李培根院士說：“只要關注生產現(xiàn)場管理，就離智能制造不遠了”。他提示我們要踏踏實實研究生產現(xiàn)場管理這些最基本的問題。我們要彎腰躬身到車間去，觀察那些司空見慣的行為，思考事物本來的運行規(guī)律。
 

MES是生產現(xiàn)場管理系統(tǒng)。討論這樣一個非常復雜的大題目，縮小范圍是明智的。
 

石油、化工、鋼鐵等流程型企業(yè)不在這個討論范圍之內。MES從這里起源，目前技術已經很成熟了。甚至，MES的標準ISA95（企業(yè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成國際標準）都留下了這一類企業(yè)的典型特征。
 

某些進入“工業(yè)4.0”這類企業(yè)也不在討論范圍之內。這類企業(yè)有幾個特點：市場能力大，不缺訂單。生產模式是大批量按訂單專線裝配。這類企業(yè)首先要消除影響滿足客戶交付的各種不確定性。比如，用總裝廠強勢的供應商備貨機制，消除裝配生產線的缺貨可能（物料的不確定性）。產品分類后把分散的裝配工序改成按節(jié)拍運行的專門生產線（消除時間不確定性）。訂單利潤盈利可以將庫存損失及設備資源能力浪費忽略。其次，采用成熟的自動化、標準化技術組織生產線的建設。MES有足夠的成熟經驗來處理系統(tǒng)的確定性問題。至于要不要做到“熄燈”，基本就是錢的問題了。
 

本文僅討論小批量、多品種、混線生產的離散型定制化生產管理問題。
 

這個話題將分為三次連載。這是第一部分。

 

MES應該做什么？怎么做？

僅僅幾年時間，全國一下子冒出上千家MES供應商。這說明市場需求旺盛，政府大力推動“兩化融合”以及財政補貼功不可沒?；叵朐凇禘RP改變中國》的年代，也曾出現(xiàn)類似情景。共同點是用于大批規(guī)模生產效果挺好，轉向小批量、多品種、混線生產模式就大量失敗。那么，我們會不會重蹈當年ERP遍地哀嚎的覆轍呢？

最近看了一些甲方的MES項目招標書，有一種感覺，甲方還不了解MES的本質是什么，能做什么，不能做什么。標書有點像從眾多MES供應商解決方案綜合剪貼的一個文本。目標定的不切實際，從根上就埋下了項目失敗的種子。同時，我也感覺乙方根本就沒有打算收尾款。

所以，我們有必要重新審視MES——制造執(zhí)行系統(tǒng)。我們不從IT的角度表述它的功能，而是從管理科學的視角觀察MES是什么？在工廠它該做什么，能做什么？

從功能上，MES主要就分為兩個部分：決策管理、業(yè)務流程管理。
 

 

第一部分：MES的決策管理

 

工廠接到一個訂單，流程大致是:設計部門——計劃部門——分解BOM——查、減庫存，生成需要生產加工和外協(xié)的工單。先安排所需物料采購，再適時把工單分配到各車間。至此，各車間就拿到一組工單（決策指令），上面有例如車、銑、铇、磨等各個工序，工單指派到工人（設備）。

 

MES要做的第一件事情

 

MES的職責應該是從生產計劃生成工單開始，它負責指揮工人和設備干活的。MES要做的第一件事情是做好所有將要開始的生產準備，以保證生產資源滿足開工條件。

 

只要具備一定條件，工人（資源設備）就可以干活了。工廠通常把這個叫生產準備。對簡單的生產，工人只要有圖紙、物料、機床就行了。復雜工序除了主要設備資源以外，還需要刀具、模具、卡具、量具、場地等等。例如，航天衛(wèi)星裝配工序需要近20種資源條件同時滿足才能進行。需要注意到，有些資源不是專用的，而是競爭性資源。MES應該做到滿足這些條件，否則無法開工。問題在于我們不是要滿足一次兩次，而是要保證工人8小時內每一件事情都能滿足這些條件。否則要停工待料，生產效率就下降，浪費就產生了。

 

MES要做的第二件事情

 

