發(fā)表時間：2019-02-25 11:46:08
李培根院士說：只要關(guān)注生產(chǎn)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(chǎn)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系統(tǒng)是生產(chǎn)現(xiàn)場管理系統(tǒng)。討論這樣一個非常復(fù)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(nèi)。MES從這里起源，目前技術(shù)已經(jīng)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(nèi)。這類企業(yè)有幾個特點：市場能力大，不缺訂單。生產(chǎn)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(yīng)商備貨機制，消除裝配生產(chǎn)線的缺貨可能（物料的不確定性）。產(chǎn)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(chǎn)線（消除時間不確定性）。訂單利潤盈利可以將庫存損失及設(shè)備資源能力浪費忽略。其次，采用成熟的自動化、標準化技術(shù)組織生產(chǎn)線的建設(shè)。MES有足夠的成熟經(jīng)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(chǎn)的離散型定制化生產(chǎn)管理問題。
這個話題將分為三次連載。這是第一部分。
MES應(yīng)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(yīng)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。回想在《ERP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(chǎn)效果挺好，轉(zhuǎn)向小批量、多品種、混線生產(chǎn)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(zhì)是什么，能做什么，不能做什么。標書有點像從眾多MES供應(yīng)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(xué)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(wù)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(shè)計部門計劃部門分解BOM查、減庫存，生成需要生產(chǎn)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(shè)備）。
MES要做的第一件事情
MES的職責(zé)應(yīng)該是從生產(chǎn)計劃生成工單開始，它負責(zé)指揮工人和設(shè)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(chǎn)準備，以保證生產(chǎn)資源滿足開工條件。
只要具備一定條件，工人（資源設(shè)備）就可以干活了。工廠通常把這個叫生產(chǎn)準備。對簡單的生產(chǎn)，工人只要有圖紙、物料、機床就行了。復(fù)雜工序除了主要設(shè)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(yīng)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(nèi)每一件事情都能滿足這些條件。否則要停工待料，生產(chǎn)效率就下降，浪費就產(chǎn)生了。
MES要做的第二件事情
假設(shè)，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(shè)備正確的做事的時間，并把生產(chǎn)指令轉(zhuǎn)達到生產(chǎn)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(guān)。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(chǎn)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(yīng)該在決策和這些目標之間給出可視化的量化關(guān)系。這個問題非常復(fù)雜，是當代管理科學(xué)最困難的問題之一。解決最復(fù)雜的問題最無奈也是最靠譜的手段就是利用人工經(jīng)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(chǎn)任務(wù)指令下發(fā)到車間，工人就可以干活了。如果生產(chǎn)資源是數(shù)控機床和自動化設(shè)備，那么系統(tǒng)必須通過PLC、DNC、SCADA等一些中間件、數(shù)據(jù)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(shè)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(chǎn)過程的監(jiān)控。生產(chǎn)過程監(jiān)控主要是兩個方面，一個是任務(wù)情況，一個是資源情況。每個生產(chǎn)資源（工人）接到生產(chǎn)指令后何時開始，何時結(jié)束？做了多少？質(zhì)量情況？有什么異常？設(shè)備情況？運行數(shù)據(jù)？這些都是生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)反饋。這是MES最基本的功能。同時，這也是做好產(chǎn)品的質(zhì)量管理和質(zhì)量追溯主要環(huán)節(jié)。當前熱起來的物聯(lián)網(wǎng)傳感器等技術(shù)在這里將發(fā)揮作用。企業(yè)需要的大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的主要數(shù)據(jù)來源也產(chǎn)生在這里。
MES要做的第四件事情
MES的第四件事情是應(yīng)變和協(xié)同。在車間執(zhí)行生產(chǎn)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(diào)整未能完成計劃；市場訂單變了，插單、撤單、設(shè)計需求改變了；設(shè)備故障、物料不到、質(zhì)量返工等問題都要打亂既定的生產(chǎn)次序。我們就必須重新對生產(chǎn)任務(wù)與資源的配置做出決策，以應(yīng)對這樣的問題。生產(chǎn)現(xiàn)場的異變是常態(tài)。它每時每刻都影響和決定著生產(chǎn)的效率和效益。通常傳統(tǒng)的MES并沒有設(shè)置一個專門的功能模塊，而是把難題甩給了管理人員。生產(chǎn)現(xiàn)場管理的計劃員、調(diào)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(chǎn)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(yīng)該關(guān)注車間的生產(chǎn)管理人員的作用。第一，他們應(yīng)該是車間里最有工作經(jīng)驗的人。他們明知存在各種低效和浪費，都習(xí)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(jīng)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(wù)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(yù)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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(wù)（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(xué)的分析并做出恰當?shù)臎Q策，同時對于生產(chǎn)現(xiàn)場的變化給予敏捷的反應(yīng)。