導讀

從這篇講座開始，我們以一家工廠為例，講解MES各個功能模塊的設計和實現。（系列文章第四篇）

文章來源

作者：MPDV中國曹海勇博士原創。曹海勇，同濟大學工學博士，中國首批中德合作培養研究生。畢業後加入西門子德國，參與西門子德國安倍格工廠MES項目，2011年協助MPDV總部進入中國市場。深耕MES領域20餘年，有着豐富的行業經驗，拜訪全球超過900家不同行業的制造企業，非常熟悉不同企業的最佳生産管理實踐。

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MES工單管理系統設計和實現（1）

MES工單管理系統設計和實現（2）

MES工單管理系統設計和實現（3）

數據處理

MES所有任務的核心是工單管理，工單管理的基礎是采集和處理“時間”與“數量”。車間内采集的數據必須得到合适的處理，才能形成有效的信息。

圖17：工單和人員數據處理

圖17描述了壓鑄車間的“時間”過賬到工單和工人的處理過程。機器的工作班次是早上6點開始到下午2點結束，工人999998負責機器1和2，這個班次中有工單4711/10在機器1上被執行，工單4711/20在機器2上被執行。數據在MES系統中過賬後的結果：

◉ 工單4711/10在6:00 – 12:00運行，工單曆時6小時，人工工時4小時

◉ 工人999998在6:00 – 12:00分配在工單4711/10，分配時間6小時，工單工時4小時

◉ 工單4711/20在8:00 – 13:00運行，工單曆時5小時，人工工時3小時

◉ 工人999998在8:00 – 13:00分配在工單4711/10，分配時間5小時，工單工時3小時

由此我們可以計算出工單勞動力利用率分别是67%和60%。客戶在MES系統後期規劃了工人出勤，如此可以比較工人在工單上的工作時間，可以計算出員工勞動利用率。

為了實現精益生産，需要發現生産過程中的各種損失。如圖18所示，規劃了三大類損失：與組織管理相關的時間損失、與設備性能相關的效率損失和質量損失。

圖18：生産損失分類

以時間損失為例，設備在生産過程中由于種種異常導緻非計劃停機，從而降低了設備的生産效率。圖19顯示設備在24小時内用于增值生産的時間是11.25小時，其餘的非增值時間是由于沒有班次安排（計劃停機時間）、設備調試（3.75）、故障中斷（0.5）和缺料停機（0.25）造成。

圖19：時間損失

假設這台設備在當天生産了3個産品4個工單，其實際采集的數據如圖20所示，則基于時間和數量可以分别計算出産能利用率、良品率、效率、OEE以及NEE指标。

圖20：考慮三類損失後的生産績效

“工單管理”任務中更多可以使用的時間和數量相關的術語和KPI計算公式：

工單周期 = 第一個工序第一次登錄與最後一個工序結束之間的曆時

工序周轉時間 = 前工序結束與後工序開始之間的曆時

工序停機時間 = 工序計劃運行時間 – 實際生産時間

實際運行時間 = 實際生産時間 設置時間 停機時間

産能利用率 = 實際生産時間 / 實際運行時間

設置效率 = 設置時間 / 實際運行時間

增值生産時間（精益生産比） = 實際生産時間 / 工單周期

産出效率 = 工單總産出 / 工單周期

工單占用效率 = 運行時間 / 工單周期

目标産出率 = 目标産量 / 目标生産時間

實際産出率 = 良品 / 實際運行時間

實際淨産出率 = 良品 / 實際生産時間

産出績效 = 實際淨産出率 / 目标産出率

......

“時間”和“數量”數據在生産執行過程中由工人通過車間終端采集或由設備集成自動提供給MES系統，經過數據處理後，這些數據過賬到制造業務對象“工單”、“設備/工位”和“人員”的對應賬戶中，并基于VDMA66412-1标準進行進一步的數據處理，獲得管理層用于生産控制的重要制造績效指标。在系列講座後續文章中我們将介紹生産數據的呈現。

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