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MES即時搜集現場資料 提昇製造競爭力的基石
2010/03/09 23:44:22 瀏覽814|回應0|推薦0

MES是工廠用來管理製造現場的資訊系統,與工廠的製造競爭力習習相關,當企業導入MES後,透過人工掃描或整合生產設備的方式,讓MES能夠正確、即時地彙總現場資料,從而享受提高工廠產能、管理生產成本、強化客戶服務、及改善產品品質等效益。

在製造業使用的資訊系統中,MES(Manufacturing Execution System;製造執行系統) 扮演著中介者角色,不僅要向下整合生產工廠的資料,也要向上整合ERP(Enterprise Resource Planning;企業資源規劃)系統,如果說ERP是製造業的營運核心、製造工廠是生產核心,那麼MES就是串連起營運與生產核心的溝通橋樑。

由此來看,MES的任務為:第一接收來自ERP系統的訊息,例如:訂單、客戶名稱、BOM表、零件供應商、零件庫存數量等等;第二將這些ERP資訊轉換成工單及製作指令,並下達給位於控制層的產線作業人員與生產設備;最後再把生產結果、人員操作訊息、設備操作狀態與結果、庫存狀況、品質檢測結果等傳輸回ERP系統。

MES如數位廠長 效益遍及企業各部門

  艾碼科技副總吳紹穎表示,MES讓製造黑箱透明化,提高生產管理的效率與精確度。以不良率的計算來看,在沒有資訊系統前,工廠廠長只能憑自身經驗推估不良率為3%,然而,這個數字只是估計值,沒有任何量化數字可以佐證,但在導入MES後,系統會自動搜集與分析生產資訊,從而計算出真正的不良率,並找出造成不良率的原因,例如:生產設備未進行維護保養、作業員人為疏失、早晚班交接問題等。

  資通電腦業務經理曾文光則認為,企業導入MES的效益不單只展現在製造端,包括業務、生管、資訊、品管、財務等企業各個部門,都是MES的受惠者,例如:業務員至客戶處洽談訂單時,可以透過網路連線至MES系統,即時告訴客戶這筆訂單何時可交貨。總結過往導入者的經來看,曾文光指出,企業導入MES的效益共有四點:

第一、提高工廠產能:落實生產管理,提昇工廠產能

第二、生產成本管理:降低生產成本,精確掌握生產狀況

第三、強化客戶服務:提供多元化客戶服務,提昇客戶滿意度

第四、改善產品品質:提昇產品良率,減少人為疏失

MES搜集現場資料 即時、正確又集中

  MES之所以能夠為企業帶來上述效益,關鍵原因在於其能正確、即時地彙總現場資料。

  為了要確切掌握生產現場的所有資訊,MES通常應用以下兩種方式搜集資訊。第一、在每一道產線入口設置資料搜集器,以人工掃描一維或二維條碼的方式紀錄各種生產訊息,第二、直接整合自動化生產設備,諸如生產機台、可程式邏輯控制器(PLC)、感測器、I/O、機器手臂等,由MES負責向設備下達製程參數或是擷取機台運作狀態,再回傳至後端伺服器存放。

身份識別技術 一維條碼仍為應用主力

  先就第一種方式來看,工廠管理人員經由MES系統產生工單,工單上則有各個料件或製程的一維/二維條碼,產線作業員在作業以前,必須先持掃描器讀取工單上的條碼,將生產資訊紀錄至系統中。因此,資料搜集器通常與一維/二維條碼掃描器相連,以便將人工掃描到的資料即時上傳至系統,這種作法具備成本便宜、操作簡單的優勢,生產工作站不必置放電腦,也能紀錄生產訊息。

  近年來RFID技術當紅,製造業興起一波使用RFID標籤取代一維/二維條碼的討論聲浪,由於條碼必須由人被動讀取,掃描器本身不具主動讀取的能力,而RFID具備主動識別能力,故能省略這段人工掃描作業,只要在產線出入口架設RFID讀取器,當貼附RFID標籤的工單或原物料載具經過時,讀取器會自動讀取、紀錄產品從進入工作站到離開的所有資訊,省去以往由人工逐一掃描的過程,實現工廠全自動化的意涵。

 不過,RFID現今仍有讀取率及標籤價格過高的瓶頸,因此,採用RFID標籤的製造業者並不多見,多數工廠仍舊以一維條碼為主要的管理工具。

MES整合生產機台的二個層次

  第二種則是直接整合自動化生產設備,讓MES與生產設備直接溝通,通常又可分成二個層次,第一個是MES單向地聽生產設備說話,亦即MES只負責接收來自生產設備的訊息,像機台運作狀態、烘烤溫度等;第二個層次是MES與生產設備可以雙向溝通,針對內建PLC的生產設備來看,MES可以即時地向PLC派送生產指令,例如:製造參數、需要經過哪幾個工作站等,由PLC據此調整機台設定值,改變以往由人工手動設定的作法,也能避免人為疏失。

  由於不是每一台生產設備都具備通訊能力,即便有,其通訊介面也相當多元化,每一家廠牌可能都有自身專屬的通訊格式,這些通訊格式也不一定為開放式,很多都還是維持傳統封閉式架構,這種種原因增加了MES與生產設備的整合難度。

  在具備通訊能力的情況下,MES可以透過闡道器(Gateway)與生產設備整合,倘若為封閉式通訊介面,就只能向原廠購買通訊文件,這會造成MES導入成本增加,至於不具備通訊能力的生產設備,就只能使用Control Box或感測器進行整合。

  除了MES外,SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)同樣具備監控與擷取機台資料的能力,不過,SCADA價格昂貴,再加上缺乏如MES系統所擁有的後端管理功能模組,因此,台灣多數工廠在選擇建置資料收集軟體相關系統時,選擇使用SCADA的企業並不多。倘若是已經導入SCADA的製造業者,MES可直接與SCADA整合,降低整合難度。

企業導入MES  降低人為操控風險

  現場資料的正確性、即時性、及集中性,是生產管理的前提。過往,台灣部份製造工廠為求表現,報表資料經過人為加工,無法真實呈現生產狀況,但在導入MES後,企業從接受訂單到製成最終產品的過程中,所有生產活動的狀態與資訊,都必須彙總至製造執行系統且自行產出報表,也就沒有人為操控的空間。

  對製造業者來說,藉由MES統一管理工廠資源的方式,落實品質管理、零配件管理、生產調度、物料管理、機台與設備維修管理、製程管理等目標,才能提高製造競爭力。

資料來源: 機電整合雜誌第139 期/廖珮君 2010/3/5

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引用
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