前言

    南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司是具有百年制造歷史的中國軌道交通裝備研究和制造的專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，主要生產(chǎn)城市軌道車輛、城際動車組、現(xiàn)代有軌電車以及鐵路客車等鐵路客運和城市軌道交通裝備，是中國鐵路裝備制造業(yè)的大型一類企業(yè)。

    隨著軌道交通事業(yè)的迅速發(fā)展，浦鎮(zhèn)公司進入了一個新的發(fā)展階段。從策劃、設計、準備、運行到評價和持續(xù)改善，形成了一套完整的精益管理運作體系，構筑了獨具特色的“工位制節(jié)拍化生產(chǎn)方式”。

    工位制節(jié)拍化生產(chǎn)，是以工位為作業(yè)組織單元，按照節(jié)拍均衡生產(chǎn)的方式，以流水式作業(yè)組織生產(chǎn)。通過作業(yè)組織的變革、設計節(jié)拍的設置調(diào)整、設計工位的劃分、異常拉動管理、目視化管理看板的運用，實現(xiàn)精益研發(fā)、精益制造和精益管理，極大地提高了生產(chǎn)效率，同時避免了大量浪費。

1.MES系統(tǒng)是工位制節(jié)拍化生產(chǎn)方式落地的最佳載體

    浦鎮(zhèn)公司基于精益管理思想已經(jīng)形成了一整套科學的管理體系，這套體系目前依賴涵蓋四級（工位/工區(qū)/車間/部門）五部門(制造/質(zhì)量/安技/資產(chǎn)/人事)的表單來支撐，但由于前期沒有采用先進的信息化手段，實際操作中仍然推行紙質(zhì)手工填報、逐級人工回饋的方式進行運作，最終使得支撐精益管理的各種表單流于形式，導致管理目標沒有沉淀與落實。

    另一方面，精益生產(chǎn)的理念是減少浪費，消除制造多余的、不必要的消耗。那么，如何知曉浪費在哪里？多余的東西在哪里？這個問題傳統(tǒng)精益中基本上靠人。紙質(zhì)文件和人工反饋在操作中存在明顯的非實時性、非約束性、無嚴格的過程控制和記錄，導致了現(xiàn)場信息滯后填報，出現(xiàn)信息失真、問題事后反饋、責任判定嚴重滯后、管理無法預警、數(shù)據(jù)分析不可信、現(xiàn)場實際情況與表單不一致、改進措施落后等大量問題。最終使精益管理不能達到預期目標和管理價值。

    而作為制造環(huán)節(jié)最重要的IT支撐的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），其實時化管理、減少無附加值的活動、提高交貨能力、實現(xiàn)對制造系統(tǒng)的集成等實施價值，都是與精益生產(chǎn)“創(chuàng)造價值，消除浪費”的理念不謀而合的。通過MES系統(tǒng)掌握具體的、實時的生產(chǎn)信息，支撐對生產(chǎn)過程瓶頸問題的準確分析，從而在此基礎上支持企業(yè)生產(chǎn)過程中的精細化生產(chǎn)管理與過程控制，減少浪費、實現(xiàn)精益生產(chǎn)。

    所以，MES系統(tǒng)是實現(xiàn)精益生產(chǎn)的技術支撐和最佳軟件載體，是支撐實現(xiàn)精益生產(chǎn)理念的一個平臺。精益生產(chǎn)的規(guī)章制度及其落實，都可以在MES中體現(xiàn)出來。

2.基于工位制節(jié)拍化生產(chǎn)的MES系統(tǒng)特色

    對于浦鎮(zhèn)公司MES系統(tǒng)的設計和實施，很重要的一點，必須要與工位制節(jié)拍化生產(chǎn)方式的精益思想導入過程相融合。也就是說，精益的實施和MES的實施同步進行，兩者互為促進、共同發(fā)展。

    南車集團對于工位制節(jié)拍化生產(chǎn)推出了一套標準的工作指南，提出了構建工位制節(jié)拍化生產(chǎn)的“八大步驟、七大支撐”的基本框架。

    結合浦鎮(zhèn)公司的實際情況，配合精益推進的八大步驟，浦鎮(zhèn)MES系統(tǒng)的特色主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

    （1）精益物料配送系統(tǒng)的建立

    過去，車間現(xiàn)場采用人工領料，經(jīng)常出現(xiàn)錯領、多領、漏領等情況，而且無序的頻繁領料使物料通道長期擁擠不堪，賬實不符，存在項目間代用的情況；現(xiàn)場物料堆積，浪費嚴重；看板模式難以執(zhí)行；節(jié)拍慢，產(chǎn)能低，節(jié)拍要2~3個小時。