假設，MES第一件事做的很好，車間不會發(fā)生停工待料，這樣也是不夠的。MES要做的第二件事是計算出工人/設備正確的做事的時間，并把生產指令轉達到生產資源。我們在車間做的每一件事看起來似乎是獨立的，其實它與企業(yè)的整體目標密切相關。所以做事要有先后順序，規(guī)定好什么時間做什么事情。企業(yè)目標常常不止一個，而是多目標。比如，產能最大化、最短交期、最少延遲訂單、最少庫存、最少加班等等。有些目標是相互矛盾的。MES應該在決策和這些目標之間給出可視化的量化關系。這個問題非常復雜，是當代管理科學最困難的問題之一。解決最復雜的問題最無奈也是最靠譜的手段就是利用人工經驗，全世界絕大多數(shù)企業(yè)都是這樣做的。最近幾年，人們用APS（高級計劃排程）幫助解決這個問題。APS是有用的，但能夠作用的范圍是受限的。

 

生產任務指令下發(fā)到車間，工人就可以干活了。如果生產資源是數(shù)控機床和自動化設備，那么系統(tǒng)必須通過PLC、DNC、SCADA等一些中間件、數(shù)據接口、控制系統(tǒng)來指揮它們作業(yè)。這是指令下達就是通常所說的設備連接，也是當前MES最重要的功能及賣點之一。

 

 

MES要做的第三件事情

 

MES就該做第三件事是生產過程的監(jiān)控。生產過程監(jiān)控主要是兩個方面，一個是任務情況，一個是資源情況。每個生產資源（工人）接到生產指令后何時開始，何時結束？做了多少？質量情況？有什么異常？設備情況？運行數(shù)據？這些都是生產現(xiàn)場的數(shù)據反饋。這是MES最基本的功能。同時，這也是做好產品的質量管理和質量追溯主要環(huán)節(jié)。當前熱起來的物聯(lián)網傳感器等技術在這里將發(fā)揮作用。企業(yè)需要的大數(shù)據分析應用的主要數(shù)據來源也產生在這里。

 

MES要做的第四件事情

 

MES的第四件事情是應變和協(xié)同。在車間執(zhí)行生產指令的每天每時都可能發(fā)生各種各樣的異常變化。這分為主動和被動兩種。追趕或調整未能完成計劃；市場訂單變了，插單、撤單、設計需求改變了；設備故障、物料不到、質量返工等問題都要打亂既定的生產次序。我們就必須重新對生產任務與資源的配置做出決策，以應對這樣的問題。生產現(xiàn)場的異變是常態(tài)。它每時每刻都影響和決定著生產的效率和效益。通常傳統(tǒng)的MES并沒有設置一個專門的功能模塊，而是把難題甩給了管理人員。生產現(xiàn)場管理的計劃員、調度員明天都在如同“消防隊員”一樣來處理這樣的事情。有些企業(yè)生產管理人員也常用OA社交一類的工具來做這樣的信息溝通。

 

這里我們應該關注車間的生產管理人員的作用。第一，他們應該是車間里最有工作經驗的人。他們明知存在各種低效和浪費，都習以為常，視而不見了。第二，他們被夾在上級、各管理部門和工人之間，每天被各種矛盾搞得焦頭爛額，但依然是老大:不服你上來試試。第三，他們有很多管理知識和經驗，但隨用隨丟，因為MES里沒有數(shù)字化知識積累的機制和平臺。

 

車間管理改革的要點和難點就在于此。這也是MES實施成功的突破點。

 

處理異常需求就等同于有了新的需求，連同新加入的訂單，就讓我們的系統(tǒng)重新回到了第一件事。我們重新理一下。前面所說MES的第一件事情實際是對未來的任務的感知，以及對環(huán)境的感知，采購配套的情況，庫存的情況，工具準備的情況，人力資源的情況等等。這個感知不僅包括當前狀態(tài)，也包括對未來一段時間這些資源變化的預測。第二件事情就是對感知的情況進行分析，做出決策并發(fā)布執(zhí)行指令。第三和第四件事情，是對生產現(xiàn)場的現(xiàn)狀的感知。而第二件事情就是對感知的情況進行分析，做出決策并發(fā)布執(zhí)行指令。從1234這四件事成的一個循環(huán)，我們就清晰的看到了一個“感知、分析、決策、執(zhí)行”循環(huán)過程。然后，進行新一輪感知、分析、決策、執(zhí)行，就這樣形成一個循環(huán)。

 

其實，小到做一件具體的事情，或者管理一個工廠，甚至是治理一個國家，只要你做決策，就必然要經過這四個過程。

 

