競爭的白熱化，緊縮的產品利潤，食品安全保障，越來越苛刻的法規(guī)要求和全球化的市場與品牌維持的重要性對乳品行業(yè)的企業(yè)提出了更高的要求，實施 MES將是企業(yè)唯一的出路。
自從“十一五”制造業(yè)信息化為MES正名，國內MES需求逐漸升溫，恐怕現(xiàn)在搞信息化不知道MES的實在不多。MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）最早是出現(xiàn)在1992年美國先進制造研究機構（AMR）提出的三層企業(yè)集成模型（圖1）中，一個完善的企業(yè)生產管理系統(tǒng)，需由以下三種部分構成：以ERP、MRPII為代表的企業(yè)管理計劃層，以SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視）、HMI（Human Machine Interface）為代表的生產過程控制層，以及實現(xiàn)操作過程自動化、支持企業(yè)全面集成的MES執(zhí)行層。
圖1 AMR三層企業(yè)集成模型
從模型可以看出，制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在計劃管理層與底層控制之間架起了一座橋梁，填補了兩者之間的空隙。一方面，MES可以對來自于MRPII、ERP軟件的生產管理信息進行細化、分解，將來自計劃層的操作指令傳遞給底層控制層；另一方面，MES可以采集現(xiàn)場設備、儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以實時監(jiān)控底層設備的運行狀態(tài)，再經過分析、運算和處理，從而方便、可靠地將控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)整合在一起，并將生產狀況及時反饋給計劃層。
目前國內用戶對MES的理解開始進入實用階段，MES先后在石化、鋼鐵、煙草、半導體等行業(yè)得到推廣，逐漸發(fā)揮其承上啟下的重要作用。然而根據(jù)波士頓咨詢公司（Boston Consulting Group）所提供的2004全球MES項目調查結果顯示，安裝MES系統(tǒng)數(shù)量排在前幾位的分別是食品飲料、化工、制藥、汽車零配件和電子裝配業(yè)。乳制品所屬的食品飲料行業(yè)更是高居榜首。因此本文選取食品飲料行業(yè)頗具代表性的乳制品加工，從該行業(yè)特點、用戶需求出發(fā)，通過生動的MES成功案例來剖析MES在乳品行業(yè)的應用及企業(yè)用戶受益，最后對MES系統(tǒng)選型提幾點中肯的建議。
乳制品行業(yè)需要MES
乳品行業(yè)競爭越演越烈，企業(yè)競爭白熱化，先后爆發(fā)了“奶源大戰(zhàn)”、“奶牛價格大戰(zhàn)”、“廣告大戰(zhàn)”等，對奶源的爭奪，對營銷市場的爭奪，無形中使得企業(yè)制造成本費用大幅增加，然而企業(yè)“牛奶價格大戰(zhàn)”連綿不斷，促銷的結果是各大企業(yè)乳品競相降價，有的甚至賠錢銷售，企業(yè)利潤空間日益緊縮。如何在大環(huán)境不變的情況下，通過內部優(yōu)化工藝、流程，提高設備的使用效率來降低制造成本成為乳品企業(yè)非常關心的話題。
民以食為天，追求健康生活是全人類共同的追求。所有快速消費品企業(yè)都有一個底限，那就是安全。乳制品保質期短，是非常容易變質的食品，如果質量在原奶、生產、流通、銷售環(huán)節(jié)保證不了，稍有不慎就可能出現(xiàn)個別產品的安全問題，其風險性可想而知。把優(yōu)質放心的牛奶送到消費者口中，還必須保證它的口味與營養(yǎng)，這就要求企業(yè)采用更加迅速、可靠的系統(tǒng)來管理流程。
企業(yè)除了要滿足食品行業(yè)現(xiàn)有的食品安全生產、質量保證體系HACCP等標準，原先在制藥行業(yè)推廣的較為嚴格的法律法規(guī)，如GMP，逐漸引入到食品業(yè)。這就要求生產制造商的系統(tǒng)具備電子簽名、電子記錄、審計跟蹤，自動、標準的報表功能。而不斷引入全球范圍內的更高標準，保證提供給消費者更高品質的產品將成為一種趨勢。
大企業(yè)在激烈的競爭環(huán)境中更容易生存，在企業(yè)規(guī)模不斷做大的同時，企業(yè)也十分關注通過兼并、收購來的奶廠如何納入到整個企業(yè)的質量管理體系中，保證不同工廠生產出同一品牌的產品品質是相同的。2008北京奧運提出“任一產品回溯問責功能”的要求將重新定義中國食品業(yè)的安全管控標準。參照國際標準和發(fā)達國家標準制定的奧運食品安全準則，要求食品都加貼電子標簽，實現(xiàn)全程跟蹤。這也意味著從原奶驗收、成品出庫到進入市場的產品必須具備一套完善的產品跟蹤系統(tǒng)，從消費者手中的一包牛奶，可以快速回溯到生產、銷售的每一個環(huán)節(jié)。
