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工廠管理信息化

工廠管理信息化概述

  目前國內製造企業的信息化正在日益提高,但是在企業生產現場監控管理方面還基本上基於手工在操作。這就出現了所謂的“製造業生產現場黑箱作業”現象。

  生產現場管理的現狀與問題

  產品銷售在這幾年間從生產導向快速地演變成市場導向、競爭導向、客戶導向, 因而也使得生產現場的狀況起了很大的變化,傳統現場管理方式己無法應付這新的局面,可將生產型態的變化及引申的問題歸納成以下幾點:

  (1)產品生命周期縮短

  產品汰舊換新加速迫使產品設計,工程及生產部門之間的關係越來越緊密。生產單位不斷面臨新的零組件,新的設備,新的製造流程及經常性的工程變更,生產現場需要一套實時生產指示系統,有效地指引生產人員作業規範,同時能正確迅速地將生產狀況反應給設計製造部門,及時找出新產品生產問題。

  (2)少量多樣生產型態

  由於少量多樣的生產型態,現場隨時充斥著眾多不同的製造工單,不同的在製品、零組件,生產單位必須具備混線生產能力,彈性而有效率地在一天當中應付不同產品生產所需。

  (3)市場變化快速難以預測

  商場如戰場,過去大規模正規作戰已不復見,而現在強調的是快速反擊部隊,能應付全球各地突髮狀況。生產現場也是要能機動地應付變化快速難以預測的訂單式生產型態。

  (4)國際性競爭,日益激烈

  經濟的發展日漸國際化,所面臨的不僅是國內競爭而是面對全球各地一流產品的競爭壓力。就生產而言,所面臨的是要不斷提升產質量量及降低生產成本。過去老闆生意好做,只把生產現場當做是一黑箱作業,如今在競爭壓力下必須將此黑箱作業透明化,找出任何影響質量及成本的問題,並尋求具體的對策。

  製造執行系統 - MES

  針對以上的種種生產現場管理中的弊端,結合多年的製造業生產現場管理系統項目實施經驗,結合先進技術,經過多年的研發,推出了製造執行系統–MES。製造企業需要有一種現場信息流自動化系統(Frontline Data Automation)來解決其生產現場監控管理的問題,這類系統如果是運用在工廠製造現場,我們稱之為製造執行系統(Manufacturing Execution System,MES)。MES可說是一種由下而上(Bottom Up)實時掌握現場狀況的信息管理系統。

  在實施MES之前,公司ERP系統與生產現場之間透過人為方式溝通,使生產現場如同黑箱作業,無法掌握實時正確信息。而導入MES之後除了提供現場信息流自動化之外,它扮演承上啟下的功能。如圖所示:

  MES功能與特點

  將現場管理分成五個功能層次,依序是:
(1) 追蹤功能(Tracking)
(2) 監督功能(Monitoring)
(3) 控制功能(Controlling)
(4) 管理功能(Management)
(5) 信息查詢功能(Search Information)




  以下我們就此五大功能進行簡單描述。

  (1)追蹤功能

  它的特色是儘量利用自動辨識技術,感測器或是與設備儀器的聯機,能自動搜集現場生產信息,而下達的生產指示也可透過各類電子顯示裝置實時告之作業人員,達到無紙化(Paperless)的境界。傳統人工收集方式,需透過層層人工操作程式,才能到達管理者手中。

  MES資料收集方式有以下之優點:

  1)實時性。在現場事件發生的同時便立刻以電子資料型式納入MES處理。

  2)正確性。利用電子科技處理,免除人為因素,使正確性由百分之一以上,降至十萬分之一以下。

  3)高度完整性及使用性。現場事件經過電腦處理,可合併相關資料,存入電腦資料庫中。

  (2)監督功能

  實時掌握了製造資源的最新狀況及歷史過程,再加上製程或作業規範,便可做到監督的功能。MES 隨時將追蹤的狀況與設定的標準加以比較,如發生異常則立即透過電腦網路通知相關人員處理。