不論一個工廠管理水平非常好，或者非常差，也不論一個工廠是高度自動化的，或者是高度離散性的，他們的生產運行管理的過程都是這樣一個循環(huán)。由此我們可以知道MES的決策功能的好壞的區(qū)別。一個好的MES它必須對任務（訂單）、資源和環(huán)境有足夠的感知，不僅感知到現(xiàn)狀，還能夠感知到未來趨勢；它能對感知的情況進行科學的分析并做出恰當?shù)臎Q策，同時對于生產現(xiàn)場的變化給予敏捷的反應。一個差的MES的感知一定是不完整不準確的。也許MES會把決策功能交給人。人的經驗很重要，但是也是有局限性的。依據經驗的分析和粗糙的感知，這個決策執(zhí)行結果必然是低效的。

 

 

在1234循環(huán)粗糙的情況下

 

上面說的都是MES應該做什么和怎么做。目前絕大多數(shù)的MES都沒有做到這個“應該”，而是直接把分析和決策功能轉嫁與管理人員。根據人的經驗和習慣進行分析和決策，它的結果會是什么樣呢？

 

在車間，工人接到了工單，開工條件具備后就開始生產。但是在后續(xù)的過程中可能發(fā)生缺料等情況，條件不具備了，工人不能歇著，這時就把這些物料作為在制品庫存，再去做其他的工單。當未來的某個時刻條件可以滿足了，人們從暫存庫拿回繼續(xù)加工。打一個比喻。車間是一個水池。水早晚都要流出去。如果水池很淺，水流過去的時間很短。如果水池很深，水也可以流出去，但需要時間很長。我經常問企業(yè)一個問題，如果企業(yè)的資源給一個典型的訂單獨享，可以幾天交付？而實際的訂單交付時間，往往超過很多倍。這是很常見的現(xiàn)象。

 

下面圖片是車間管理水平不同的示意圖。

 

很多管理者也意識到這個問題，但是他們的處理思路是錯誤的，尤其是某些生產復雜產品的高端裝備制造企業(yè)。他們不是通過系統(tǒng)整體改善方法讓水池很淺，而是“精裝修”這個水池。

 

當然也有很多工廠遵循不滿足條件不下工單。其實，這樣做既浪費產能，交期也不能保證。

 

嚴格說，要求MES做好第一件事情是幾乎不可能的，因為它是工廠計劃層面的問題，已經超出車間管理的范疇。所以我們不能把MES作為一個獨立的系統(tǒng)去實施，而一定要放到工廠整體系統(tǒng)上定位。比如，財務計劃沒有做好，采購計劃無法執(zhí)行，再好的MES也無能為力。

 

兩個與MES決策相關的問題

 

1、物聯(lián)網環(huán)境下的感知

 

我們還需要在當前物聯(lián)網（萬物相連）的語境下談談感知的問題。

 

有些人以為有了物聯(lián)網，萬物相連，就可以解決所有的問題，其實這是錯誤的。一個問題。假設你的工廠實現(xiàn)了萬物相聯(lián)，當你接到一個訂單，能不能告訴我什么時間可以交付？與資源連接是解決縱向連接問題，連接后可以感知資源的現(xiàn)狀，可以管理控制資源的運行。但是，如果沒有沿著任務方向（橫向）的連接，我們就無法知道在什么時間如何控制，控制什么。所以，我們就無法回答上面這個看似非常簡單的問題。

 

物聯(lián)網有兩個問題需要研究，而且是很大的問題，只言片語無法展開。一個問題是：物聯(lián)網能夠感知現(xiàn)狀，但是如何能夠感知未來？另一個問題是：我們總是習慣在資源獨享的環(huán)境下研究思考物聯(lián)網問題；未來我們更多的要在競爭的環(huán)境下去考慮。在網絡上看到一副圖挺有意思，把它放在車間看看。有很多工單都需要到下面這個資源去。這些工單傳感器會顯示很多綠燈。誰告訴我，該停還是該走？誰先走，誰后走？

 

 