達能的MES解決方案
達能集團以其品牌的活力和實力著稱。它的三大核心業(yè)務——鮮乳制品、健康飲品、餅干和谷物快餐，使它在迎合消費者口味方面已經占據(jù)了越來越重要的地位。達能之所以能夠享譽全球并始終占有領先地位是由于其能夠很快地做出調整以適應不斷變化的市場。在西班牙，達能也是當?shù)刈畲蟮娜橹破分圃焐獭Ｎ靼嘌肋_能公司在實施SAP后，一直希望對現(xiàn)有生產過程和數(shù)據(jù)流進行優(yōu)化，確保管理和生產之間的高效集成和溝通。同時通過集成工廠中不同的流程和系統(tǒng)實現(xiàn)前加工、后加工一體，來避免同樣的信息在不同系統(tǒng)之中被手工地傳遞和處理，導致錯誤、延遲和效率低下。另一方面，公司希望提高生產過程的實時可視性來降低成本、改善排程和優(yōu)化資源利用率。所有的這些需求都必須由一個標準化的解決方案來滿足，即使未來業(yè)務增長帶來了變化，系統(tǒng)也很容易進行修改和維護，并且只需較小的努力就可以推廣到集團的其他工廠。
西門子的MES解決方案SIMATIC IT最終幫助達能完成這一重要使命。第一階段，SIMATIC IT整合灌裝線，實現(xiàn)工廠區(qū)域監(jiān)視、生產數(shù)據(jù)采集、關鍵績效指標KPI計算、生產訂單管理、批次分析、人員管理、維護管理及質量數(shù)據(jù)共享。第二階段，SIMATIC IT又成為SAP與不同工廠區(qū)域，原奶處理、成品灌裝和酸奶發(fā)酵之間的數(shù)據(jù)集成平臺。如今，整條生產線必要的生產數(shù)據(jù)通過SIMATIC IT導入SAP系統(tǒng)。每天生產開始，所有與生產相關的主數(shù)據(jù)（產品數(shù)據(jù)，物料清單，生產數(shù)據(jù)等）從ERP下載到MES，MES再將這些數(shù)據(jù)分發(fā)給工廠的其他系統(tǒng)；SIMATIC IT還負責將來自ERP系統(tǒng)的生產訂單下載并傳遞給生產系統(tǒng)；訂單狀態(tài)實時刷新，由SIMATIC IT反饋到ERP，每次灌裝線訂單狀態(tài)發(fā)生變化（例如訂單開始執(zhí)行或結束），ERP都會從SIMATIC IT收到關于績效、時間、品質等訂單信息；每生產出一托盤產品，系統(tǒng)就會為內部物流訂單生成確認信息，包括從MES向SAP傳遞的關于這個托盤的實時消息。
在西班牙達能，現(xiàn)在可以在線地獲得生產數(shù)據(jù)和關鍵績效指標KPI。信息流的自動化提供了對生產工藝、流程管理進行優(yōu)化的可能。工廠系統(tǒng)間的自動化實時數(shù)據(jù)的集成確保從上到下的工廠可視性。自動樣品采樣、質量數(shù)據(jù)共享和維護管理幫助達能在法規(guī)遵從性方面也取得了非常大的優(yōu)勢。達能用戶最后補充道，SIMATIC IT 解決方案如此靈活，在現(xiàn)有工廠的基礎上修改，很快就可以在新生產線上完成實施，這也意味著，僅需要很少的重新配置就可以滿足新增功能的要求。
圖2 西班牙達能基于SIMATIC IT的MES系統(tǒng)構架
SIMATIC IT西門子的MES
SIMATIC IT是西門子推出的先進的MES解決方案，其在達能的實施為我們生動地展現(xiàn)了一種全新的制造執(zhí)行系統(tǒng)范例，它能為早期IT系統(tǒng)提供更好、更經濟的集成方式。SIMATIC IT嚴格遵循ISA-95國際標準，提供最權威、最完整的MES功能。通過簡單配置、修改便可適用于其他工廠的優(yōu)良性能，歸功于其強大的對生產工藝、制造流程進行建模的能力，以及平臺化、組件化的構架。所提供的豐富可重復使用的“庫”將靈活定制解決方案與提供穩(wěn)定標準化的產品結合起來，使SIMATIC IT能夠很好地滿足達能特定的質量和生產方面的要求。
SIMATIC IT 現(xiàn)在作為不同達能工廠合作和生產流程建模的平臺。它將工廠自動化層和企業(yè)ERP層無縫連接，實現(xiàn)了優(yōu)化生產管理和控制的目的。從工廠的自動化層，SIMATIC IT 實時地采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并且進行統(tǒng)一存儲用于今后的分析。對關鍵績效指標KPI的實時監(jiān)控可以提高對工廠異常事件的反應能力，從而改善對整個流程的管理。SIMATIC IT 服務器實現(xiàn)了與ERP層的集成，保證了不同的工廠生產系統(tǒng)和SAP之間連續(xù)、透明的信息流，成為溝通企業(yè)級業(yè)務系統(tǒng)（制定生產的高層決策）與生產過程（生產實現(xiàn)）的唯一橋梁。
