大多数制造商都懂得足够柔性生产的重要性，这 样可以很容易实现高产量和多品种两种制造模 式间的快速转换。同时，成功的关键还在于如 何使转换的成本最小化。然而，在当今快速变化的全球环 境中，符合客户需求的因素正在日益影响着很多业务，使 决策者必须考虑不同操作层面的对策。此外，他们必须最 大可能保证产品的质量和多样性，对客户需求调整做出快速反应，并优化库存水平。

所有这些问题都是在工业竞争不断加强，产品生命周 期缩短和利润压力增加的背景下产生的。此外，很多制造 商转向外包，而这样做在带来无可置疑的好处的同时会带来新的问题。

现实是：制造过程已经变得极为复杂，因此要想获得 巨大成功，这些公司必须认识到采用集成执行方案的必要 性。许多制造商往往只关注某些特定领域的解决方案，但是局部的过程改善不会给公司带来最大的利益。

MES 确保有效生产管理

M E S 就是那把通往最大化效率的金钥匙。来自 于“the Manufacturing Enterprise Solutions Association International”对MES的定义是：MES是一个用于带动有 效制造执行过程的动态信息系统。它在生产活动中使用现 有的精确数据对工厂的各项行为进行引导/管制和报告。 MES管控的节点从启动合同生产开始到交付合同成品结束。

简而言之，MES实时协同各制造环节/人员和设备的 行为，由此保证高效和有效的生产管理。它使过程产生增 值，缩短生产周期，提高产品质量，降低WIP（Work in Process）时间。它同时缩短了交货周期，消除了班际之间的纸面作业，提高了工厂人员的能力。

2003年由Industry Directions公司开展的一项名为 “The MES Performance Advantage： Best of the Best Plants Use MES”的研究证明了采用MES的收益。这项研 究分析了来自于航空、自动化、电子、高级卫生设备、金 属加工和塑料加工等不同行业的106家公司的相关信息，这 些公司都来自于由“IndustryWeek”开展的最佳工厂评选中进入决赛的成员以及获奖者。

研究结果表明，同比3年内的年度收益（销售额减去材 料和制造成本），那些使用了MES系统的企业相比其他企业，获得了高达4倍的收益。(见图1)

收益率取决于工厂特殊的绩效因素：生产力，过程改进 和个人提高。总而言之，MES的采用使这些厂家获得了可观的收益提高，这是其他厂家所没有的。

精益生产方式得到不断推广

除了MES工具外，越来越多的公司发现，将精益理念结合到日常生产中将为他们带来竞争优势。

凭借丰田生产模式的先锋作用以及在汽车供应链管理 中的出色表现，精益被定义为一种在客户的拉动下，识别 和消除产品生产中的浪费，进行持续改进，以达到追求尽善尽美目标的系统化方法。(Rod Bayard，Bestweld Inc.)

精益包含有为连续业务流服务的多种工具、原则和技 术。在深刻影响着制造过程的同时，很多企业已经开始在 他们的供应链中和他们的客户和供应商一起实践着精益。

在2007年3月墨西哥召开的季度精益论坛上，TFI公司 (Technology Forecasters Inc.)向大会提供了一项对250家电 子制造经理进行的有关精益方面的调研报告。这项研究表 明，在被调研的企业中，有34%的企业已经在电子工业的 许多领域内成功地开展了精益理论的运用实践，而6%的企业表示，精益已经成为他们工作中的标准。(见图2)

TFI公司的研究表明，在精益原理应用和财务表现之 间存在着很强的正相关性。与28%尚未应用精益的公司相 比，那些采用精益管理的企业在3个季度内的净收益增长超 过了5%，而没有采用的公司最高的净收益增长仅在1%以下。

大约1/3的被访者称，已经在企业中进行了广泛的精益 应用。最大的应用领域就是提高效率、改进流程、消除浪费、降低生产成本和改进工厂里的物流。

使精益理论适用于电子企业

当越来越多的电子制造业者在他们的工厂里推行精益 制造时，对于精益计划系统（LPS，lean planning system） 的需求也在与日俱增，这是为了满足电子企业面临的各种 特殊需求和挑战，包括：

: 在众多品种生产过程中实现均衡化(基于选择的计划)

: 在需求变化强烈 (例如, 季节性) 生产过程中实现均衡化

: 在多品种少批量环境中的看板系统

: 在按单定制(BTO, build-to-order)环境下的看板系统 这些环境往往是电子企业所独有的，它的精益应用和原先在汽车厂进行的应用存在一些差别。经理们必须日益 依赖于为支持在电子企业进行精益生产而特别设计的系统开展工作。

这就是MES工具的由来。MES系统可以支持精益制造 的应用，它的存在就是为那些梦想成就精益企业的人提供支持的。

有效的精益应用需考虑全部制造流程，从材料供应到成品供货，局部的改善并不能带来预想的成功。

举例来说， S M T工程师只关心 他们的生产线而忽视 最终装配线，他们也 许认为在其所处的工 序已经达到了很高的 生产率；然而，他们 最终创造的只是半成品库存——最终的输出也许并没有改 变，因为最终装配工序跟不上生产节奏。此外，库存虽然 可以被控制在一定水平，但因材料被占用而造成紧急和不 可预见的合同不能准时交货的风险更为严峻。

精益需要客户拉动生产， 并在节拍制定者 (Pacemaker)的带动下进行同步和计划。为了获得更好的 理解，让我们看看生产线：节拍制定者指定计划每件产品 的生产节拍，并从上个工序拉动生产；然而在有些时候， 上道工序需要换型，不能准时提供需要的半成品，除非从 战略库存（超市）中获取。为使工厂优化库存并达到最小 化，就必须采用软件解决方案达成目标。