現(xiàn)在有很多工廠熱衷于搞連接，數(shù)據采集。這對于打開長期以來的“車間黑箱”，增加可視化的環(huán)境是有好處的。但是這必須要區(qū)分生產模式、需求環(huán)境、投入產出比、輕重緩急、數(shù)據時效和價值。當連接這件事對實現(xiàn)企業(yè)的目標和作出正確的決策有重要作用的時候，其標準是能夠產生價值，就一定要做好連接。否則，還是研究直接影響效率、質量、成本的環(huán)節(jié)更加迫切。作業(yè)現(xiàn)場的生產反饋就是連接人與設備的一種有效方法，幾乎花不了多少錢。如果你的工廠決策管控不科學，每天反饋一次都管理不好，那么，采用每個小時反饋一次甚至實時反饋又能夠得到什么好處呢？

 

工業(yè)物聯(lián)網是一個高緯度的網絡，存在著“信息迷失”現(xiàn)象。工業(yè)物聯(lián)網的特征決定了它不能套用市場端、客戶端的物聯(lián)網的概念和方法，更不能用類似電商模式、共享單車模式去思考工業(yè)管理方面的問題。

 

德魯克曾說過，“沒有什么比正確地回答了錯誤的問題更危險的。”

 

當前我們處在一個“新技術爆炸”的年代，大數(shù)據、物聯(lián)網、工業(yè)互聯(lián)網平臺、人工智能、機器人、比特幣、區(qū)塊鏈和很多很多新概念新詞層出不窮。別說工廠了，就連我們這些搞技術的人都拼命跟進。很多企業(yè)家都在為會不會耽誤了這一撥新技術時代而焦慮，卻不知只有深入理解這些技術的底層結構和支撐它們的基礎條件更加重要。對于新技術的實施，企業(yè)的戰(zhàn)略思考和戰(zhàn)術實施、長期利益和短期目標、永遠要放在企業(yè)運營的效率、質量、成本上。首先放在改善生產現(xiàn)場的管理方面。我們不能正確地回答一個錯誤的方向問題。

 

2、應對決策困惑的“良藥”——大建倉庫

 

最近幾年我接觸到很多企業(yè)，他們都在大搞倉庫建設。甚至有一個做汽車零部件的小企業(yè)，也準備建一個立體的大型倉庫。庫存似乎是解決所有生產管理問題的“良藥”，豈不知這是在給自己挖坑。在過去，我至少親歷過兩個企業(yè)被庫存壓死。浙江有一個做電機的企業(yè)，以前，在一個小作坊里生產，年產值五個億。因為沒有空間，所以逼著他們必須得減少庫存。后來企業(yè)發(fā)展了，建了一個巨大的工廠，有地方存放物料了，產值還是五個億，然而，不到兩年的時間在制品庫存就達到兩個多億，資金鏈幾乎斷裂。

 

由于人的經驗遠遠不能滿足車間復雜的生產現(xiàn)場管理的需求，于是就出現(xiàn)了很多的不確定性。而庫存的確是消除這種不確定最有效的措施，關鍵是你能不能承擔這些額外的財務成本。不從科學決策去找問題的原因，而是大建倉庫，這同樣是“正確地回答了一個錯誤的問題”。

 

第二部分：MES的業(yè)務流程管理

 

當我們作出的決策以后。不管是系統(tǒng)作出的決策，還是人為制定的舉措，都需要生產資源去執(zhí)行這個決策。如何精準執(zhí)行決策就進入了業(yè)務流程管理領域。

 

業(yè)務流程管理包括三個方面。一個是機制和流程；一個是標準和文化；一個是專業(yè)和技術。

 

機制和流程

 

典型的MES有11個功能模塊，當中都內嵌了很多標準的生產管理流程。我們應該認識到，主流的MES供應商的軟件是匯集總結了很多優(yōu)秀企業(yè)案例的管理經驗。乙方到企業(yè)實施MES第一件事情就是梳理企業(yè)現(xiàn)有的生產管理流程。很明顯，軟件MES的生產管理流程和企業(yè)現(xiàn)有的肯定是不一樣的。而且我們還應該認識到，企業(yè)的現(xiàn)有管理流程不管它是先進還是落后，至少是適合企業(yè)的管理現(xiàn)狀。這樣我們必須處理一個“誰適應誰”的問題。這里也埋下了一個實施風險。我們不能武斷的說某一個機制和流程好，另一個不好。比如物料是配送好？還是領料好？但是所有的管理機制、管理流程以及管理軟件交互界面的設計有一個標準，這就是最少中間環(huán)節(jié)，避免低級錯誤，少做重復事情，明確責任義務。

 

 