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(jīng)驗很重要，但是也是有局限性的。依據(jù)經(jīng)驗的分析和粗糙的感知，這個決策執(zhí)行結(jié)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(yīng)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(yīng)該，而是直接把分析和決策功能轉(zhuǎn)嫁與管理人員。根據(jù)人的經(jīng)驗和習(xí)慣進行分析和決策，它的結(jié)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(chǎn)。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(jīng)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(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(wù)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(guān)的問題
1、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的感知
我們還需要在當前物聯(lián)網(wǎng)（萬物相連）的語境下談?wù)劯兄膯栴}。
有些人以為有了物聯(lián)網(wǎng)，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(shè)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(wù)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(wǎng)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(wǎng)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(xí)慣在資源獨享的環(huán)境下研究思考物聯(lián)網(wǎng)問題；未來我們更多的要在競爭的環(huán)境下去考慮。在網(wǎng)絡(luò)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(jù)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(chǎn)模式、需求環(huán)境、投入產(chǎn)出比、輕重緩急、數(shù)據(jù)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(chǎn)生價值，就一定要做好連接。否則，還是研究直接影響效率、質(zhì)量、成本的環(huán)節(jié)更加迫切。作業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)反饋就是連接人與設(shè)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(xué)，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(wǎng)是一個高緯度的網(wǎng)絡(luò)，存在著信息迷失現(xiàn)象。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的特征決定了它不能套用市場端、客戶端的物聯(lián)網(wǎng)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(shù)爆炸的年代，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(shù)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(shù)時代而焦慮，卻不知只有深入理解這些技術(shù)的底層結(jié)構(gòu)和支撐它們的基礎(chǔ)條件更加重要。對于新技術(shù)的實施，企業(yè)的戰(zhàn)略思考和戰(zhàn)術(shù)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(zhì)量、成本上。首先放在改善生產(chǎn)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(yīng)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(shè)。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(chǎn)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(chǎn)，年產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)驗遠遠不能滿足車間復(fù)雜的生產(chǎn)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(guān)鍵是你能不能承擔(dān)這些額外的財務(wù)成本。不從科學(xué)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(wù)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(chǎn)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(wù)流程管理領(lǐng)域。
業(yè)務(wù)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(shù)。
機制和流程
典型的MES有11個功能模塊，當中都內(nèi)嵌了很多標準的生產(chǎn)管理流程。我們應(yīng)該認識到，主流的MES供應(yīng)商的軟件是匯集總結(jié)了很多優(yōu)秀企業(yè)案例的管理經(jīng)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(chǎn)管理流程。很明顯，軟件MES的生產(chǎn)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(yīng)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(yīng)誰的問題。這里也埋下了一個實施風(fēng)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(lǐng)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(shè)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(fù)事情，明確責(zé)任義務(wù)。
