MES系統是制造業提高自身競争力必備的“利器”，本文作者從三個角度對MES系統及制造流程展開分析，希望對你有幫助。

MES系統（manufacturing execution system）全程為制造執行系統，從系統名稱即可以看出，MES主要應用于“制造”流程。

筆者曾有幸在H公司工作過，當時H公司為了響應國家“智能制造2025”的号召，同時也為了提升自身企業競争力而決定引入MES系統，而我也有幸成為此公司初代MES的設計者。

本文中，主要基于制造流程和工廠管理的介紹對MES系統的功能進行展開的解說。

MES-制造執行系統，在90年代由美國AMR公司提出，主要針對于生産制造過程中流程、資源的管理系統，目标是實現生産制造過程“黑匣子”的可視、可控，為智能生産提供支撐。

對于B端的管理系統的功能拆解，我個人喜歡基于系統的定位、應用場景及業務流程來進行功能的分析。因此下面的分享主要也是側重于圍繞流程進行展開。

上文提到MES管理的是制造過程，可以說，從ERP計劃指令下達工廠後到成品入倉完成都屬于MES的系統範疇。而其中主要涉及到的核心流程包括了生産排程、生産資源準備、生産制造（其中包含了加工、測試、包裝）、質檢、入庫。

這裡需要特别注意的點和供應鍊的設計一樣，不可忽視過程中逆向和異常處理流程在系統中的設計。在制造型企業中，會存在不同商品的前序制造流程相同而後續工藝不同（且為了減少企業備貨壓力，近年越來越多的企業會盡量後置差異工序）。

企業在備貨過程中如果A款商品備貨過多，會存在拆解A款重新組裝成B款的需求。也存在生産完成後，發現部分部件不合格，導緻商品需要批量拆解重新生産。

逆向流程包括上述場景中成品的拆解、生産退料等和正常生産流程“相逆”的流程。

而異常是指缺料、設備故障、測試異常等影響正常生産流程的情況，系統需要具備快速響應及處理異常的容錯能力。

1. 生産計劃/返工計劃

生産計劃來自于上遊ERP銷售（交付）計劃的拆解。對于企業（EPR）級别的計劃來說，僅需要輸出企業整體在指定日期用戶或内部期望的交付内容即可。

但實際的生産過程則需要細化到車間、産線、工位的維度，而這就是MES計劃模塊所需要實現的功能。基于交付計劃，結合生産資源進行制造計劃的拆解。

STEP1：明确交付計劃

交付計劃中應包含最終交付商品明細、要求交付日期及交付對象。

STEP2：計劃拆解

交付商品BOM拆解，确認生産提前期。H公司生産的為電子設備，電子設備中的PCB闆也均為内部生産，那麼在成品排産時系統需要具備子級成品同步排程的功能。

但如果子級物料的生産是基于安全庫存拉動觸發生産而不是按單生産，那麼在計劃拆解時，則需要判斷上遊的物料庫存是否會低于安全庫存而不是每次都産生生産計劃。

此外，因為涉及到原料，因此也存在觸發采購計劃的可能。

STEP3：生産能力确認

因生産工藝和設備的限制，通常企業内部對于不同産品會布局不同的生産線。

所以在生産計劃排程前需要确認相關産線的生産能力，如産線A1每日可生産控制器100件，要求19日供貨200件（為了簡化說明，本次不涉及到在倉庫存，此處的供貨數量是指需要入庫到倉庫的數量），因此要求産線18号需要投入控制器的生産。

STEP4：輸出計劃

根據拆解的物料結合各生産線（車間）的生産能力輸出最終的排産計劃。

工廠的生産計劃往往是前置排程的，并且直接受上遊ERP的訂單操作（接單、訂單取消）的影響，所以計劃模塊需要實現和ERP計劃的聯動，自動計劃調節功能的實現成本很大，但至少需要在ERP計劃變更時，産生預警及時提示計劃人員進行計劃調整。

同時需要監控已經創建的計劃在下遊的交付情況，對于異常交付的排産計劃進行跟進和調整。

2. 生産資源安排

計劃安排了之後下一步就是計劃的執行。在确認計劃後，生産開始之前，企業需要準備好生産所需的資源，其中包括：生産人員、設備、原材料、作業指導書。

生産人員企業要對每天産線的人員進行生産排班，根據人員技能矩陣及當天的生産計劃安排合适的人員在崗進行生産。

設備

不同産品的生産需要使用不同的設備，或者是同一設備的不同程序/模式。此外，生産前需确保産線設備的狀态必須是可用的。

原材料

生産前需要确保庫内有足量的原材料（或其他産線有足夠的半成品）能夠在進入生産前送達産線，确保不因為缺料而停産。此處涉及到半成品的管控和送料/叫料模式的設計。

此外，計劃階段如發現原料短缺，還涉及到采購需求的生成。

作業指導（WI）

産品生産制造的操作說明書。作業指導書通常在産品試産階段更加重要，因為在量産後通常員工本身就是經過培訓具備一定生産技能的。

3. 生産制造流程

生産制造流程是整個系統最為核心的環節。涉及物料管理、生産訂單管理、核心環節的節點上報（如測試結果）、過程質量抽檢、異常報警（Andon）、效率管控等。

物料管理

生産過程中，物料按照生産狀态可分為三種形态：原材料、半成品（WIP）、成品。而産線上的管理主要是針對于原材料和半成品，通常成品在生産完成裝箱下線後會由倉庫員工統一進行入庫。

