MES助力日立電梯提高精細化管理水平

項目背景介紹

日立電梯在2008年到2012年期間分別在五地工廠（上海、廣州、天津、成都、扶梯）上線了ERP系統，在後續的使用時間裏，逐漸發現現有ERP系統對於生產現場管理，產品質量追溯，產能控制等方面作不到「精細化管理」，主要表如今如下幾個方面：

• ERP系統對企業生產過程的主體－生產現場管理沒有涉及到。即在目前ERP的計劃模式下，缺少對實際進度的瞭解，所以其天天下達的生產計劃存在着不合理的現象（無限產能）。

• 目前整個集團的各個製造基地的製造流程不統一，各自按照本身的狀況進行生產。致使集團沒法統一管控。急需統一各個製造工廠的生產業務模式，方便集團統一管控。

• ERP的流程單到了車間仍然依靠手工安排生產，電梯BOM零件多，製造週期長且人工做業多，形成工單的跟蹤困難。

• 產品質量信息依靠手工記錄，沒法對發生質量問題的產品實現快速準肯定位，須要消耗大量人力物力進行處理。

綜上所述，但願導入MES項目，結合「精益生產」的管理思想，實現製造過程可視化，提升精細化管理水平，加強管控和科學決策的能力。

日立電梯（中國）有限公司廣州總部

 

MES項目根據需求，制定如下業務目標：

• 車間排產：經過MES制定準確、可執行的生產計劃（有限能力計劃），準確安排各零部件的投入和產出時間，而且支持在狀況發生變化時從新計劃和排程，生產指令控制精度由天天細化到每小時，使材料、部件及成品庫存下降10%。

• 生產管理：實現按臺套生產，並實時瞭解訂單生產進度狀況，對生產過程進行管理，包括工單派工、工單報工、工單執行情況、物料使用狀況等進行跟蹤與反饋，提升生產效率，製造週期縮短10%。

• 倉儲管理：以條形碼技術爲基礎，實現精準庫存管理（包含貨位管理），改善現有出入庫業務及庫存盤點做業，提升倉儲做業效率，利用條碼槍掃描二維碼錄入系統提升事務單據的處理效率，由4小時提升到實時處理。

• 條碼應用：經過物料條碼化管理，車間裝箱經過掃描裝箱件，自動覈對裝箱清單，裝箱準確率達100%，工程維保在更換部件時，直接掃描所需更換部件的條碼，快速獲取物料信息，下單給工廠製做。

• 質量追溯：生產過程當中對部件條碼進行記錄，出現不良時可經過系統快速追溯。

• 數據整合：實現MES與公司已建設或在建設的信息系統的結合，經過PLM+ERP＋MES，實現信息系統對製造過程管理的拓展和深化，知足數字化工廠/智能製造工廠要素條件。

項目實施與應用狀況詳細介紹

日立電梯集團爲了統一下屬工廠生產業務流程，規劃了MES項目。項目初期成立項目籌建組，各個製造工廠製造的主要負責人員參與項目當中。

根據項目資源配置及項目計劃，咱們將上線工廠分爲4批進行實施，主要實施方式以下：

第一批：成都工廠。因爲成都工廠新成立，容易接受新的管理思想，新上系統對業務衝擊較小。

第二批：廣州工廠、扶梯工廠。根據成都已經造成的系統模板進行擴展，已知足全部工廠的業務。

第三批：天津工廠、上海工廠。根據第二批造成的最終版系統進行覆蓋式實施。

第四批：電機工廠、日立樓宇工廠。覆蓋式實施，再也不進行系統開發。

以上全部工廠，都使用統一的信息平臺，用以確保各個工廠的生產業務模式統一，同時各個工廠之間可以進行生產的KPI指標的對比。

日立電梯MES系統的整體目標是：根據日立電梯的發展戰略，結合企業設計和生產管理現狀，研究國際國內設計和生產管理系統的發展趨勢，規範業務流程，創建統一的信息管理平臺，實現數據信息的集成和共享。

目前日立電梯MES應用狀況以下：系統模塊分佈圖——

項目系統模塊分佈圖

1）計劃排程管理

排產系統整合ERP系統提供的製造BOM、物料信息、製品工藝路徑和產能等信息，創建排程模型，進行有限能力排產。以確保生產交貨期爲前提，綜合考慮生產任務的物料到貨時間，生產優先級，均衡化工做負荷、庫存以及人力負荷，將生產任務安排到車間各個資源以及工做崗位上。

