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二、那么何谓制造执行系统–MES
计算机在制造业的应用及计算机本身的发展与生产型态的演变,是息息相关的。过去的生产型态较为单纯,属于由上而下(Top Down)规划型态,计算机应用的重点在生产规划管理(MRP-Ⅱ)及一般事务处理,而现场作业管理仍停留在传统人工窗体作业型态。即使有所谓现场管制功能(Shop
Floor Control - SFC),也受制于传统大型/微型计算机及电子科技,多是由收集相关资料,再以批次方式输入处理,所提供之功能有限。在工厂自动化(Factory
Automation - FA)方面,过去多是强调在物流自动化(Material Flow Automation),例如自动化生产设备,自动化检测仪器,自动化物流搬运储存设备等等。他们确实取代不少人工,解决了一些生产瓶颈,但也因相关作业配合不当,并没有充份发挥他们的功效,而有所谓"自动化孤岛"之称(Islands
of Automation)。从一所提的问题,需要有一种现场信息流自动化系统(Frontline Data Automation)来解决,这类系统如果是运用在工厂制造现场,我们称之为制造执行系统-Manufacturing
Execution System(MES)。在日本,他们称之为生产时点管理情报系统(Point of Production
- POP),取法可模拟商业自动化中的销售时点(Point of Sales - POS),日本的命名颇为传神,因为无论POP或POS,其精神是一致、观念是相通的,都可说是一种由下而上(Bottom
Up)实时掌握现场状况的情报管理系统。MES导入之前,公司MRP系统与生产现场之间透过人为方式沟通,使生产现场如同黑箱作业,无法掌握实时正确信息。而导入MES之后除了提供现场信息流自动化之外,它扮演承上启下的功能,达到计算机整合(Computer-IntegratedManufacturing
- CIM)的境界。我们从MES这三个英文缩写,不难看出,它MRP(Manufacturing Resource Planning)或ERP(Enterprise
Resource Planning)系统之间的互动关系,一个是上层的规划系统(Planning),一个是下层实际的执行系统(Execution)。
三、发展沿革
MES的需求是这十多年来生产型态的变革所产生的,因此它的发展历史比MIS,MRP,CAD/CAM等要短。在先进国家中,多有专业从事MES的公司,而他们启源也多是源自公司内部的需求,以项目计划方式进行,当累积相当经验之后,逐渐形成独立之专业公司,而其系统也开发至相当成熟标准。通常是针对特定的产业生产型态,或特定的功能需求而开发出较为标准化的MES。(例如美国的Consilium,加拿大的Promise公司皆是开发IC厂MES的知名厂商。)或者是实时品管系统,或现场排程等特定功能也有厂商开发此类产品。另外,许多公司累积多年技术经验之后,开发一些核心的发展工具,一方面卖这些发展工具给System
Integration厂商,一方面自己也利用这些工具,承接MES的案子。
四、MES功能
我们将现场管理分成四个功能层次,依序是:
(1)追踪功能(Tracking)
(2)监督功能(Monitoring)
(3)控制功能(Controlling)
(4)管理功能(Management)
以下我们就此四大功能,就传统方式及MES做一比较,在后面的章节中,我们将就几种产业实际状况做进一步具体说明。
4.1.追踪功能
它的特色是尽量利用自动辨识技术,传感器或是与设备仪器的联机,能自动搜集现场生产情报,而下达的生产指示也可透过各类电子显示装置实时告之作业人员,达到无纸化(Paperless)的境界。传统人工窗体收集方式,需透过层层人工操作程序,才能到达管理者手中。它的缺点是:
(1)作业缓慢,没有时效性,而使情报价值大减。
(2)错误率高,所谓Garbage In Garbage Out。错误情报甚而导致错误判断决策,影响层面更大。
(3)可利用性偏低,如果资料只是用人工记录在窗体、报表中,而不输入计算机,此信息可利用性非常低。而人工输入原始生产信息非常有限,只能点到为止,无法进一步做深入分析之用。而MES资料收集方式有以下之优点:
(1)实时性。在现场事件发生的同时便立刻以电子资料型式纳入MES处理。
(2)正确性。利用电子科技处理,免除人为因素,使正确性由百分之一以上,降至十万分之一以下。
(3)高度完整性及使用性。现场事件经过计算机处理,可合并相关资料,存入电脑数据库中。 4.2.监督功能
实时掌握了制造资源的最新状况及历史过程,再加上制程或作业规则,便可做到监督的功能。MES随时将追踪的状况与设定的标准加以比较,如发生异常则立即透过计算机网络通知相关人员处理。制程规格的监督,例如某类产品需要使用特殊规格的材料或组件,须经过某些制造程序,或者是成品要求某些包装配件,这些要求在作业人员实际工作时透过自动辨识技术或与设备的联机,很方便地让MES得知作业情形,与事先设定的标准比对,达到实时核对效果。
制程品质的监督,实时收集所有现场的品质资料,并就不同制程、品检、修护、站别、产品时间区段或制令做统计分析,并立即反应给相关单位,达到品质预警效果。此项功能的发挥,可以大量减少工作现场因人为疏忽造成产品再加工或损坏,因而降低了直接人工及物料成本,达到品质预警效果。生产设备的监督,随时了解各重要生产设备的状况,如发生异常能实时提供维修,并机动调整生产活动。
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