构建电子组装业的MES应用体系

2007-05-22

现在很多的电子组装业工厂由于客户稽核的要求、总部稽核的要求或应对法令法规的要求，已陆续地实施了MES系统，有些公司称作SFC（Shop Floor Control）或SFCS（Shop Floor Control System）。但在与这些公司进行交流的过程中，很多公司反馈实施系统后，系统对管理的实际帮助作用很小，没能达到预期的效益。这让笔者很是奇怪。

带着这些疑问，笔者与多家公司进行了细谈，才发现了问题的所在。真实的情况是这样的，很多公司现在在MES的应用中还仅处于最基础的阶段，并且最基础的阶段也还仅做了部分工作，很多的数据仍在采用人工的方式进行纸张记录，管理人员从系统上可获得的信息也比较有限，就是已存在系统的信息，由于系统性能的问题，也造成了获取困难，因而对系统的应用热情度不高。不能让管理人员喜欢并切实进行使用，当然可以说这样的系统应用对管理起到的帮助作用很小。

写到这里，笔者真是有些苦笑不得，MES作为制造执行改善的工具，企业表示欢迎，并投入重金进行了实施，但现在却快要成为鸡肋了。真正的MES真的是这么糟糕吗，为了破解大家的迷局，我们需要一起来看一下。

大家都知道，MES是制造执行系统的英文简称，MES在整个企业信息集成系统中承上启下，是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁，MES在产品从工单下发到生产成成品的整个过程中，扮演着促进生产活动最佳化的信息传递者，当生产事件发生时，MES借着所收集的即时信息，做出快速的反应，以减少无附加价值的生产活动，进而提升工厂的生产效率。但很多人对电子组装业MES的功能组成还不能清晰认识，从而直接导致应用效果的不佳。

图：MES是生产与管理的沟通桥梁

下面为大家列出电子组装业MES的功能组成，排序上与业务应用的不断发展的需要相对应。

图：电子组装业MES的功能组成

1. 数据采集&产品追溯：

通过多种方式，采集关键物料、检测结果、测试数据、维修情况、抽检情况、重工情况等信息，用于产品全程追溯。

采集的方式有：终端采集，如DCT、DCN；PC采集；数据文件手动导入；数据文件实时捕获；测试程序整合；机台连线处理等。

采集的数据有：工单归属信息；工单脱离信息；IQC信息；备料信息；上料信息；下料信息；良品/不良品信息；测试数据信息；维修情况信息；重工情况信息；序号转换信息；软件版本信息；包装信息；OQC信息；老化信息；入库信息；出货信息等。

目前多数的公司的MES应用仅局限在该层次。解决的问题重点是产品的追溯和物料的追踪。

构建电子组装业的MES应用体系: 一般可获得的效益是：

1) 能随时提供产品完整真实的生产过程数据，增强大客户对企业内部生产过程质量的信任

2) 对于客诉，可借助详实的数据，很快定位到Root Cause，给予客户快速回应，并且现场改善效果明显，在客户满意度上能得到不少加分。

3) 对于企业内部发现的问题产品，可通过生产历史和品质信息的获取，帮助进行问题的分析，同时对于同样问题是否出现在其他产品上，也可以进行快速的界定。

4) 对于问题物料，可以快速定位到其所影响到的产品以及产品所在的位置。笔者曾辅导过的一家厂商，在发现物料本身就存在缺陷时，生产线上对该物料已使用了2天多的时间。借助系统，很快查明了这些产品在厂内产线上、半成品库内和成品库内的数量及序列号，同时也查明了出货到客户的产品的数量及序列号。通过厂内返工和厂外召回既解决了一次品质灾难，同时也给客户展示了企业的诚信和对品质管理的严谨。06年7月1日欧盟RoHS指令已正式实施，对于企业来说，为了减少未来潜在不合格物料对企业的影响，除了在采购物料上、生产环节上进行把关外，还需要拥有快速准确追寻产品的能力，以便将该方面对企业带来的损失降低到最小

5) 能快速识别出非本公司生产的假冒产品或假冒部件。因为公司内生产的产品都有公司内部规定的唯一识别号，并且在生产过程中记录了产品所使用的部件的识别号，而假冒产品或假冒部件尽管可以盗用正品的识别号，但往往在产品与部件的对应上出现马脚，而被识别出来。

2. 制程防呆：

通过生产模型的搭建，控制生产过程中非授权操作、上料错误、站点误投等异常。

验证的范畴：

1)授权验证，只有通过授权验证后，才可以执行某岗位的操作，并可以限定可操作的产品或设备
2)条码规则验证，对企业的条码规则进行防错。
3)流程验证，保证产品按照事先设计好的流程流转，减少跳站、漏测等行为。
4)物料验证，保证产品在岗位操作上使用规定的物料。
5)完整性验证，保证每一岗位的操作动作都完整执行。
6)可用性验证，对物料的有效期，ECN的变更生效时间进行验证。
7)存在性验证，验证产品序号是否是存在的，防止非法的产品序号被抽检或入库
8)冲突性验证，防止多个产品实物使用同一产品序号，确保实物与产品序号对应的唯一性
9)状态验证，防止产线上产品误流转，如尚在抽检过程中的产品被误入库。
10)兼容性验证，根据产品配置来保证是否允许产品的混单，混箱，混料等情况。

因为验证会耗用较大的系统计算资源，对于企业内部开发的MES或小软件公司的MES来说，由于不能很好地解决性能的问题，一般仅能做很少部分的验证工作。只有专业的大型软件公司，针对生产业务抽象出高效率的生产模型，并借助专有的模拟运算，才会涵盖上述的验证工作。解决的问题重点是产品生产流程的一致性。