2）設備集成與OEE效率

系統須要經過採集設備的運行狀態信息，對設備生產過程進行實時監控，使管理人員能全面瞭解和掌控生產加工過程、設備運行和產品生產的實時情況。並即時將設備異常信息以報警方式及短信方式（新增需求）傳遞到相關終端和移動電話，通知崗位人員對現場設備異常進行排查和處理，恢復生產正常進行。

同時，須要依據設備的可用率、設備生產性能和產品質量（良品率）等因素計算設備的運行效率（OEE），尋求制約設備效率的瓶頸因素，從而方便客戶制定有針對性的提升設備生產效率的管理決策。爲了更精細的對生產過程進行監控和管理，須要對車間加工設備的實時運行狀態進行監控，並對設備的運行效率進行精確計算，並跟蹤設備的停機事件及其具體緣由，精確的評估設備生產運行效率，更高效的管理設備，實現精益化的生產管理。

3）生產管理

生產管理模塊主要對企業整個生產過程進行監控和管理，從生產計劃下達開始，生產過程控制就同時開始運行，對企業生產過程產生的主要參數進行監控，使得企業管理人員可以實時、準確地瞭解一線生產信息。

生產任務採用無紙化方式，系統採用推送方式進行派工，即相關班組和人員可在班前查看待完成工單，同時系統自動推送相關發料需求到倉庫，以便倉庫及時完成原材料配送。工單執行的過程數據和狀態則經過條碼或設備的接口，傳遞到MES系統數據庫，MES系統根據反饋的信息，對工單的執行情況進行更新。工單執行情況的監控包括：工單實際的開始時間、結束時間、工單完成量、工單狀態、工單異常報警（包括工單超期、不合格品超限）。

生產管理模塊應用

4）質量管理

系統對產品、零部件的質量數據進行記錄，實現對產品、零部件質量狀態的跟蹤，反映生產現場的產品質量狀況，經過對現場產品質量數據的彙總、分析，可實現製造過程的質量監控和質量追溯。爲管理決策提供支持，知足企業對產品質量的要求。

5）倉儲物流

系統經過使用條碼採集技術，對倉儲中須要管理的庫位和物料進行條碼定義，在進行出庫，入庫，盤點業務時，經過條碼採集，進行數據收集和操做防錯。實現庫存數據的及時可視化，減小庫存數據錯誤，減小手工做業，實現倉庫做業的標準化控制。同時實現與現有ERP系統的數據集成，完善ERP系統中倉儲模塊的功能點。

經過排產軟件完成工單分解，並實現工單派發後，系統根據工單要求，自動原材料配送請求（含工單、物料、工位以及配送時間、配送數量）發到原材料倉庫，原材料倉庫則根據配送請求進行配料，並經過出庫操做實現物料的及時配送。對於裝箱和裝配型工位，系統根據裝配訂單要求，發送成套配送請求（含工單、物料、工位以及配送時間、配送數量）給倉庫，倉庫物料清單，生成配送單並自動打印，倉庫人員根據配送單進行撿料和配送，並經過選擇或掃描實現配送出庫。

在配送方面，MES與AGV進行集成，MES將任務號及配送信息傳遞給AGV，AGV在指定的位置運送物料到對應的工做崗位。

6）裝箱防錯

經過應用條碼校驗功能，在選擇裝箱單後，掃描對應的裝箱件條碼，系統自動記錄裝箱件信息，並與裝箱清單進行比對，實現裝箱漏裝、錯裝提醒。對肯定要裝箱的訂單，可對庫存量進行保留，確保裝箱時有相應的物料。提升裝箱做業的準確率。

應用條碼檢驗功能進行裝箱防錯

7）報表及可視化

系統將提供基於Web的報表，用戶經過報表功能，能夠生成報警報表、產量報表、質量報表和效率報表。報警報表可以查詢設備的報警記錄和系統的報警記錄。產量報表能夠查詢車間產量報表，能夠按班次、天、月進行統計，質量報表包括不良品統計報表，不良率、合格率報表，效率報表包括檢驗及時率報表，欠料信息報表。經過WEB報表系統，可使生產管理者、生產人員可以方便及時的掌握生產情況，爲管理優化提供準確高效的數據支撐。

系統提供基於WEB的界面，向管理層提供生產動態信息、生產異常信息展現，並能夠層層點擊，查看相關的詳細信息，同時，支持與現場Andon板的集成，實現產量和異常的提醒。能夠從車間的維度和訂單的維度進行查詢。