SIMATIC IT為達能工廠和生產流程提供了從上到下的可視性，通過跟蹤物料在工廠中的流通情況，為每一種物料建立完整的族系圖，允許根據(jù)產品族系向前、向后的追溯，可以識別并立即準確回答任何與質量相關的問題。該功能可以跟蹤追溯特定產品是由哪些原材料批次的制成，以及具體原材料的批次是被用在哪些成品的批次上。乳品企業(yè)可以利用該系統(tǒng)，從消費者手中的任一牛奶批號，快速回溯到原奶驗收、巴氏、UHT、罐裝生產的每一個環(huán)節(jié)。一旦遇到產品召回，產品族系追溯可以幫助確定責任風險并采取有效措施，將企業(yè)損失降到最低。SIMATIC IT 協(xié)助達能西班牙增強了面對未來挑戰(zhàn)，滿足消費者需求和應對不斷變化的法律法規(guī)的能力。
基于SIMATIC IT的MES解決方案在達能的實施案例介紹只是起到拋磚引玉的作用，應用西門子SIMATIC IT 的好處還有：
·提高生產效率，改善計劃排程
·優(yōu)化資源利用，減少停機時間，增加產出
·增強工廠和生產流程的可視性
·提高對工廠異常事件的實時反應能力
·改善物料流通性能，提供全面產品跟蹤追溯
·提高操作員間交互、規(guī)范操作流程
·準確計算關鍵績效指標，分析優(yōu)化流程
MES選型的幾點建議
現(xiàn)在仍有許多MES項目是通過招投標來確定產品和供應商，其實單用價格來衡量并不適用于此類管理型軟件。因為價格不是決定性的，如果性價比不好，買來反而無用。所以選擇MES系統(tǒng)，不僅僅著眼于價格、技術，還需考慮多方因素，如公司實力、產品功能對需求的滿足程度、實施能力等等。
1． 明確企業(yè)需求，是邁向成功的第一步
了解實施MES的目的，是企業(yè)做出正確采購決策的前提。如果沒有明確的需求，就會被產品供應商牽著鼻子走，選型的過程變成了軟件測評博覽會。大多數(shù)時候，用戶選擇MES系統(tǒng)會參考計算機、自控中心的意見，而IT人員由于專業(yè)的限制會比較看重系統(tǒng)集成、維護性能，包括二次開發(fā)技術、界面風格是否符合個人喜好等問題，導致MES選購舍本逐末。另一方面，要明確資金投入，MES涵蓋面很廣，只有清晰了解預算狀況才能準確地限定系統(tǒng)功能，找到能立竿見影的解決方案。有了明確的需求，企業(yè)可以根據(jù)需求和產品提供功能的匹配程度來選擇合適的產品。
2． 選擇最佳性價比的產品
選型的時候，不能只看一次性投資的部分，還要仔細考察產品架構，靈活性和開放性。不好的技術架構會導致昂貴的總體擁有成本。而且企業(yè)的制造流程不會是一成不變的，市場需求的變化、新產品的問世、投產都會要求修改流程，因此MES系統(tǒng)也會經常調整。如果MES系統(tǒng)架構不好，柔性低，就會在系統(tǒng)接口、可配置性、功能間集成性上留下隱患，使得系統(tǒng)修改、維護成本直線上升。最后一點，在實施MES系統(tǒng)之前，企業(yè)已使用了一些小而精、使用較成熟的計算機輔助系統(tǒng)，那么不能由于選用了MES而放棄已有的投資，因此MES與已有系統(tǒng)的兼容、集成，也是MES選型中需關注的一個因素。
3． 選擇專業(yè)的項目實施團隊來規(guī)避項目風險
如果選擇的產品是由一家業(yè)界口碑較好、資金、技術實力過硬廠商提供，很多用戶仿佛就放心了。其實不然，產品固然重要，沒有好的實施項目團隊，也一樣會導致項目失敗。MES是一個企業(yè)應用管理軟件，實施過程不是簡單的軟件安裝，還有用戶需求細化、功能設計、系統(tǒng)設置和大量的培訓工作。現(xiàn)在有許多管理信息化項目實施，前期項目目標定義模糊，實施過程中需求范圍不斷蔓延，實施周期難以控制，最終導致項目失敗，所以項目實施團隊和實施方法也是關鍵。特別是MES項目，它需要專業(yè)的項目實施團隊，不僅具備深厚的行業(yè)知識（Know-how），還要有豐富的項目實施經驗，這樣實施過程有了保障，才能有效規(guī)避項目風險。
結束語
最后要記住，任何軟件系統(tǒng)都不是萬能的，MES也一樣，它真正的意義在于幫助企業(yè)提高制造管理的水平，通過規(guī)范流程，來降低成本，提高效率。系統(tǒng)使用的好與不好，不完全在于實施，還在于企業(yè)對這種先進管理思想的理解與應用！
原載于《MM現(xiàn)代制造》2006第12期 |