  製程規格的監督,例如某類產品需要使用特殊規格的材料或組件,須經過某些製造程式,或者是成品要求某些包裝配件,這些要求在作業人員實際工作時透過自動辨識技術或與設備的聯機,很方便地讓 MES 得知作業情形,與事先設定的標準比對,達到實時核對效果。

  製程質量的監督,實時收集所有現場的質量資料,並就不同製程、品檢、修護、站別、產品時間區段或制令做統計分析,並立即反應給相關單位,達到質量預警效果。此項功能的發揮,可以大量減少工作現場因人為疏忽造成產品再加工或損壞,因而降低了直接人工及物料成本,達到質量預警效果。

  生產設備的監督,隨時瞭解各重要生產設備的狀況,如發生異常能實時提供維修,並機動調整生產活動。

  (3)控制功能

  製程監督功能有了以後,便可以再進一步將製程中各個獨立的自動化物料搬運備,自動檢測設備及自動化生產設備聯機起來,構成較完整的自動化系統,發揮整合的效果。 基本上,各自獨立的自動化設備只是解決了某項製程的生產瓶頸,而此自動作業之前後仍須人力的配合,並未能充份發揮昂貴設備的功能。 MES 掌握了生產最新狀況(status)、製程規則(rules)及規劃系統所設定的生產目標(goal)可以有效地整合控制個自獨立的自動化設備,提升整廠的生產效率。

  (4)管理功能

  現場信息自動實時收集除了提供做現場監督、控制之外, 最重要的功能是做為現場管理之用。MES 將現場實時收集的資料,以及監督控制的狀況都立即存入資料庫中,不但有最新的狀況也有長期儲存的歷史資料,利用資料庫強大的查詢、分析、報表功能,使得傳統人工方式無法達到的管理功能得以在MES 中實現,亦使現場管理達到Just-In Time (JIT)的境界。

  (5)信息查詢功能

  傳統的生產現場信息的查詢都是基於手工的操作,好一點的是把各種生產報表、單據、窗體數據輸入電腦中進行彙總;進而得出各種信息。但這中做法不能保證信息的實時性、準確性及全面性,人為的資料誤差多。有了MES系統,各種基礎信息存在MES系統,業務資料實時從生產線上採集而來;保證了信息的實時性;同時由於資料是一點輸入,整體共用,保證了信息的一致性;又由於信息來自整個生產現場的投料、加工、組裝、質檢、維修、包裝、入庫等所有流程,保證了信息的全面、準確性。

  為了方便管理層及客戶的需要,我們結合電子商務技術,開發出基於Internet技術的MES門戶。管理層過去想要瞭解生產狀況,一定要親臨生產現場找一堆人來問,而且得到的信息一定不准確;或客戶想瞭解自己的訂單在製造商的生產進度,那得通過左打電話右打電話。而有了PTMES門戶,這一切都在彈指之間。

  SFCS能帶來的效益

  結合企業目前的生產管理現狀和客戶的需求,我們對SFCS上線前和上線後的生產現場管理進行比較,從中不難看出SFCS的效益來。

  (1)流程卡管理

導入前
目前企業一般在生產中沒有實行這一制度,在先進的企業都會實行流程卡的管理。每一在製品附一流程卡片,作業員完成一製程須將日期、人員、生產信息填寫在流程卡上,在成品包裝前,收集起來,以備日後維修查詢之用。
導入後
不但能把流程卡管理這一制度建立起來,同時因為系統的大部分生產資料的收集均通過條形碼設備、自動化設備,大大加快了資料收集的速度,生產線的效率不但沒有降低,反而得到了大大的提高。每一流程卡附上該在製品序號條形碼,作業員完成一製程後,利用條形碼輸入序號,及生產資料(例如:不良代碼也印製成條形碼),SFCS自動併入時間,工作站,人員資料,存入流程卡資料庫中。