将所有系统集成在一起: 全面解决方案

与以往任何一个时期不同，一个全面解决方案对于制 造绩效最大化的达成具有重要意义。在这里，“全面”意 味着有一个完整的产品管理平台以及在平台上运作的完整 解决方案的工作流程。同时，这些方案必须覆盖机器层 面、生产线层面和工厂层面——换句话说，覆盖ISA-95模 型所提到的所有5个层面。

采用这个全面方案的主要目的是为了保障各主要制造 环节指标的准确性和实时性，包括：

: 材料管理

: 维护

: 执行

: 质量管理

: 过程控制

: 资源管理和采购管理

: 跟踪

表1的案例显示，仅选择了方案中有关PCB装配中材料方面的问题，从三个维度来解释相互之间的关系。

基于现有解决方案的案例分析

让我们看看软件方案是如何帮助使用者解决当今制造业遇到最多的挑战——小批量生产需求的（表2）。

在这个案例中，我们假设有足够的合同以满足维持连续 生产，节拍制定者是SMT装配设备。

这个案例分析的内容已经越来越成为当今 制造业的普遍情况，即小批量多品种生产模式。 而且，客户化生产和按照订单生产的需求也在不 断扩张。对于这样的客户群，唯一的办法就是在 规定的时间按照需要的数量进行生产。因此，需 要一种方案去支持不考虑换型数量的连续生产方 式，甚至去支持瞬间通知变化的生产排程方式。 这个方案应该不仅仅覆盖生产过程控制，而且必 须足够兼容满足其他支持生产过程的操作和物流 等环节。

在这个案例分析中，用户的机器具有“飞行 供料器设置”功能，这意味着他们能够在生产中 加入或者移去供料器，从而可以在同一台机器上为下一个排程产品进行供料器材料的准备工作。在这个过程中需求的信息有：

: 哪个机器上的供料器可以取下去做换型 准备工作

: 哪个新的供料器需要取来安装作为下一个产品的 换型准备工作

: 什么材料需要被装到哪个供料器上完成实时材料 递送工作

要达到以上的目的，就必须利用具体的信息实现追溯 计划。常规的方法是根据上料清单寻找材料，上到供料器上 并置入需要更换的轨道内。新的解决方案必须改进操作者的 效率以支持连续生产，否则就只能等到操作者完成换型设置 后才能恢复生产。根据产品的复杂度和生产所需的材料数量，准备一个新的换型设置时间在10分钟到2小时左右。

精确计划

在这样的复杂换型设置需求下，精确计划对于成功的生产执行至关重要。首先，计划从ERP系统下载制造合同和 交货期，系统将计算生产所需时间，产生飞行换型路线图 以便生成生产排程表(图3)；这份生产排程表随即被发放到制造过程中的各个岗位。

通过这个系统，仓库经理可以知道按照时间顺序所需 的生产材料清单；同时，系统将生成一份满足生产排程的 材料准备清单。由于库存的信息已被集成在MES中，系统 很容易跟踪材料的数量和位置以便确保只提供有需求的材 料。在工厂过程信令系统提供的实时库存信息引导下，生产排程将得到及时更新。

换型准备

操作者配有换型排程表，指示每个换型的开始时间， 同时还提供所需材料的状态信息，例如：

: 材料在仓库中吗？

: 材料收集准备好了吗？

: 材料能否在开始换型准备时就位呢?

当材料从仓库被收集后，操作员立即将器件放入指定 的供料器中，并将材料信息通过扫描在系统中进行登记， 系统将根据登记和未登记的材料数量进行更新。通过目视 界面，操作员在没有按照排程表准备材料时将得到警告， 集成方案将材料信息实时报告给仓库经理。因此，当材料没有准备就绪时，操作者将被要求完成备料工作。

换型过程

系统通过显示换型排程表进行目视化管理。在排程表 的指导下，操作员根据需求开始进行装取供料器的动作， 同时，实时器件损耗信息保证所有材料已经在仓库或者换 型准备区域就绪，根据系统报告，操作员可以进行必要的 工作以确保材料的到位。

换型的过程通过供料器上不同的指示灯进行管理，不 同颜色的指示灯引导不同的动作；例如，红色闪烁指示灯 指引操作员将此供料器从设备上移去，这个自动过程引导 操作员可视化操作，消除了以往根据上料单寻找器件的过 程时间浪费，并使过程无纸化。

正如案例所显示的，制造商们从良好的过程控制和连续 生产中获得了收益，生产率提高15%，材料成本减少了10%。

这样的解决方案已经不再是幻想，而是一种现实。有 了这样的解决方案，在一定的换型数量和产品换型所需时间已知的条件下可以达到不同程度的改善。

结论

制造已经成为极端复杂的操作过程，因此，要达到较 高的水准，企业必须认识到集成执行方案的重要性。精益 制造是一种用来改善制造绩效的方法，为了很好地进行推 行，一个全面的软件解决方案是必须的；它可以提供完整 的产品管理平台，覆盖制造流程中所有的工序，链接车间 所有信息保证高度精确的数据和信号。这样的全面解决方 案将帮助制造商们在高水平上推行精益制造并领先于他们 的竞争者。 EM

作者介绍：

Robert Huber在2007年1月被任命为西门子电子装配系统部门亚洲软件 业务的负责人。在这个新的岗位上，他将兼顾东南亚、韩国、日本和具有最 大市场的中国的业务。他的职责是在亚太拓展软件业务，为电子制造企业提 高绩效提供生产线和工厂级软件解决方案。