産線上對原料的操作主要包含：主動叫料，收料（包含數量、品質的驗收），消耗，退料，還有部分會涉及線邊盤點。

對于有追溯需求的物料，在使用過程中，需要在系統中記錄成品使用的精确物料編碼及物料批次的。此數據可用于長期質量追溯。

而對于半成品更多的則是中間在制品數量的管控，中間WIP過多一定程度上說明工位間分工的不均衡，會造成生産力的浪費。

訂單管理此處的訂單是指上遊計劃模塊下發到具體産線需要産線進行生産交付的訂單。在這個階段中，産線可以對訂單執行的操作主要包括：開始生産（投産），異常申報，結束生産，訂單切換。

開始生産後，此訂單涉及的生産資源（人、設備、物料）的核心信息都将進入系統的管控範圍。系統通過連接的設備（PDA、掃碼槍、測試設備等）采集生産過程中商品關聯的作業用戶、核心物料、測試數據等，為後續系統報表及決策提供數據支撐。

因為産線的切換通常需要進行上一個商品的原材料清理、夾具設備切換調試等無效工時，因此如沒有特殊情況發生，産線都是按照既定的計劃完成當前訂單後再進入下一個訂單的生産。

但是如果臨時設備異常或缺料，也有可能需要暫停當前訂單切換到下一個訂單，此時系統需要記錄中間數據，包括上一個訂單的完成量、過程中的半成品等，确保在下次開始生産時，通過系統數據和實物比對沒有物料損失。

異常管理（Andon）

Andon管理（又叫安燈），最初源自于日本豐田，指通過現場報警燈可視化生産現場的異常，主要是為了及時發現異常減少效率和品質損失。而随着制造業的發展，安燈的形式也開始變得多樣化。

對于産線來說，異常包括很多種：如缺料、設備故障、産能不達标等，嚴格的說，隻要造成實際與期望産出不一緻的情況都可以稱為異常。除了人員主動發起異常提報外，企業也會通過自動收集數據（如安置傳感器）逐級上報異常。

效率管控

效率管控是為了準時完成成品需求的交付。

效率的提升也是各大制造企業追求的核心指标之一，同樣的産品，更高的效率意味着更高的市場利潤和更強的競争力，因此這也是MES比較重要的核心指标之一。

首先我們簡單了解下效率的定義。

效率=目标時間内的實際産出/理論産出；理論産出=投入時間/産品工時。效率通常和工時平衡率、産線自動化程度、員工熟練度、産線布局等都存在一定關聯。因此效率的提升方式也是多維度的。MES系統中對于效率的管控更多的是數據的采集和呈現，實現車間效率、産線效率、人員效率的橫縱向對比，以此達到長期良性循環的向上趨勢。

4. 質量管控

質量管控的系統範疇是貫穿在整個制造環節，甚至是在制造環節開始之前，在産品設計之初就已經需要進行質量管控點的設計了，比如FEMA（失效模式和影響分析）。因此在MES中的質量模塊也是一樣，并不隻是指對于成品的質量管控，更多的是過程管控，可以從事前、事中、事後三個維度進行分析。

事前預控

針對于産品特性和目标，提前定義生産的關鍵崗位、測試核心指标、風險點；

原材料品質的質量管控；

操作人員培訓規範；

事中監控

生産過程中品控标準的執行；

員工操作規範性的把控及抽檢；

不良品攔截；

核心指标趨勢監控（六西格瑪）；

事後管控

成品品質把控；

用戶質量反饋追溯和分析；

基于以上的流程點梳理，我們最後總結下MES通常包含的功能模塊及系統架構如下（主要是基礎數據、實操及過程管控部分）：

本篇着重分享生産過程的流程管控以及與之對應的系統模塊設計,因此對于報表和數據采集模塊并沒有詳細的展開，對于報表和數據采集的梳理更多的是與使用用戶（用戶畫像）及目标驅動有關。希望今天的分享可以對你有所幫助。感謝關注。

作者：麋鹿産品，公衆号：麋鹿産品手冊

本文由 @麋鹿産品手冊 原創發布于人人都是産品經理。未經許可，禁止轉載。

題圖來自Unsplash，基于CCO協議。

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