業(yè)務流程管理與決策管理是密不可分的兩個領域。業(yè)務流程的改變必然引起決策流程的響應。在企業(yè)系統(tǒng)管理軟件的實施過程中，因為流程重組、流程再造導致項目失敗的例子數(shù)不勝數(shù)。針對流程重組再造，應該提出幾個問題思考。甲方真的對自己多年的經驗積累喪失信心了？對于重組的流程，乙方用沒用定量的方法證明比現(xiàn)有的流程效率高?對于新流程的決策和執(zhí)行存在的困難，雙方是否都有足夠的應對措施？

 

標準和文化

 

企業(yè)管理的標準化是指企業(yè)全體員工的群體意識、習慣、行為規(guī)范有沒有統(tǒng)一的范式，這與企業(yè)文化密切相關。所有的工人看見機床臟了，很自覺地會清理一下。這個小事就從一個側面反映了管理標準化。實施MES軟件項目是貫徹MES本身的管理流程標準的過程。這兩者之間的差別帶來MES實施風險。MES是一個底層的甚至涉及到每個員工的軟件，在項目實施之前就要考慮到他的企業(yè)文化和管理水平能不能適應嚴謹?shù)臉藴使芾?。在實施MES之前，企業(yè)實施5S、精益等管理改善，其本質就是讓員工養(yǎng)成一個良好的群體習慣。對于一個管理還很粗放的中小企業(yè)，不建議他們實施MES項目，因為他們的基礎條件差，實施風險很大。

 

MES供應商經常抱怨，甲方沒完沒了的二次個性化開發(fā)。其實這很正常的。企業(yè)管理水平有差異，員工都有自己的習慣，強行改變會讓他不適應。無非是一些表單和操作界面，就按他們的需求做會減少很多障礙。既然MES是一個底層的操作系統(tǒng)，涉及到每個工人，所以，系統(tǒng)的設計必須要考慮到公平和公正，不能損害了部分員工的利益。

 

不論是更多吸收企業(yè)既有流程、經驗和習慣，或者是進行新的流程改造，只要是信息化、無紙化、標準化的建設，對于甲方企業(yè)都是一個陣痛和考驗。這里乙方的實施經驗和甲方的容忍、導入措施和步驟顯得尤為重要。

 

專業(yè)和技術

 

搞一個“進銷存”就說自己是ERP?，F(xiàn)在MES也遇到了同樣的處境。實際上，MES是一個包含了很多工業(yè)管理知識的企業(yè)管理系統(tǒng)。其典型的11個功能模塊，任何一個拿出來展開都是一個獨立技術專業(yè)領域管理系統(tǒng)。比如，資源管理模塊中的刀具管理子模塊，用半天時間給客戶講清楚都不容易。把工藝管理和文檔管理展開并不比一個PDM功能差多少。一個成熟的MES的質量管控和質量追溯方面匯集了豐富的管理經驗，如果在同類行業(yè)中貫徹實施，將為企業(yè)的質量管理提供很大的幫助。MES應該是一個技術含量比較高的工業(yè)管理軟件。在當前MES市場魚龍混雜的情況下，甲方既要睜大眼睛辨別優(yōu)劣，也不能把豆包不當干糧。甲方采用多家供應商“比稿”“學”方案，湊個高標準標書，最后低價中標的策略，最終損害的是自己。

 

業(yè)務流程管理與決策管理的關系

 

業(yè)務流程是企業(yè)的價值鏈條上的一系列活動以及它們之間的關系構成的。業(yè)務流程之間的層次關系體現(xiàn)業(yè)務部門之間的層次關系，本質上是決策層次的關系。同一層次的業(yè)務流程存在著相互合作、相互制約、相互促進，反映出業(yè)務流程之間的邏輯關系。一個業(yè)務流程可以為其它多個并行的業(yè)務流程服務，也可能以其它的業(yè)務流程的執(zhí)行為前提。層疊、交織、網狀、甚至包括循環(huán)，構成了企業(yè)的業(yè)務流程非常復雜的情景。

上面的圖片的左側是業(yè)務流程的梳理圖。對于類似這樣的圖，企業(yè)的業(yè)務主管可能絞盡腦汁地梳理過不止一遍。事實上，即使我們再嚴密地去梳理勾畫也難以把各個業(yè)務模塊之間千絲萬縷的相互制約影響的關系理清楚?？墒牵覀?yōu)槭裁匆@樣費力地去梳理？我們想找到什么？我們要達到什么目的？