業(yè)務(wù)流程管理與決策管理是密不可分的兩個領(lǐng)域。業(yè)務(wù)流程的改變必然引起決策流程的響應(yīng)。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(dǎo)致項目失敗的例子數(shù)不勝數(shù)。針對流程重組再造，應(yīng)該提出幾個問題思考。甲方真的對自己多年的經(jīng)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(yīng)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(xí)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(guān)。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(cè)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(fēng)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(yīng)嚴謹?shù)臉藴使芾怼Ｔ趯嵤㎝ES之前，企業(yè)實施5S、精益等管理改善，其本質(zhì)就是讓員工養(yǎng)成一個良好的群體習(xí)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(chǔ)條件差，實施風(fēng)險很大。
MES供應(yīng)商經(jīng)常抱怨，甲方?jīng)]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(xí)慣，強行改變會讓他不適應(yīng)。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(shè)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(jīng)驗和習(xí)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(shè)，對于甲方企業(yè)都是一個陣痛和考驗。這里乙方的實施經(jīng)驗和甲方的容忍、導(dǎo)入措施和步驟顯得尤為重要。
專業(yè)和技術(shù)
搞一個進銷存就說自己是ERP。現(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(shù)專業(yè)領(lǐng)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(zhì)量管控和質(zhì)量追溯方面匯集了豐富的管理經(jīng)驗，如果在同類行業(yè)中貫徹實施，將為企業(yè)的質(zhì)量管理提供很大的幫助。MES應(yīng)該是一個技術(shù)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(yīng)商比稿學(xué)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(wù)流程管理與決策管理的關(guān)系
業(yè)務(wù)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(guān)系構(gòu)成的。業(yè)務(wù)流程之間的層次關(guān)系體現(xiàn)業(yè)務(wù)部門之間的層次關(guān)系，本質(zhì)上是決策層次的關(guān)系。同一層次的業(yè)務(wù)流程存在著相互合作、相互制約、相互促進，反映出業(yè)務(wù)流程之間的邏輯關(guān)系。一個業(yè)務(wù)流程可以為其它多個并行的業(yè)務(wù)流程服務(wù)，也可能以其它的業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行為前提。層疊、交織、網(wǎng)狀、甚至包括循環(huán)，構(gòu)成了企業(yè)的業(yè)務(wù)流程非常復(fù)雜的情景。
上面的圖片的左側(cè)是業(yè)務(wù)流程的梳理圖。對于類似這樣的圖，企業(yè)的業(yè)務(wù)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(wù)模塊之間千絲萬縷的相互制約影響的關(guān)系理清楚。可是，我們?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(wù)流程管理與決策管理之間的關(guān)系。讓我們?nèi)绱速M神費力的原因是，我們總是想用決策執(zhí)行的結(jié)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(jīng)驗本來應(yīng)該用于做出決策之前，而不是已經(jīng)形成結(jié)果之后。梳理業(yè)務(wù)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(jié)果教給誰去學(xué)習(xí)。
MES是業(yè)務(wù)流程管理的平臺和載體，也應(yīng)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(chǎn)現(xiàn)場所有的業(yè)務(wù)流程指令都出自這個大腦，那么就會把所有的業(yè)務(wù)流程的現(xiàn)狀、各業(yè)務(wù)流程之間的關(guān)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(guān)鍵
一些人認為，MES的系統(tǒng)集成就是連接設(shè)備硬件，再把企業(yè)相關(guān)的一些軟件系統(tǒng)連起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(jù)。這也是把系統(tǒng)集成停留在數(shù)據(jù)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(shù)方面必須應(yīng)對數(shù)據(jù)治理難題。工廠可能有萬國設(shè)備，也有不同時期不同供應(yīng)商的不同信息化系統(tǒng)。MES需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享、交換、統(tǒng)計、分析。現(xiàn)實是，多數(shù)企業(yè)的信息化建設(shè)出現(xiàn)了各種各樣的問題，數(shù)據(jù)異構(gòu)，系統(tǒng)異構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)，再組合了交換機、路由器、防火墻和應(yīng)用服務(wù)器，再綁定Web Service，加上ESB本身的復(fù)雜，再不行就使用中間件，確實夠熱鬧的。這樣數(shù)據(jù)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(shù)處理。信息化建設(shè)的基礎(chǔ)架構(gòu)十分重要，須要專業(yè)人士設(shè)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(wù)）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(jù)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(guān)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(chǎn)指令。生產(chǎn)指令就是工單上各工序（或工步）具體的確定的作業(yè)任務(wù)。這個指令要與所有的生產(chǎn)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(chǎn)模式，不同的生產(chǎn)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(chǎn)，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(chǎn)模式，當管理水平達到一定高度，系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(shè)備并不那么急需，做好報工（生產(chǎn)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(wù)是工單，而不是訂單。