8)MES系統集成狀況

完成了MES系統的建設，並與企業資源計劃管理系統（ERP）集成，主要從ERP系統獲取計劃、生產訂單、物料、工藝、BOM信息等；向ERP提供生產完工信息、送貨單、退/補料操做事務、轉倉單、裝箱領料單等信息。生產計劃、調度均創建模型，實現生產模型化分析決策，過程的量化管理，成本和質量的動態跟蹤。

完成項目後的效益分析

MES項目上線後每一個工廠單獨進行項目總結，總結的數據均來自正式的生產系統，現歸類以下：

• 材料、部件及成品庫存下降約13.48%；

• 製造週期縮短同期比較平均下降20%；

• 倉儲事物處理效率提升，由4小時提升到實時處理；

• 指令送貨單準時到貨率提升12%；

• 減小紙質打印，年可節省費用約19萬元左右，減小人工約5000小時每一年；

• 裝箱、裝配防錯提升到100%，提升不良處理效率；

• 設備故障率降低2%，設備OEE效率提高5%。

以上效果轉化爲投資與回報比，預計3年能夠收回投資成本，各個內容的效果數據詳見下文闡述。

1）製造週期縮短

開創性地引入預佔料的業務模式，佔料時綜合考慮倉儲庫存、採購訂單、在製品訂單等，按產出日期提早5天便可安排生產計劃，實現按工號配套產出，縮短製造週期21.55%。 

2）生產過程效率提高

生產過程透明化：經過系統或車間大屏生產信息，管理人員可以實時準確地瞭解訂單生產進度狀況和工單執行情況及物料使用狀況，支持促進生產及管理水平的提升，讓管理決策更加精準。

數據化製做過程-無紙化做業：經過PFMD系統實如今線生產訂單製做方式，減小單據打印，預計一年節省350箱A4/A5打印紙，減小5000多小時人工記錄時間。

報工效率提高：結合MES系統實施改變了車間的生產模式，實現線下操做信息向線上操做轉移，前工序訂單支持合併，報工的訂單數量減小50%。消除車間生產信息傳遞的「信息孤島」，使車間生產信息流和實物流一致，從而提升車間生產信息真實性和準確性。

3）庫存金額下降及配送效率提高

做業效率提高：物流做業崗位和做業工具都調整，在車間接收區同時完成收發料環節，由上線前2h/次提升到上線後1h/次，提升了50%，出庫單據回單及時率提升了17.31%。

提升庫存週轉率：材料庫存週轉率由上線前平均1.97次/月提升到上線後平均2.56次/月，提高29.94%（7月同比：國產件5.45提升5.93，進口件0.57提升到0.94，部件庫6.56提升到6.68）。

下降庫存金額：用在途PO代替庫存，並將物料接收場地調整至車間崗位，上線後3月到7月材料和部件庫存金額同比降低，平均月下降率19.11%。

4）準時產出提升，配套率提升

實現按臺套生產，並實時瞭解訂單生產進度，管控生產過程，包括工單派工、工單報工、工單執行情況、物料使用狀況，生管根據實際產能均衡下達生產指令，並按工號同步下達到生產車間，取消車間二次排產。

5）供應及時率提升

下達的PO要求供應商在1個工做日內進行答覆，確認可否在PO要求到貨日期內生產完成。備料人員提早5天生成配送送貨單，要求供應商根據送貨單數量進行備貨和撿貨，嚴格按送貨單須要日期配套送貨,材料供應及時率提升12%。

項目上線先後供應及時率比較

6）追溯效率提升，裝箱效率及準確率提升

經過物料條碼化管理，裝箱時採用PDA掃描裝箱件，自動覈對裝箱清單，防止裝箱錯誤，實現裝配防錯功能（相同圖號不一樣做業的關鍵件外觀結構類似度高），裝箱準確率到達100%，錄入收集數據，提升工做效率，並實現無紙化管理，提升查詢和分析效率，追溯效率用時80%。

項目上線先後追溯率及防錯效果比較

7）設備故障率下降、OEE效率提高

生產設備鏈接到MES系統，遠程監控設備運行狀態，發生故障實時報警並反饋到維修班組，經過設備運行效率分析，爲設備運維提供數據支撐，故障率由8%下降到6%，設備稼動率88%提升到90%。

在全球製造業都在呼籲智能化的當前，智能製造系統已經成爲國內製造行業的「標配」，即便如日立這樣的大型企業，也在爲如何實施合適的MES系統而擔心，中小型企業更是須要提早作好充足準備，爲智能化生產系統的實施作好相應的分析。