体的需求来应用它。

即 便 在 这 种革命性的系统架构下，西门子非常清楚地意识到它并不可能涵盖所有的行业、所有的用户需求，SIMATIC IT 的开放架构甚至可以把第三方组件直接在 Framework中象自己的组件一样使用。

MES 带来的好处

MES 究竟给我们能带来什么呢?其实回顾我们最开始的问题， 我们完全有能力变“生产运营可视化差”为“生产运营透明化”，接之而来的信息沟通与管理变的极其丰富，企业的生产决策变的更加科学、有序(如图 4)。

图 4 MES 带来的好处

AMR 的研究报告表明， MES在库存管理成本、产品质量提升，间接劳动成本以及法规遵从等方面都将为企业带来显著的改善。尤其值得说明的是，它甚至对新产品引入周期的缩短都有很大的贡献。

我们试想， 从毒奶粉、 金龙鱼事件， 到今天的苏丹红、 雀巢奶粉事件，如果我们有透明化的生产运营，你就可以在最短的时间里找到所有有问题的产品，你就可以在最快的时间向消费者澄清，你 甚 至 不 可 能 让 这 些 事 情 发生……这里为企业和消费者带来的利益是难以用数字估量的。