線的集成基于工單的生產(chǎn)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(guān)心做好現(xiàn)在要求我做的事情。他不會關(guān)心工單順序、車間產(chǎn)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(zhì)流關(guān)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(guān)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(shè)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(wù)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(yù)，或者人很少干預(yù)的情況下，數(shù)據(jù)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(shè)計、銷售、財務(wù)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(wù)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(zhì)、信息、資金、能源交換的供應(yīng)商、客戶等，就形成一個巨大的平面。面的集成基于訂單生產(chǎn)指令。我們需要提供信息系統(tǒng)對這個平面上的物質(zhì)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(jù)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(fù)雜的領(lǐng)域，已經(jīng)很難做到實時優(yōu)化了，人對系統(tǒng)的干預(yù)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(xué)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(guān)系。
關(guān)于端到端的集成更為復(fù)雜。僅舉一個端到端集成的例子。車間裝配生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)某個部件安裝尺寸需要修改。信息經(jīng)過設(shè)計部門再把修改信息傳遞到部件供應(yīng)商。端到端集成就是要求供應(yīng)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(gòu)的缺陷
企業(yè)的生產(chǎn)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(yīng)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(chǎn)計劃和供應(yīng)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(shè)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(fù)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(xué)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(fù)雜系統(tǒng)切割成很多部分去認識，把非線性問題轉(zhuǎn)化為線性問題去處理。
工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)運營管理是一個復(fù)雜系統(tǒng)。從宏觀規(guī)劃到戰(zhàn)術(shù)設(shè)計，從生產(chǎn)計劃、車間管理到現(xiàn)場執(zhí)行，從企業(yè)內(nèi)部的管理到企業(yè)外部協(xié)調(diào)，在應(yīng)對這樣一個復(fù)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(chǎn)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(fù)雜系統(tǒng)有自己特定的系統(tǒng)屬性。當我們通過對復(fù)雜系統(tǒng)進行切割，把非線性系統(tǒng)進行線性處理，復(fù)雜系統(tǒng)本身的屬性就不復(fù)存在。
20世紀末期，系統(tǒng)科學(xué)及運籌學(xué)、現(xiàn)代工業(yè)工程有了長足的發(fā)展。尤其是應(yīng)用數(shù)學(xué)、計算機、互聯(lián)網(wǎng)等IT技術(shù)突飛猛進，為我們認識整體以及處理整體與局部的關(guān)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(yīng)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(wù)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(jīng)驗。而這些軟件業(yè)務(wù)流程管理則實實在在的匯聚了企業(yè)很多知識和經(jīng)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(wù)流程管理匯集了企業(yè)的經(jīng)驗，就能很好地應(yīng)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(shè)計規(guī)劃和設(shè)計，那么各個軟件之間的系統(tǒng)集成就停留在數(shù)據(jù)聯(lián)通，數(shù)據(jù)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(guān)于MES的標準問題
MES（也包括ERP）的決策管理應(yīng)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(wù)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，讓我們有能力以知識自動化的方式把人的領(lǐng)域知識置入生產(chǎn)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系統(tǒng)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(yīng)用應(yīng)當是水到渠成的，但是，在離散型制造業(yè)管理中應(yīng)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(yù)期。
我國的《標準法》指出，制定標準應(yīng)當在科學(xué)技術(shù)研究成果和社會實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，深入調(diào)查論證，廣泛征求意見，保證標準的科學(xué)性、規(guī)范性、時效性，提高標準質(zhì)量。我們應(yīng)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(zhì)上是大規(guī)模生產(chǎn)。當我們的市場行為和消費模式已經(jīng)進入個性化需求年代，MES的標準應(yīng)該與時俱進。很顯然，當MES應(yīng)用于小批量、多品種、混線生產(chǎn)定制化模式的時候，MES原來的標準已經(jīng)不夠科學(xué)性，也就沒有時效性了。