  (2)制令追蹤管理

導入前
利用每日生產表格由生產單位元組長填寫各制令投入產出,人員出勤等資料,再彙總計算出各制令進度。然而組裝生產線流程快速,生產主管永遠無法得知各制令目前的進度。
導入後
每站(需管制的站點)需刷流程卡序號,電腦可自動計算出其所屬制令在各生產單位詳細過程及最近狀況,主管辦公室之電腦可得知全廠一分鐘前制令最新狀況。如果主管遠在國外,只要其能進入SFCS報表系統,瞭解整個工廠的制令運行情況變成了彈指之間的事。

  (3)在製品追蹤管理

導入前
如果沒有對WIP倉庫進行有效的管理,常造成一堆不良品、待修品積壓在現場。
導入後
利用流程卡完整數據,SFCS可追蹤每一在製品最新位置、狀態,統計整理後,可以依制令別,產品別或現場區段,追蹤在製品分佈狀況。

  (4)Burn-In 管理

導入前
不同機種 Burn-In時間長短不同,雖然Burn-In Room多用PLC,自動輸送帶控制, 但是仍須由人在現場操作,掌握信息不足,無法對Burn-In限空間做有效地利用。
導入後
透過SFCS與Burn-In Room PLC聯機,可以利用普天SFCS直接控制PLC,進行在製品進出Burn-In之控制,可以有效掌握Burn-In時間及空間利用。

  (5)包裝監督

導入前
相同產品,因不同地區客戶,需配置不同文字手冊,電源等包裝材料,但因混線生產,易生錯誤(如放置兩本文字手冊、電源線多放了一條等)。
導入後
可立即給予包裝人員明確包裝指示,避免疏忽,或是進一步整合防呆系統可進一步當錯誤時立即發出警示。

  (6)品質監控管理

導入前
品質資料由品管站輸入品質表格中,但因是人工填寫,資料有限,而完整的檢修資料是填寫在流程卡中,數量多,少有工廠輸入電腦,因此多是事後整理品質報表做為未來品質改善,但又因數據不完整、不正確, 不容易找到真正原因。

  根據我們與客戶的交流與生產現場參觀,品質狀況得不到實時的更新,品質管控中所需要的P管製圖、Pn管製圖、 -R管製圖等重要的品質圖表均有人工事後繪製,不能實時瞭解生產現場的狀況,各種品質管製圖幾天得不到更新。

導入後
檢測修護、維修資料全由條形碼,或電腦立即輸入,或從測試檢測儀器中實時取出資料進行分析,現場可連接品質看板,實時顯示最新品質狀況,並可做完整詳細統計分析,有效找出品質問題。為品管部門提供實時、動態的P管製圖、Pn管製圖、 -R管製圖;再也不用為了要向大客戶提供這些管製圖而手忙腳亂了。

  (7)出貨管理

導入前
須利用人工記錄那些出貨序號,給那一位客戶,以做售後服務,也因缺乏實時核對能力,常在出貨之機種及數量上發生錯誤,造成不小的損失。
導入後
出貨同時,刷讀外箱序號條形碼,可立即核對,如不符出貨條件,可立即告之出貨人員。同時把出貨信息上傳ERP系統。

  (8)自動化設備整合

導入前
企業用的資料機床等設備多獨立運作,效益不高,設備管理也不佳。
導入後
將SFCS與資料機床 等整合,可自動得取生產信息及設備狀況,與資料機床等整合,可自動得取測試資料。

  (9)現場物料管理

導入前
企業每天一條線生產10多張工單,因混線生產,無法掌握實際生產狀況,常發生造缺料停線。
導入後
SFCS可以隨時掌握最新各制令,各機種組裝數量,可以實時計算出現場物料狀況,以預做供料準備,有效降低這方面人力及缺料現象。

  (10)售後服務

導入前
也不知其何時出貨,很難提供有效的售後服務。客戶回修之產品,企業可以方便地找出出貨時間、出貨客戶(有出貨條形碼管理系統);但如果想瞭解該產品在生產時的信息,由於出貨沒有與生產資料進行整合,要找出其原來的生產信息,須花費相當大的人力。
導入後
SFCS提供追蹤功能,可以掌握每一成品完整流程卡資料、當時生產現場的狀況及出貨時間、出貨客戶,追蹤成品在生產中的各種記錄,可提供客戶完整的售後服務。