 

其實，我們就是在尋找業(yè)務流程管理與決策管理之間的關系。讓我們如此費神費力的原因是，我們總是想用決策執(zhí)行的結果去彌補決策本身的缺陷。我們梳理出來的那些邏輯、規(guī)則、經驗本來應該用于做出決策之前，而不是已經形成結果之后。梳理業(yè)務流程的工作實際是替決策管理做的。

 

如果僅有人工決策，而不是可以量化的數(shù)字化的決策管理系統(tǒng)，我們甚至都不知道梳理出來的結果教給誰去學習。

 

MES是業(yè)務流程管理的平臺和載體，也應該是具有決策功能的大腦。如果MES具備一個智能的大腦，能夠做出量化和優(yōu)化的決策，生產現(xiàn)場所有的業(yè)務流程指令都出自這個大腦，那么就會把所有的業(yè)務流程的現(xiàn)狀、各業(yè)務流程之間的關系以數(shù)字圖表等可視化的形式呈現(xiàn)出來。

 

系統(tǒng)集成---MES成功的關鍵

 

一些人認為，MES的系統(tǒng)集成就是連接設備硬件，再把企業(yè)相關的一些軟件系統(tǒng)連起來，實現(xiàn)數(shù)據互通共享，即通常所說的“打通信息孤島”。我覺得這個理解有點不是很全面。通常表述MES功能（例如MES招標書）會說明要有接口與ERP等系統(tǒng)做集成，需要讀寫交換哪些數(shù)據。這也是把系統(tǒng)集成停留在數(shù)據流通的層面。一個不是很貼切的比喻，飛機集成商要的不光是機頭和機身連起來，更要實現(xiàn)連起來的功能。

 

系統(tǒng)集成分兩個方面說。一個是連接本身。一個是集成的目的。

 

實施MES系統(tǒng)集成，硬技術方面必須應對數(shù)據治理難題。工廠可能有“萬國設備”，也有不同時期不同供應商的不同信息化系統(tǒng)。MES需要實現(xiàn)數(shù)據的共享、交換、統(tǒng)計、分析?，F(xiàn)實是，多數(shù)企業(yè)的信息化建設出現(xiàn)了各種各樣的問題，數(shù)據異構，系統(tǒng)異構，網絡異構，再組合了交換機、路由器、防火墻和應用服務器，再綁定Web Service，加上ESB本身的復雜，再不行就使用中間件，確實夠熱鬧的。這樣數(shù)據治理就非常困難，好的、壞的、新的，舊的很難搞清楚。有時候，這種現(xiàn)象不可避免，除非你不和外面合作。這確實需要很專業(yè)的技術處理。信息化建設的基礎架構十分重要，須要專業(yè)人士設計，否則后患無窮。

 

企業(yè)信息化的系統(tǒng)集成的主要目的是為了讓企業(yè)的目標（任務）和資源的不同層次和不同維度的配置信息實現(xiàn)自由流動。數(shù)據聯(lián)通、共享僅僅是系統(tǒng)集成的表現(xiàn)形式，而不是目標。

 

從決策管理來說，MES的系統(tǒng)集成分三個方向。由于關于系統(tǒng)集成的概念挺多，難以辨別。本文采用一種很直觀的，就是點、線、面。

 

點的集成

 

點的集成是基于具體的生產指令。生產指令就是工單上各工序（或工步）具體的確定的作業(yè)任務。這個指令要與所有的生產資源進行連接，實現(xiàn)信息的上通下達，這很重要，已形成共識，無需多做解釋。需要說的是，不同的生產模式，不同的生產現(xiàn)場狀態(tài)，不同的決策機制，對連接的需求是不同的。對于自動化程度很高的生產，連接不僅重要，很小的延時和抖動都不能容忍。對離散型的生產模式，當管理水平達到一定高度，系統(tǒng)數(shù)據更新的速度很快，也需要對資源的連接。對以人力資源為主的離散型制造，連接幾臺設備并不那么急需，做好報工（生產反饋）比較實在。

 

線的集成

 

MES是一個車間管理系統(tǒng)。當然，你也可以說一個MES管了一個工廠的很多車間。但是每一個車間都是獨立的。因為車間的MES接到的任務是工單，而不是訂單。線的集成基于工單的生產指令。