    而實施了MES后，改領料為配送料，MES根據(jù)計劃提前通知到倉儲物流，物料到現(xiàn)場掃碼收料；每個工位都可以多次配送、多次掃碼簽收，系統(tǒng)自動解決了錯領、多領等問題；節(jié)拍提升到1.5小時。

    現(xiàn)在更進一步的改進，是直接減少了不增值環(huán)節(jié)，在倉庫配料完成后送到現(xiàn)場，現(xiàn)場不再執(zhí)行收料操作。為了防止抵賴，在物料通道出入口設置拍照系統(tǒng)。節(jié)拍可控制在1小時以內(nèi)。

圖2 工位接受的物料清單

圖3 工位缺料清單

    （2）確保節(jié)拍最優(yōu)的生產(chǎn)組織策劃

    生產(chǎn)組織策劃包括了三個層面：生產(chǎn)現(xiàn)場的準備、生產(chǎn)計劃管理和生產(chǎn)執(zhí)行管理。

    過去，采購提前期不準確，排產(chǎn)也不準確，物料本身質(zhì)量問題或物料被占用卻不知道，導致無法獲得與實際計劃相匹配的物料齊套性，生產(chǎn)節(jié)拍打亂，在制品堆積，從而造成計劃頻繁的變更。存在多種等待的浪費、搬運的浪費和動作的浪費。

    MES系統(tǒng)是流水線仿真的最好平臺，生產(chǎn)前的準備工作以及確認工作可直接在MES平臺上進行，在系統(tǒng)中進行演練確認，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整和優(yōu)化，模擬數(shù)據(jù)經(jīng)過確認后可以快速轉(zhuǎn)換為正式生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)生產(chǎn)即可。實現(xiàn)了問題的提前發(fā)現(xiàn)和預先解決，大大提升了實際生產(chǎn)的效率，降低了現(xiàn)場的各種突發(fā)事件發(fā)生率。浦鎮(zhèn)通過模擬生產(chǎn)線做好生產(chǎn)準備，調(diào)試完成后轉(zhuǎn)為正式批量生產(chǎn)，直到產(chǎn)線運行穩(wěn)定。這個過程過去大概需要20天左右，現(xiàn)在實施了MES之后，大概只需要3天時間。

    在生產(chǎn)現(xiàn)場的計劃管理和執(zhí)行管理中，通過MES系統(tǒng)模擬物料齊套性，優(yōu)化生產(chǎn)組織，優(yōu)先將物料齊套的訂單轉(zhuǎn)為正式計劃，減少變更，消除浪費，保證整體流動性，確保“一個流”。生產(chǎn)計劃通過MES及時下達到工位，有效提高資源利用率，實現(xiàn)生產(chǎn)過程可視化水平，實現(xiàn)生產(chǎn)過程全過程追溯管理。

圖4 計劃導入及編輯

圖5 計劃顯示及模擬

圖6 物料庫存及缺料情況

圖7 工位的工作任務清單

    （3）節(jié)拍化拉動式生產(chǎn)方式的基本實現(xiàn)

    拉動生產(chǎn)過程其實就是工位制節(jié)拍化生產(chǎn)各項準備工作在現(xiàn)場基礎管理系統(tǒng)的搭建及運行的過程，同時發(fā)現(xiàn)前期準備工作的不足，持續(xù)改進。浦鎮(zhèn)MES對拉動生產(chǎn)的落地，關鍵功能體現(xiàn)在標準化作業(yè)體系的建立、協(xié)同監(jiān)控和各類看板管理上。

    浦鎮(zhèn)基于工位制節(jié)拍化的標準作業(yè)指導體系通過各類表單來表達：一方面，通過PLM、ERP、OA等信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)了電子化圖文檔管理，通過MES與其他系統(tǒng)的集成，標準化的作業(yè)指導書、圖紙等技術文檔在車間現(xiàn)場可直接進行可視化的查詢、閱覽和使用，信息在各系統(tǒng)的互聯(lián)互通保障了信息的及時性和準確性；另一方面，MES系統(tǒng)也需要提供與生產(chǎn)相關的多類管理報表，具備快速定制各類報表模板的功能和組織報表數(shù)據(jù)的方法。

圖8 現(xiàn)場瀏覽作業(yè)指導書和技術文檔

    拉動式生產(chǎn)很重要的環(huán)節(jié)是實時的生產(chǎn)狀態(tài)跟蹤和看板拉動，因此，MES系統(tǒng)通過協(xié)同監(jiān)控子系統(tǒng)和看板管理系統(tǒng)，將生產(chǎn)計劃進度、設備、人員、物料狀態(tài)、工位異常報警事件、視頻、統(tǒng)計分析圖表等各類信息通過生產(chǎn)監(jiān)控指揮中心、數(shù)字化調(diào)度室、車間工位監(jiān)控大屏幕等看板方式進行全方位的監(jiān)控和查詢，實現(xiàn)對生產(chǎn)狀況和質(zhì)量狀況的動態(tài)監(jiān)控，實現(xiàn)工作任務、物料、質(zhì)量等各方面的拉動生產(chǎn)。

