工程和IT洞察:制造业的MES和ERP

几乎每次一家公司开始一个MOM(制造运营管理)项目时，都会出现这样的问题:“我们不能只使用我们的ERP系统而不是购买MES系统吗?”这是一个自然的问题。许多公司已经在他们的ERP系统上花费了数千万到数亿美元，他们希望从投资中获得最大的收益。然而，这个问题的答案并不总是显而易见的。现代ERP系统涵盖了广泛的业务流程，包括财务、物流、运输管理、人力资源、销售和分销。制造只是公司业务流程的一小部分。所以真正的问题是:ERP软件除了处理业务流程之外，还能处理公司的制造运营管理流程吗?答案是，一些ERP系统有时可以，但通常只是在有限的条件下。

构成制造运营管理的主要活动现在在ANI/ISA 95和IEC/ISO 62264标准中得到了很好的理解和记录。这些标准正在迅速成为大多数MOM项目需求的基础。这些标准定义了MOM的活动，但它们没有定义实现体系结构或应该使用哪种类型的软件系统。传统的MES供应商为大多数MOM活动提供支持，一些ERP供应商还提供MOM级别的功能。因此，为您的公司决定MES或ERP解决方案将基于以下几个因素，包括:

• 基本所需功能
• 公司的规模和EFP工作的范围
• 在没有系统支持的情况下运行生产的需求和能力
• 生产过程的地方控制与集中控制

基本所需功能

MOM活动支持通常需要的基本功能包括:

• 支持生产流程的自动化工作流程
• 从生产设备信息和传感器自动收集数据
• 管理和跟踪工作中心内和跨工作中心的生产材料
• 生产设备的管理和跟踪
• 生产文件的生成。

这个基本功能通常被扩展为:

• 详细的生产调度，如有限产能调度
• 工作流程与生产设备的集成
• 人员资格和培训的管理和跟踪
• 用于过程改进项目和生产故障排除的生产、过程和程序分析工具
• 生成关键绩效指标(kpi)。

任何声称支持MOM活动的ERP或MES系统都必须提供您所需的基本功能。仔细评估供应商如何满足您的要求，以及它是由标准、配置或特别编程的模块提供的。确定支持MOM活动的定制ERP编码是否比商业MES解决方案更省钱是很重要的。

公司规模，ERP范围

在决定制造业务采用MES还是ERP时，两个通常意想不到的因素是公司的规模和ERP工作的范围。ERP系统可以是大而包揽一切的，也可以是小而集中的。如果您的ERP实现很大，涵盖多个业务单元、数十个工厂和很大比例的业务流程，那么它可能无法处理MOM支持所需的全部细节。MOM系统需要详细了解设备布局、生产配方和操作工作流程。MOM系统将经常协调维护、质量、库存和生产活动，直至单个仪器、材料子批次和基本制造步骤的级别。对于大公司来说，这种级别的详细信息很难在集中式系统中管理和维护。例如，许多ERP系统不容易扩展到在整个企业的机架、仓库和槽级处理库存。大多数全公司范围的ERP系统在处理成本和重新排序活动所需的有限数量的库存存储点上运行得最好。在一个中型工厂中，每分钟可能有几十个物料移动，每一个都需要一个协调的业务流程。

• 如果有问题的公司只有几家工厂，那么ERP系统可能能够处理支持制造操作所需的详细信息。
• 如果多个工厂有不同的制造流程，那么ERP就不是MOM支持的最佳选择。

ERP系统范围的另一个后果是系统支持的预期事务率。中型设施中的MOM事务速率可能是每分钟数百个事务。这个比率可以由ERP系统处理。然而，如果必须将其扩展到分散在多个州或国家的数十个设施，那么综合费率将压倒大多数基于事务/消息的ERP系统。就处理的设施数量和事务率而言，ERP系统的范围越大，拥有可以将更新捆绑到ERP系统的本地MES解决方案的优势就越大。

• 如果ERP系统支持一些设施，并且车间和ERP之间的数据交换事务数为每分钟几个事务，则可以考虑使用ERP进行MOM支持。

没有支持的生产?

工厂经理关心的一个主要问题是保持工厂的生产。许多公司运行7×24生产，其运营支持系统必须具有高可用性和可靠性。MES系统通常在本地托管，并为高可用性而设计。许多ERP系统是远程托管的——甚至可能位于不同的大陆上——并且经常计划每周或每月停机以进行备份和软件更新。ERP停机时间通常安排在周末，例如周六晚上或周日早上，以最大限度地减少业务影响。如果支持MOM活动的系统是远程托管的，那么网络中断也会导致不可用。这些中断通常不在公司的控制范围内，可能是由一系列问题引起的，例如工厂外的施工切断了通信线路或拖网渔船切断了海底电缆。是否能够在不连接的情况下运行是决定使用远程托管ERP或本地MES的标准之一。

• 如果您的站点可以使用手动流程运行24小时或更长时间，则可以考虑使用ERP来提供MOM支持，因为基于纸张的备份和数据通信替代方案(如电话或传真)很容易获得。
• 如果您的站点可以在不连接到ERP系统的情况下运行8到24小时，那么可以考虑使用带有本地数据缓冲系统的ERP来提供MOM支持，因为纸质备份和数据缓冲可以处理短期停机。
• 如果您的站点不能使用手动流程和纸质备份运行超过8小时，则应该考虑使用MES来提供MOM支持。

局部控制与集中控制

一个常见的ERP需求是使所有工厂看起来都一样，至少从物流和财务业务流程来看是这样。这大大降低了ERP实施和支持成本，并提供了物流调度和产品成本计算所需的一致性。在MOM生产过程中，即使不是不可能，也很难达到相同级别的一致性。很少有公司的工厂拥有完全相同的物理布局、工人专业知识和监管要求。大多数工厂都有持续改进项目，修改工作流程，改变生产流程，重新布置设备，改变工人培训，修改食谱或工艺说明，并增加自动化设备。MES系统旨在处理这些变化，并旨在处理生产设施不同部分之间的差异，甚至同一地区生产线之间的差异。ERP系统通常不是设计来支持本地程序或处理程序的持续变化。

• 如果有有限的本地工作流不能由DCS或批处理执行系统处理，则可以考虑使用ERP来支持MOM。
• 如果工厂内的生产过程有很大的可变性，或者工厂内的生产设备和本地工作流有很大的可变性，则应考虑使用MES来支持MOM。

支持、范围、工作流

使用ERP或MES系统来支持制造运营活动的问题可能是一个有争议的问题，但是应用一些定义良好的标准可以使这个问题易于回答。如果基本功能得到支持，ERP系统可以支持MOM活动，ERP系统的范围很小，覆盖几个工厂，它支持工作流程的站点级定义，生产可以在没有系统可用性的情况下继续进行一个或多个班次。否则，基于mes的解决方案可能是您的制造运营管理需求的最佳答案。

对于各种各样的生产设施，每个工厂对ERP或MES问题的“正确”答案可能是不同的。最好的解决方案可能是混合系统，一些工厂使用本地MES解决方案，而其他工厂使用集中式ERP解决方案。一些工厂可能足够大，足够复杂，需要一个完整的本地MES解决方案，而另一些工厂可以在集中式远程ERP系统施加的限制范围内生存。

参见2011年11月的相关文章控制工程．

Dennis Brandl是北卡罗来纳州Cary BR+L咨询公司(www.brlconsulting.com)的总裁。他的公司专注于IT制造业。请通过dbrandl@brlconsulting.com联系他。马克·霍斯克编辑，控制工程，www.globalelove.com．

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