导读
总的来说，现代企业的生产模式经历了三个时代：大规模量产、多品种小批量生产和大规模定制。这三种模式并非是企业主动为之，而是因市场需要，企业必须应对的产物。
文章来源
作者：MPDV中国曹海勇博士原创。曹海勇，同济大学工学博士，中国首批中德合作培养研究生。毕业后加入西门子德国，参与西门子德国安倍格工厂MES项目，2011年协助MPDV总部进入中国市场。深耕MES领域20余年，有着丰富的行业经验，拜访全球超过900家不同行业的制造企业，非常熟悉不同企业的最佳生产管理实践。
生产环境的演变
现代工业能够逐步淘汰手工业很大的因素是通过大规模量产在很大程度上降低了物品的价格和满足市场供应。随着人们生活水平的提高，对物质需求从简单的数量满足转化为更多选择和更低的换新成本。当这种市场个性化需求进一步发展时，出现了“定制”要求。汽车工业和电子消费产品已经很好演绎了这一市场变化。
面临不同的市场环境，企业必须能够从容应对，否则会陷入困境而失去竞争力。在大规模量产环境下，企业更多看重的是资源效率，在多品种小批量时重心变成“满足交期下更低的换线成本”。产品“定制”在过往是高成本或奢侈的代名词。起初，市场需求不强烈时，企业并不情愿主动提供“定制”生产，因为愿意为之买单的市场容量不大。
然而，市场不会因为企业不情愿而放弃“定制“需求。另一方面，资本都是逐利的。很多企业不情愿做，一定有少数企业愿意去做，因为他们希望成为领头羊。甚至我们会看到一些资本跨界。工业4.0就是在这个背景下被德国制造业提出，以保证未来的制造强国地位。
图1：工厂五要素互联引导最佳增值
随着全球化供应链体系的日趋成熟，例如在中国和德国可以使用相同的设备和同样价格的原材料进行生产，德国企业意识到制造强国的地位不断被挑战，他们提出能够提供接近大规模量产的低成本“定制产品”。为实现这一目标，他们的答案：在制造管理过程利用信息流引导最佳增值链。为了获得信息，需要通过系统、网络获得增值链上各个环节的信息。
事实上，传统工厂和未来工厂都离不开这个五个基本要素，如图1所示。只是在不同市场环境下，这五个要素本身的智能化与相互之间的关联化程度不一。
生产管理业务场景
过去几年，许多企业投入很大的热情和资金去探索和实践“未来工厂”，其中主要的手段是做信息化和自动化。然而，部分企业开始对投资回报产生怀疑，一些还未开始的企业听到失败的案例后变得踌躇，他们很困惑自己是否应该去投资“智能化建设”。另一个困惑是应该如何定义自己所需要的“工具”。解决之道并不复杂，从生产管理需要出发。
企业需要问自己：
对目前的生产管理是否满意？
如果不满意，是哪些业务流程环节？
严重到什么程度，能不能用客观数据量化？
不足之处是技术原因还是组织管理原因？
如果是组织管理方面，是不是人为干扰导致？
是不是可以通过合适的工具（信息化或自动化）来消除人为干扰？
当这些问题被如实回答后，建设“未来工厂”的两个困惑也迎刃而解。
图2：生产管理的业务场景
图2描述了制造企业在生产管理过程中每天所面对的业务场景，可以归纳为三个阶段：了解当前、评估历史和展望未来。这三个阶段不是孤立的，而是相辅相成、迭代优化。凡事预则立。不言而喻，只有了解自身的生产能力，才能去更好的计划。车间是动态的，比如设备的非计划停机或不合理的不良率，所以计划永远赶不上变化。但不可能因噎废食而不去计划，重要的是了解车间动态，去管理这些变化。例如，发现闲置的产能去合理安排紧急订单。采集实际的作业时间，与计划节拍进行比对，可以在计划时用更为合理的工序占用产能时间来安排工单。
工厂五要素必须结合业务场景，才能根据实际业务需要设计五要素的智能化与关联化程度。如果设备的维护保养已经做得很出色，那就没有必要去投入巨资做智能化维护预测。而如果大量的人工检测耗费人力且属于事后检测造成废品率增加对企业来说是必须改进的，那考虑人工智能质量预测就是合理的投资，而此时要求设备能够提供过程参数就必不可少。
工厂的管理体系
无论是何种生产模式和制造什么产品，企业的制造管理体系建立和管理能力建设，不是一蹴而就的。体系二字，包含了流程、人员、工具这些要素。体系的建立使业务执行流程不断在生产实践中不断优化。
流程是描述工作过程，即按什么步骤完成何种工作并产生什么结果的流程，制造企业一般都包括一主五辅6个主要业务流程。主流程是唯一的增值流程，即生产控制，描述生产如何执行（建立工艺路线）、生产需要哪些资源（工序要求）、生产成本（工序时间成本核算）和生产进展（在制品或半成品报工）；其他五个流程依赖于生产控制，包括计划和排产（生产资源可用性和产能、工单顺序规则、产能选择策略等）；生产准备（物料、工具、程序等辅助资源计划，换线计划等）；质量控制、（控制计划、缺陷投诉、失效模式分析等）、设备维护、信息管理（异常事件、工作流、生产会议、检查清单等）。
图3：生产管理6个业务流程
体系依靠工具固化和人来执行流程，通过KPI来评估流程执行效果和发现流程设计问题。任何管理体系的建立永远是围绕PDCA来开展的。在传统企业中，流程依靠纸张、Excel承载，这会导致无法及时监控流程执行情况，获得评估流程所依赖的数据不完整或不正确，从而无法有效发现流程潜力进行改善，无法监控措施的落实效果。甚至在一些企业中，好的流程无法固化和传承，企业制造水平的可持续性发展依赖于个别人员的经验或熟练程度。
图4：没有信息化系统支撑的管理体系
工欲善其事必先利其器。很多企业已经制定了非常完善的管理流程，如图4所示的某企业生产控制流程。在三个车间中总共有12位生产助理。计划员排产后，生产助理根据排产要求负责将生产文件下发到各个工位，在生产过程中负责收集生产数据（设备状态、工单产出、人员工时、工序作业时间等），然后在Excel中形成当天的生产报表。事实上，相同的生产控制流程在三个车间的运行效果大相径庭，唯一的原因是员工的执行力。其中只有一个车间的生产助理能够保持长期工作过程中及时采集正确数据和处理报表，这个车间的制造绩效显著高于其他车间。当MES导入这家企业后，最大的收获是业务流程执行的稳定性和效率得到了很高的提升，管理层有更多的精力分析系统提供的控制数据，去思考如何对症下药提出解决方案，并且在系统中及时监控措施的执行效果。
在后续讲座中，我们将以这家企业某个典型产品的生产管理为例介绍MES系统的功能设计和系统实现，帮助您更容易理解MES作为管理体系中的工具如何承载业务流程。
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