圖9 工作任務的拉動

圖10 物料的拉動

圖11 質(zhì)量檢驗的拉動

圖12 現(xiàn)場監(jiān)控看板

    （4）建立卓越制造評價和持續(xù)改善體系

    企業(yè)要逐步提升管理水平和貫徹精益生產(chǎn)，會受到企業(yè)的外部競爭環(huán)境和內(nèi)部適應性的多種因素影響，不是一蹴而就的事情。那么，在企業(yè)資金和資源有限的前提下，企業(yè)如何根據(jù)自身情況有效規(guī)劃，在合適的時機推動某一項業(yè)務的變革（包括物理資產(chǎn)的升級改造、管理模式的轉(zhuǎn)變、人的提升等）。一個具體的企業(yè)，究竟如何決策才是最科學合理的，怎么判斷在什么時候進行何種投資和業(yè)務改進呢？這些問題對于每個企業(yè)來說都是很大的挑戰(zhàn)。

    在幫助浦鎮(zhèn)工位制節(jié)拍化生產(chǎn)方式落地的系統(tǒng)建立過程中，我們運用了一套行之有效的“佰思杰卓越制造標準體系”，通過這套體系，可以幫助企業(yè)評估當前所處的發(fā)展水平和存在的瓶頸問題，并給出相應的解決方案建議。

    這套體系基于生產(chǎn)制造的構成要素和精益思想的精髓融會貫通，把制造業(yè)企業(yè)的業(yè)務行為和管理過程進行抽取、轉(zhuǎn)換、映射和再融合，最終科學的解構為人員、物體、資源、管理和信息五個域，通過對這五個域的分解細化，基本涵蓋了企業(yè)制造的全過程，通過對此進行指標評價，可以清晰的對企業(yè)制造的水平給出量化的判定，涉及了企業(yè)的各個層次和各個方面。

    具體來說，卓越制造標準體系設置了5級模型，分別為管理初始階段、管理升級階段、基礎完善階段、持續(xù)改善階段和卓越制造階段。通過所設定的各項細分指標（已細化到48項二級指標和240項三級指標），使用問卷、訪談、實地考察、甚至有可能是第三方鑒定等調(diào)研手段，針對企業(yè)制造的這五個域進行客觀的評估，并綜合得出企業(yè)在各方面目前處于哪一級的發(fā)展階段。

    最后的評價結果與浦鎮(zhèn)公司共同進行分析和討論，結合企業(yè)未來發(fā)展的愿景，我們診斷定位企業(yè)的短板，并給出相應的改進方案建議和實施路徑，比如，困擾很多企業(yè)的產(chǎn)能匹配問題，會細化分解到供應鏈的問題、物流配送的問題、庫存管理的問題、生產(chǎn)排產(chǎn)的問題、產(chǎn)線布局的問題、設備工裝的問題、操作人員的問題、管理方式的問題、研發(fā)工藝的問題等等，具化的方案建議可能包括更改產(chǎn)線布局、設備工裝更換、生產(chǎn)流程改進、管理方式變革、操作人員培訓、設備保養(yǎng)計劃、變更流程控制、高級計劃排程、產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量控制體系等等，最后給出系統(tǒng)性方案，所有的改進建議如何實施推進，如何建立規(guī)章制度、如何通過IT系統(tǒng)固化等等。浦鎮(zhèn)公司的精益生產(chǎn)管理在經(jīng)過科學的評估后，都迅速定位了瓶頸問題和關鍵改進點，經(jīng)過業(yè)務咨詢、流程改進和IT支撐與固化，業(yè)務上在短期內(nèi)都得到了針對性的有效的改善。

3.應用成果和價值分析

    MES系統(tǒng)在浦鎮(zhèn)公司的應用，真正實現(xiàn)了基于工位制節(jié)拍化生產(chǎn)方式在制造環(huán)節(jié)的貫徹實施，是精益生產(chǎn)不可或缺的的有力支撐體系。從應用層面來進行價值分析，主要體現(xiàn)在：

    （1）建立了工位制為核心的企業(yè)級信息化管理平臺，作為產(chǎn)品制造及關聯(lián)部門的日常業(yè)務操作與管理平臺。包括：

    業(yè)務流程管理：實現(xiàn)生產(chǎn)、質(zhì)量、物料、供應、工藝等各個環(huán)節(jié)業(yè)務的科學管理、規(guī)范運行、高效執(zhí)行；提供業(yè)務流程的全過程管理功能，包括流程的梳理、優(yōu)化、固化；

