15個關鍵詞，讀懂流程製造、離散製造到底需要啥樣的MES

企業的生產方式，主要可以分為按定單生產、按庫存生產或上述兩者的組合。從生產類型上考慮，則可以分為批量生產和單件小批生產。從產品類型和生產工藝組織方式上，企業的行業類型可分為流程生產行業和離散製造行業。

典型的流程生產行業有醫藥、石油化工、電力、鋼鐵製造、能源、水泥等領域。這些企業，主要采用按庫存、批量、連續的生產方式。典型的離散製造行業主要包括機械製造、電子電器、航空製造、汽車製造等行業。這些企業，則既有按定單生產，也有按庫存生產；既有批量生產，也有單件小批生產。

MES係統從功能模型、信息模型以及相關技術上覆蓋了流程生產行業和離散製造行業。但是，在工藝流程和生產組織方式方麵，流程生產行業和離散製造行業存在較大的差別。

需求差異方麵

流程生產行業，主要是通過對原材料進行混合、分離、粉碎、加熱等物理或化學方法，使原材料增值。通常，他們以批量或連續的方式進行生產。離散工業主要是通過對原材料物理形狀的改變、組裝，成為產品，使其增值。在MES需求、應用環境等諸多方麵，兩者都有較大的差異。

產品結構方麵

流程生產行業MES中，一般采用配方的概念來描述這種動態的產品結構關係。其次，在流程生產行業每個工藝過程中，伴隨產出的不隻是產品或中間產品，還可能細分為主產品、副產品、協產品、回流物和廢物。MES在描述這種產品結構的配方的時候，還應具有批量、有效期等方　麵的要求。離散製造企業的產品結構，可以用“樹”的概念進行描述——其最終產品一定是由固定個數的零件或部件組成，這些關係非常明確並且固定。流程企業的產品結構，則有較大的不同，它們往往不是很固定—上級物料和下級物料之間的數量關係，可能隨溫度、壓力、濕度、季節、人員技術水平、工藝條件不同而不同。

工藝流程方麵

流程生產行業企業的特點是品種固定，批量大，生產設備投資高，而且按照產品進行布置。通常，流程生產行業企業設備是專用的，很難改作其他用途。MES係統規劃的時候，要考慮到不同行業生產設備布置的特點，做好配置。離散製造業，其特點是多品種和小批量。因此，生產設備的布置不是按產品而是按照工藝進行布置的。

例如，離散製造業往往要按車、磨、刨、銑等工藝過程來安排機床的位置。因為每個產品的工藝過程都可能不一樣，而且可以進行同一種加工工藝的機床有多台。因此，離散製造業需要對所加工的物料進行調度。並且中間品需要進行搬運。

自動化水平方麵

流程生產行業企業，則大多采用大規模生產方式，生產工藝技術成熟，廣泛采用PCS（過程控製係統），控製生產工藝條件的自動化設備比較成熟。因此，流程生產行業企業生產過程多數是自動化的，生產車間的人員主要是管理、監視和設備檢修。

離散製造業企業由於是離散加工，產品的質量和生產率很大程度依賴於工人的技術水平。離散製造業企業自動化主要在單元級，例如數控機床、柔性製造係統。因此，離散製造業企業一般是人員密集型企業，自動化水平相對較低。　

生產計劃管理方麵

流程企業主要是大批量生產。隻有滿負荷生產，企業才能將成本降下來，在市場上具有競爭力。因此，在流程生產行業企業的生產計劃中，年度計劃更具有重要性，它決定了企業的物料需求。離散企業主要從事單件、小批量生產的離散製造業企業，由於產品的工藝過程經常變更，它們需要具有良好的計劃能力。

對於按訂單組織生產的企業，由於很難預測訂單在什麽時候到來。因此，對采購和生產車間的計劃就需要很好的生產計劃係統，特別需要計算機來參與計劃係統的工作。隻要應用得當，在生產計劃係統方麵投資所產生的效益在離散製造業可以相當高。

生產計劃方式方麵

流程企業根據市場的需求進行生產的觀念已經逐步加深。但一般情況下，特別是對市場需求量大的產品，是“以產促銷”——通過大批量生產，降低成本，提高競爭力。因此，作為流程企業生產計劃的依據，主要是市場預測。

離散企業一方麵可以根據定單進行生產，另一方麵也可以根據市場預測作為生產計劃製訂的依據。離散企業的MRPII/ERP係統向MES下達作業計劃指令主要以“工作令”（Job Order或Work Order）的方式，而流程企業的作業計劃下達主要以指令計劃形式方式。

成本核算方式方麵

流程企業的成本核算方式一般采用平行結轉法，在其成本組成中，生產成本中占比例最大的是原材料。通常，原材料占產品成本的70%～80%，人工成本所占比例較小，約占2%～5%，其他為分攤成本。離散企業的計算產品成本是按照產品BOM所描述的加工裝配過程，從低層向高層逐層累積得出的。這種按照成本發生的實際過程計算成本的方法稱為逐層累積法，或稱成本滾加計算法(cost roll-up)，它反映了產品增值的實際過程。

設備管理方麵

流程生產行業的產品比較固定，而且一旦生產就有可能是十幾年不變；機械製造等行業的產品，壽命相對要小得多。體現在設備上，流程企業的設備是一條固定的生產線，設備投資比較大、工藝流程固定。其生產能力有一定的限製，生產線上的設備維護特別重要，不能發生故障。離散加工業則不是這樣，可以單台設備停下來檢修，並不會影響整個係統生產。

