甚麼是製造執行系統 (MES)?

在當今 競爭激烈的 市場環境中 ,像您的公司這樣的廠商需要  提高 效率,方可取得 競爭優勢。 當中至關重要的一點,就是要在增加生產量的同時降低成本—,而 生產執行系統  (MES) 恰好就能幫您達成這個目標

從技術方面來說,製造執行系統就是一個在廠房層面連接及監控機器與工作中心的系統。MES 的主要目標是確保製造業務有效執行,並且提升生產效率。

試試這樣想:假如您要發射一艘火箭,那麼 MES 就是任務控制中心。火箭發射時,您需要追蹤高度控制系統、能源、動力、遙測資料等等。透過監控及追蹤這些資料,您可以確保火箭成功到達軌道,也能找出下次發射火箭時可以改善的地方。

仍搞不清生產執行系統究竟是什麼?別怕!下面我們將深入探討關於 MES 的一切,讓您加倍了解它能發揮哪些功用,以及是否符合您的業務需求。

MES 基本概念和詞彙

就像任何一款軟體,生產執行系統涉及許多不同的概念與詞彙,掌握這些就可以幫您更清晰地了解它究竟是甚麼。乍看之下,這些概念與詞彙或許仿佛都有自己獨特的語言,但其實箇中並不複雜。以下是一些與 MES 相關的常見詞彙和概念:

  • 企業資源規劃(Enterprise resource planning,縮寫為 ERP)系統 — 強大的策略性業務流程管理工具,可將企業的所有層面整合到一個綜合資訊系統中,讓組織內的所有人存取
  • MESA-11 — 此模型由製造業企業解決方案協會 (MESA) 建立,於 1997 年發佈,當中列出了標準 MES 的 11 項核心功能
  • ANSI/ISA-95 標準 — 由國際自動化學會為全球製造商所制訂,開發者製作自動關聯企業系統(如 ERP)和控制系統的軟體時,可以參照這一組標準指引
  • 整體設備效率 (OEE) — 對比機器的最大潛能,評估機器之工作效率的通用衡量準則
  • 監管控制及資料採集 (SCADA) — 由軟硬體構成的系統,作用是讓製造商維持業務效率、處理資料以作出更明智的決策,以及就系統問題進行溝通,以減少業務停頓時間

MES 核心功能

根據 MESA-11 模型,標準的製造執行系統需要具備 11 項核心功能。自首次發佈以來,MESA 已修訂此模型,使其涵蓋企業層面的策略計劃、業務營運、廠房營運,以及實際生產。但就本文目的而言,我們將聚焦於最初的 11 項核心功能,以及如何利用這些功能來提升製造效率,它們至今仍是 MES 系統的重要組成部分。

  1. 營運管理
    為員工提供已規劃生產訂單及生產路線方面的全局視角。此舉能確保全體員工進度一致,減少因溝通不暢而導致的錯誤。
  2. 遞送生產單位
    實時在 ERP 與廠方之間管理生產資料的雙向流動。此舉能永保生產資料準確、一致且最新。
  3. 產品追蹤及系譜
    將最終成件或批次及其所有對應的製造資料組合起來,涵蓋從原材料到組件裝嵌的各個環節。這些資料對必須符合政府或行業規定的廠商來說為重要。
  4. 人手管理
    輕鬆管理人員、產品及/或營運,並追蹤他們需要的任何技能或授權。此舉能確保您在生產過程的每一步都能安排適當人選,足以勝任工作。
  5. 品質管理
    管理製造流程與裝置的品質,包括品質偏差和例外情況。此功能可直接整合至 MES 軟體中,亦可使用外部軟體。
  6. 維護管理
    更輕鬆準確地規劃預防性機器維護,從而減少業務停頓時間及對生產造成的干擾。
  7. 資料收集與採集
    追蹤及收集重要資料,在有需要時輕鬆找回資料。
  8. 流程管理
    提供流程路線規劃及營運排序,包括涵蓋整個生產過程的可追溯功能。
  9. 績效分析
    合併資料以計算關鍵績效指標 (KPI),譬如重工、報廢、流程能力及 OEE 等。這樣您就能知道生產過程的效率如何,以及如何加以改善。
  10. 文件控制
    為操作人員提供存取重要文件的簡單途徑,讓他們在有需要時輕鬆查閱說明書、圖紙及備註等文件。此功能讓您和員工無需再在檔案櫃中苦苦尋找需要的資料,有助節省時間。
  11. 資源分配與狀態
    定義及追蹤資源的狀態,以及資源在生產過程中的使用情況。

MES 和 ERP 如何配合運作?

MES 系統和 ERP 系統各有作用,但在製造營運中,兩個系統又互有補足。

ERP 系統將企業的所有層面整合到一個綜合資訊系統中。如,負責規劃與日程安排的員工與負責財務管理的員工可存取到相同的資料。此外,所有資料均實時提供,讓生產經理能更迅速地制訂更明智的業務決策。

同時,MES 也可以作為生產區系統(如機器及監管系統)與業務、規劃和物流系統(主要就是 ERP) 之間的隔層。MES 和 ERP 可以互相整合,為整個組織帶來單一事實來源。ERP 系統可以顯示出您是否需要提升生產量,而 MES 則能告訴您如何做到這一點。

MES 是否適合我的業務?

看到這裡,相信您一定在思考:為甚麼不是所有公司都有 MES?MES 的好處多多,包括提高生產力、改善資料擷取、清晰掌握實時營運情況,以及優化工作團隊等等。

除此之外,MES 也能帶來材料可追溯性,這對必須遵守嚴格規定的廠商而言,實屬無價之寶。餐飲業、醫療設備業、航空及航天業,以及國防業的製造商,均須掌握這種可追溯能力,以確保符合相關法規。

然而,製造執行系統並非行行皆宜。規模較小的廠商或許會因生產營運規模不大,以致沒有條件採用額外的軟體系統,譬如 MES。此外,他們可能會覺得公司的利潤不足以承擔這項投資。一如任何其他技術,您必須根據自身情況權衡輕重,衡量是否值得為您的製造企業投資 MES。

「我們以前的廢品率大約是 3%–4%。上個月降到了 1.37%。這個結果讓我們非常滿意;這可以說是世界一流的水平,很大程度上要歸功於 Mattec MES。這款工具提供了協助我們做出明智決策所需的數。」

Dave Rose,
品管工程師

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「模具開啟前,我們就能透過 Mattec MES 掌握良品和劣品,進而製造出更好的產品…」

Mitch Stein,
廠長

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MES 的未來發展

生產執行系統的未來與廠商業本身的前景緊密相連,不可分割。隨著工業 4.0 和物聯網 (IoT) 的普及盛行,MES 系統能讓生產商打造出未來工廠。

生產區層面的 IoT 感應器可以收集資料並連結機器。手中掌握更優質、更準確的資料,即可充分發揮製造執行系統的效用,繼而由系統將這些資料傳遞給您。科技日益蛻變,並且整合度變得越來越高,如擴增實境 (AR)、人工智能 (AI) 和智能機器等,MES 將在您的生產業務中擔任日臻重要的角色。製造執行系統就像樂團中的指揮家一樣,將帶領您的工廠走向自動化運作。