在数据采集&产品追溯问题解决之后，一般要考虑实施制程防呆。

一般可获得的效益是：工程人员、生产一线管理人员或品质人员只需要在生产模型中将生产工艺规则固定下来，系统就可以辅助操作人员严格按照设定的规则进行操作，保证把事情第一次就做对。

俗话说“80%的品质问题都是管理问题”，管理人员不能总是责怪生产线的操作人员素质低，没记性，而要多想想，是否有更简便的办法帮助他们少犯错误，不犯错误。制程防呆 就是在帮助企业在培训时间减少，人员流动较多、产线扩线较快的情况下，也可以较容易保证产品生产流程的一致性。

3. eSMT：

进行SMT上料防错、缺料预警、物料追踪、物料盘点、钢板管控、锡膏管控、Feeder管控、MSD元件管控，期望达成下图所示的高效的SMT运作流程。

图：高效的SMT运作流程

对于拥有SMT设备的企业，在实施数据采集&产品追溯 和制程防呆后，eSMT功能将是重点考虑的功能。

构建电子组装业的MES应用体系: 一般可获得的效益：

1) 减少因钢板、锡膏、Feeder、物料等使用不当对产品质量的影响

2) 批量返修状况的减少，可增加产线的产出量和产品质量的提升，并降低维修的成本

3) 提升换料的效率，缩短因换料带来的停机时间

4) 可不停线盘点物料的数量和状态，快速评估ECN对物料的影响

5) 实时监控物料的耗损，在工单的实际耗料超标前进行及时管控

4. 管理报表：

实时产生报表数据库，快速提供生产进度、产量、品质、维修、在制品等状况的监控，为管理层决策提供依据

以生产进度监控为核心，需要提供7大报表的情况，如下图所示：

图：7大管理报表

生产进度监控：监控工单的达成情况，并评估对客户订单是否存在影响。在客户插单进来时，可以帮助评估达交期。

看板管理：实时监控各时段产线的产量，实时监控各产线的直通率的情况，实时监控各产线缺陷分布情况

产出分析：针对机种、产品、工单、工段、产线、工序、设备七大维度，按照不同的时间类型，如时段、班别、天、周、月，分析投入产出的推移情况和不同对象的对比情况，以便追查出问题点和改善方向。如果发现同一产品在2条线生产，而其中一条产线的产出较多地超出另外一条产线，那么分析高效率产线达成的原因就成为重点，找出优秀的地方，然后进行推广。

良率分析：针对机种、产品、工单、工段、产线、工序、设备七大维度，按照不同的时间类型，如时段、班别、天、周、月，分析不良率、直通率和PPM的推移情况和不同对象的对比情况，以便追查出问题点和改善方向。如果发现差异，，那么差异点就成为了分析的重点，找出优秀的地方，然后进行推广。

一次交验合格率：产线的有效产出是否高，主要看的就是一次交验合格率。有效产出指的是可以销售给客户的良品，这些产品才是制造企业可以用于获利的。一次交验合格率低就意味着产线返工的情况要增加，更多的精力用在已有产品的补漏上，而不是新的产品的产出上，这样就会高的成本投入，而只有较低的产出。所以一次校验合格率往往成为品质管控的重点。

维修缺陷分析：依据柏拉图原理快速找出需重点改善的缺陷，并依据缺陷与不良原因，缺陷与解决方案，缺陷与不良位置，缺陷与责任部门的交叉分析，找出有效的改善措施
在制品查询：实时监控产线的在制品情况，帮助找出产线的瓶颈岗位。同时因为有了电子化的在制品数据，在交接班时，可以快速完成数据的交接，缩短交接班的用时，提高生产准备的效率。

5. 预警管理：

实时对关键指标进行监控，异常出现时通过Mail、短信、看板等方式进行警示，变被动管理为主动管理

常见的监控的关键指标有：

1) Cpk 指标：单一机种在每日生产过程中同一生产线之各单项量测值之Cpk值是否低于标准

2) 不良零件指标：单一机种在每日生产过程中同一生产线所产生的零件不良数是否超过标准

3) 缺陷指标：单一机种在每日生产过程中同一生产线﹐同一站所产生的同一不良现象次数是否超过标准

4) 直通率指标：单一机种在每日生产过程中直通率是否低于标准

6. SPC：

针对测试数据，进行制程稳定性的分析，以便在制程能力降低时及时进行处理，保证产品在出现批量不良前，得到有效控制。

对于网络设备产品来说，往往有些测试项的量测值较容易出现漂移，如何在出现异常趋势时，就能及时地进行控制，将是减少批量性不良的有效措施。对于其他对产品电子功能指标要求严格的产品，同样会遇到上述的问题。

在企业里，往往这些有用的数据都存放在各个测试设备上，成为孤立的数据存在着，没能发挥出对产品品质改善的帮助作用，实在是可惜。

雅新电子应飞利浦客户的要求，在2004年完成MES的成功上线，除eSMT功能，已完全实施了MES的各大功能，由于生产管理能力的提升、品质改善以及成本的降低，在MES上线3个月后，飞利浦释放出3倍的订单交给雅新。MES为雅新带来订单效益和生产管理能力提升的双重效益。

MES作为当今有效降低成本，提升企业竞争力的便捷工具，已越来越得到众多企业的认可，但目前的应用状况，确实又不容乐观，因而企业需认清自身的需求，比对MES的功能组成，找出差异，做好规划，将MES应用迈入正常的轨道。