離散行業的生產設備的布置，不是按產品而是按照工藝進行布置的。可以進行同一種加工工藝的機床一般有多台。單台設備的故障不會對整個產品的工藝過程產生嚴重的影響，一般需要重點管理關鍵、瓶頸設備。

在流程生產行業的流水線生產中，生產線上的設備維護特別重要，每台設備都是關鍵設備，不能發生故障，一台設備的故障會導致整個工藝流程的終止。

作業計劃調度方麵

流程生產行業的生產工藝過程中，會產生各種協產品、副產品、廢品、回流物等，對物資的管理需要有嚴格的批號。例如，製藥業中的藥品生產過程要求有十分嚴格的批號記錄和跟蹤，從原材料、供應商、中間品以及銷售給用戶的產品，都需要記錄。一旦出現問題，企業要可以通過批號反查出是誰的原料、哪個部門、何時生產的，直到查出問題所在。離散製造業一般對這種要求並不十分強調，雖然現在很多離散製造業企業也在逐漸完善批號跟蹤管理。

流程企業的產品，是以流水生產線方式組織、連續的生產方式，隻存在連續的工藝流程，不存在與離散企業對應的嚴格的工藝路線。因此，在作業計劃調度方麵，不需要也無法精確到工序級別，而是以整個流水生產線為單元進行調度。從作業計劃的作用和實現上，比離散企業相對簡單。

離散企業的生產作業計劃調度，需要根據優先級、工作中心能力、設備能力、均衡生產等方麵對工序級、設備級的作業計劃進行調度。這種調度，是基於有限能力的調度並通過考慮生產中的交錯、重疊和並行操作來準確地計算工序的開工時間、完工時間、準備時間、排隊時間以及移動時間。通過良好的作業順序，可以明顯地提高生產效率。

數據采集方麵

MES的數據采集功能，可以實現對生產現場各種數據的收集、整理工作，是進行物料跟蹤、生產計劃、產品曆史記錄維護以及其它生產管理的基礎。流程生產行業的自動化程度較高，設備控製級大量采用DCS、PLC。在檢測驅動方麵，各種智能儀表、數字傳感器已普遍應用；過程控製則廣泛采用以、小型機為主的自動控製係統。

傳統的“計、電、儀”分工界限已不再明顯，計算機技術的應用已深入各個領域。這些自動化設備，能自動準確記錄各種生產現場信息。對於MES而言，重點在於係統構建的時候與這些自動化設備做好數據接口。離散企業的數據采集，以手工上報為主，並可以結合條形碼采集等半自動信息采集技術進行工時、設備、物料、質量等信息的采集。這種數據采集方式，時間間隔較大，容易受到人為因素的影響，要特別注意保障數據的準確性。

作業指令的下達方麵

流程生產行業的MES中，不僅要下達作業指令以及PDI（Panel Data Interface，麵板數據接口）數據，而且要將作業指令轉化為各個機組及設備的操作指令和各種基礎自動化設備的控製參數（例如PID控製參數——Proportional Integral Derivative，比例積分微分控製），並下達給相應的PCS係統（Production Control System，生產控製係統）。

在離散行業的ME中，將作業計劃調度結果下達給操作人員的方式一般采用派工單、施工單等書麵方式進行通知，或采用電子看板方式讓操作人員及時掌握相關工序的生產任務。作業計劃的內容，包括該工序的開工、完工時間、生產數據等方麵。

衝處理方麵

流程生產行業的生產完工上報，廣泛采用反衝處理。一般在工藝流程的最後設置完工上報點，而對前麵工序流程實行反衝處理，如人工工時反衝、設備工時反衝、物料反衝，從而對在製品和成本進行跟蹤。

離散製造中的完工上報，一般對每道工序都要進行上報，或在關鍵工序設置反衝點，對前麵工序進行反衝處理。MES係統在配置相應模塊的時候，要注意這些差異，以符合企業的需求。

庫房物料管理方麵

流程生產行業中，對連續生產方式，一般不設中間半成品庫房，配方原料的庫位一般設置在工序旁邊。配方領料不是根據工序分別領料，而是根據生產計劃一次領料放在工序庫位中。離散行業中，一般對半成品庫也設有相應的庫房，各工序根據生產作業計劃以及配套清單分別進行領料。

質量管理方麵

無論離散行業還是流程生產行業的質量檢驗和管理都相當重要，但在MES中對質量檢驗和管理的方式有所區別。流程生產行業中，一般采用對生產批號產品進行各工序上的抽樣檢驗。離散行業中，對單件小批生產，一般需要檢驗每個零件、每道工序的加工質量；對批量生產，一般采用首檢、抽檢、SPC分析相結合。

總之，每個行業的不同生產方式和生產類型中（例如離散行業的單件小批或大批大量生產，在醫藥、化工、鋼鐵等不同流程生產行業），MES的應用還存在一些差別，仍然需要根據各自特點進行綜合分析，在MES係統具體實施上，要根據行業特征區別對待。

備注：MES係統即製造執行係統 (manufacturing execution system，簡稱MES）是美國AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc．)在90年代初提出的，旨在加強MRP計劃的執行功能，把MRP計劃同車間作業現場控製，通過執行係統聯係起來。這裏的現場控製包括PLC程控器、數據采集器、條形碼、各種計量及檢測儀器、機械手等。MES係統設置了必要的接口，與提供生產現場控製設施的廠商建立合作關係。

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