 

車間接到工單，工單有很多不同的工序。一個車間有各種各樣的資源。通過點的集成實現(xiàn)了各個作業(yè)指令和各個資源的連接。問題是，車間會同時接到很多工單。每個資源（工人）也會接到很多指令。工人干活只會關心做好現(xiàn)在要求我做的事情。他不會關心工單順序、車間產能、訂單交期。線的集成就是用信息流把車間里各種作業(yè)的物質流關聯(lián)起來，同時滿足車間管理的各項指標。因此，它必須與和車間相關的各種信息系統(tǒng)集成，比如在制品庫存管理、工具模具管理、設備資源管理、人力資源管理等等。

 

如同前面所說，系統(tǒng)集成的目的:為了讓任務與資源的配置信息實現(xiàn)自由流動。檢驗企業(yè)信息化系統(tǒng)的線的集成（車間層面）是否實現(xiàn)以及集成的程度，就是看在沒有人的干預，或者人很少干預的情況下，數(shù)據流是否能自由流動？

 

面的集成、端對端的集成

 

滿足訂單交付是工廠的主要訴求。工廠有各種不同專業(yè)分類的車間，由很多車間以及工廠的計劃、倉庫、采購、設計、銷售、財務等管理部門組成一個工廠的平面。這就需要對這個平面上的所有業(yè)務實施統(tǒng)一協(xié)同優(yōu)化的管理。如果再加上與工廠進行物質、信息、資金、能源交換的供應商、客戶等，就形成一個巨大的平面。面的集成基于訂單生產指令。我們需要提供信息系統(tǒng)對這個平面上的物質流、資金流、信息流管理，這就是“面的集成”。而在這個平面上任意兩個終端之間需要協(xié)同的連接就是端到端的集成

 

在這個層面，數(shù)據流的流動頻度遠低于點和線的集成。同時，系統(tǒng)進入比車間層面更為復雜的領域，已經很難做到實時優(yōu)化了，人對系統(tǒng)的干預也是不可避免的。

 

面的集成似乎超過MES本身的范疇，卻是不得不做的事情。從系統(tǒng)科學講，MES的面的集成要溝通含各個車間、科室組成的工廠系統(tǒng)，以及這個工廠系統(tǒng)與環(huán)境的聯(lián)系，以信息的方式展現(xiàn)出它們的物理活動在時間及空間上的協(xié)同關系。

 

關于端到端的集成更為復雜。僅舉一個端到端集成的例子。車間裝配生產中發(fā)現(xiàn)某個部件安裝尺寸需要修改。信息經過設計部門再把修改信息傳遞到部件供應商。端到端集成就是要求供應商恰好裝配需要的時間提供了零部件。

 

 

傳統(tǒng)信息化管理軟件架構的缺陷

 

企業(yè)的生產運營管理從上到下，從里到外是一個不可分割的整體。涉及到整體功能，它的分系統(tǒng)或子系統(tǒng)是不能割裂開來獨立研究的。如果一個企業(yè)的計劃和供應鏈系統(tǒng)很不到位，那么期望做一個精準的MES是沒有意義的。粗獷的車間管理狀態(tài)下期望做出高效的生產計劃和供應鏈管理也是不可能的。因此，MES必須在妥善的整體規(guī)劃下才能夠設計和實施。

 

如何認識和把握整體，我們的認識是一個發(fā)展的過程。隨著認識論不斷深化，方法論也在進行不斷深化和演變。在過去一段很長的歷史中，我們的認識論是以還原論為主的。這是由于，一方面對于一個復雜系統(tǒng)我們能從定性的方面去分析和認識，卻無法用數(shù)學方法去描述，也找不到定量分析的工具。另一方面，還原論的核心思想是: 部分之和等于整體。所以我們覺得只要對每一個部分有足夠的認識，就等于認識了總體。于是，我們把一個復雜系統(tǒng)切割成很多部分去認識，把非線性問題轉化為線性問題去處理。

 