    信息采集管理：實現(xiàn)操作和管理業(yè)務的過程跟蹤管理等；快速、準確地采集現(xiàn)場工位、人機料法環(huán)測等相關數(shù)據(jù)和相關生產(chǎn)實時信息等，為管理提供了有效的監(jiān)控手段和優(yōu)化的支撐；

    信息資源管理：讓工位可便捷地獲取所需要的工藝文件、檢驗標準、工藝標準等相關資料或信息支持；實現(xiàn)生產(chǎn)、質(zhì)量的各環(huán)節(jié)信息的快速查詢、追溯；

    知識積累和管理：建立了知識經(jīng)驗積累傳承體系，相關數(shù)據(jù)都被有效的記錄和傳承；建立文件資料的規(guī)范化管理、查詢功能等，相關文檔通過電子化流程進行固化和傳遞。

    （2）實現(xiàn)一體化、電子化、網(wǎng)絡化、智能化的精益生產(chǎn)模式，提高現(xiàn)場執(zhí)行力和管理水平。

    一體化：將相互孤立、分散式的各環(huán)節(jié)業(yè)務和活動納入一體化的管控，改變了工位相關各環(huán)節(jié)信息相互割裂的狀態(tài)，有效的強化了產(chǎn)品實現(xiàn)全過程的管理力度；

    電子化：改變依靠紙質(zhì)記錄、人工傳遞、手工統(tǒng)計等傳統(tǒng)業(yè)務模式為無紙化、電子化的操作模式；梳理業(yè)務流程、對表單進行結構化處理，提高業(yè)務效率和業(yè)務實現(xiàn)的效果；

    網(wǎng)絡化：與其他系統(tǒng)集成，消除信息孤島，構建公司級的管理信息網(wǎng)，形成網(wǎng)絡化的信息傳遞與業(yè)務執(zhí)行、監(jiān)控環(huán)境；提升制造環(huán)境的信息化水平，并把生產(chǎn)的實時信息反饋給上游系統(tǒng)，實現(xiàn)整個公司的閉環(huán)管理；

    智能化：實現(xiàn)生產(chǎn)前、中、后各環(huán)節(jié)的閘口管理；自動整合、分析各類信息，實時提供給需要的管理人員，輔助管理決策；動態(tài)的電子看板管理、實現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)的精細化、智能化、可視化監(jiān)控和決策。

    （3）優(yōu)化提升了現(xiàn)有的業(yè)務流程，形成了信息化體系下的新業(yè)務模式：

    職責更加清晰：通過與ERP等系統(tǒng)的集成，通過現(xiàn)場掃條碼收料，通過例外轉(zhuǎn)序的有效跟蹤監(jiān)控，通過有效的閘口管理，使得部門之間的職責劃分愈加清晰，是倉庫的問題，還是工位的問題，是上個工位還是下個工位的問題，一目了然，避免了很多職責不清的問題；

    考核體系量化：通過與短信平臺的集成，現(xiàn)場的各種問題被實時有效的傳遞到各職能部門，改變了過去各部門響應現(xiàn)場的工作模式，而且各部門對生產(chǎn)現(xiàn)場的響應情況被真實的記載，提升量化了人員考核的手段，優(yōu)化了對現(xiàn)場問題的響應速度。例如質(zhì)檢員接到短信即去現(xiàn)場服務，響應時間和效率大大提高，考核更加有效和量化；

    管理人員信息實時化、決策清晰化：將工位現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)實時記錄，通過各種展示方式實時的匯報給相關的領導，改變了領導聽報告、看紙質(zhì)圖表、跑現(xiàn)場的工作模式；管理人員輕松的獲取第一手的有效信息，問題判斷更清晰，實時的決策更加精準。

結語

    精益管理模式是制造業(yè)公認的最有效的生產(chǎn)管理方式，是新世紀的主流管理模式。但是，隨著近年“智能制造”的趨勢，傳統(tǒng)的精益實施方法已難以適應發(fā)展的需要。

    精益生產(chǎn)的思想融入到數(shù)字化制造的各個環(huán)節(jié)，通過相關IT系統(tǒng)和業(yè)務的融合應用，并通過制度確保效果的持續(xù)化，我們稱之為“數(shù)字化精益”。而企業(yè)要想從傳統(tǒng)精益推進到數(shù)字化精益，必須要經(jīng)歷信息化的深度應用，概括來說就是：先進的生產(chǎn)管理方式要靠先進的技術來推動，反過來，先進的技術也要和先進的生產(chǎn)管理方式融合起來。

    浦鎮(zhèn)公司基于工位制節(jié)拍化生產(chǎn)的制造執(zhí)行系統(tǒng)的應用，正是在這條道路上的一次積極的探索，為數(shù)字化精益的真正落地提供了行業(yè)典范。

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本文標題：基于工位制節(jié)拍化生產(chǎn)的MES系統(tǒng)應用

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