工業(yè)企業(yè)的生產運營管理是一個復雜系統(tǒng)。從宏觀規(guī)劃到戰(zhàn)術設計，從生產計劃、車間管理到現(xiàn)場執(zhí)行，從企業(yè)內部的管理到企業(yè)外部協(xié)調，在應對這樣一個復雜系統(tǒng)，當我們還無法把控整體時，只能拆分處理。于是就有了ERP、MES、SCM等縱向切分的系統(tǒng)管理工具，以及橫向切分的PLM等等。這樣做的同時，也提出了需要把各個分開的系統(tǒng)實施整體的集成難題。這樣切分還不夠的時候，還有類似“一個流”、“JIT”、“TOC”、“節(jié)拍”等方法把一個完整的生產過程繼續(xù)切塊分段管理。

 

整體和局部兩者不可分割。以“細節(jié)決定成敗”的精益管理的核心思想也只說對了一半。更多的時候是“系統(tǒng)決定成敗”。復雜系統(tǒng)有自己特定的系統(tǒng)屬性。當我們通過對復雜系統(tǒng)進行切割，把非線性系統(tǒng)進行線性處理，復雜系統(tǒng)本身的屬性就不復存在。

 

20世紀末期，系統(tǒng)科學及運籌學、現(xiàn)代工業(yè)工程有了長足的發(fā)展。尤其是應用數(shù)學、計算機、互聯(lián)網等IT技術突飛猛進，為我們認識整體以及處理整體與局部的關系提供了可能。過去無法建模描述的問題現(xiàn)在可以做了。過去計算時間需要以“年”計的，現(xiàn)在很短時間可以求解了。所以，現(xiàn)在我們有條件也應該重新審視過去基于還原論的所有管理理論、方法和工具。

 

ERP的可以分為決策管理和流程管理兩部分。MES也可以分為這兩個部分。我們將要分析的SCM、PLM系統(tǒng)管理軟件同樣是這樣。于是我們看到它們共同的特點。管理軟件都是由兩部分組成的。一部分是決策管理，另一部分是業(yè)務流程管理。目前幾乎所有的系統(tǒng)管理軟件，決策管理都是基于人工經驗。而這些軟件業(yè)務流程管理則實實在在的匯聚了企業(yè)很多知識和經驗。而這一個現(xiàn)象正好的驗證了ERP和MES很多案例失敗的原因。如果軟件的決策不靠譜，只能棄之不用。業(yè)務流程管理匯集了企業(yè)的經驗，就能很好地應用。。

 

通常傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)是獨立分別實施的。如果缺乏很好整體設計規(guī)劃和設計，那么各個軟件之間的系統(tǒng)集成就停留在數(shù)據聯(lián)通，數(shù)據共享的層面，不能實現(xiàn)整體的運行協(xié)同和優(yōu)化。這樣就留下了“信息孤島”難題。

 

 

關于MES的標準問題

 

MES（也包括ERP）的決策管理應該是它們的核心功能。事實上，決策的低效和無效是這些管理系統(tǒng)實施失敗的重要原因。很多情況下，進銷存成了ERP的主要功能了；MES僅僅做一些車間的業(yè)務流程管理和信息的上傳下達。而所有的決策都由人工取代。現(xiàn)在，當代科學技術的發(fā)展，讓我們有能力以知識自動化的方式把人的領域知識置入生產運營管理的模型中，并且有足夠能力實施優(yōu)化運算的情況下，這些管理軟件的決策功能得到了釋放。因此，我們有必要重新審視MES的標準問題，尤其是在離散性制造業(yè)。

 

MES的標準ISA95（企業(yè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成國際標準）是MESA二十多年前制定的。我在五年前寫的一篇文章就提出，ISA95的標準和思想在流程型工業(yè)管理中應用應當是水到渠成的，但是，在離散型制造業(yè)管理中應用仍有一段路程。MES在很大程度上是獨立的信息系統(tǒng)，面向解決一個個單一的問題，是松散的。這些解決方案不符合管理層的根本預期。

 

我國的《標準法》指出，“制定標準應當在科學技術研究成果和社會實踐經驗的基礎上，深入調查論證，廣泛征求意見，保證標準的科學性、規(guī)范性、時效性，提高標準質量”。我們應該注意到當前制造業(yè)的范式與幾十年前的情況發(fā)生了很大變化。MES起源于鋼鐵化工行業(yè)，這些行業(yè)本質上是大規(guī)模生產。當我們的市場行為和消費模式已經進入個性化需求年代，MES的標準應該與時俱進。很顯然，當MES應用于小批量、多品種、混線生產定制化模式的時候，MES原來的標準已經不夠科學性，也就沒有時效性了。