競(jìng)爭(zhēng)的白熱化，緊縮的產(chǎn)品利潤(rùn)，食品安全保障，越來(lái)越苛刻的法規(guī)要求和全球化的市場(chǎng)與品牌維持的重要性對(duì)乳品行業(yè)的企業(yè)提出了更高的要求，實(shí)施 MES將是企業(yè)唯一的出路。
自從“十一五”制造業(yè)信息化為MES正名，國(guó)內(nèi)MES需求逐漸升溫，恐怕現(xiàn)在搞信息化不知道MES的實(shí)在不多。MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）最早是出現(xiàn)在1992年美國(guó)先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)（AMR）提出的三層企業(yè)集成模型（圖1）中，一個(gè)完善的企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，需由以下三種部分構(gòu)成：以ERP、MRPII為代表的企業(yè)管理計(jì)劃層，以SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視）、HMI（Human Machine Interface）為代表的生產(chǎn)過(guò)程控制層，以及實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程自動(dòng)化、支持企業(yè)全面集成的MES執(zhí)行層。
圖1 AMR三層企業(yè)集成模型
從模型可以看出，制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在計(jì)劃管理層與底層控制之間架起了一座橋梁，填補(bǔ)了兩者之間的空隙。一方面，MES可以對(duì)來(lái)自于MRPII、ERP軟件的生產(chǎn)管理信息進(jìn)行細(xì)化、分解，將來(lái)自計(jì)劃層的操作指令傳遞給底層控制層；另一方面，MES可以采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控底層設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，再經(jīng)過(guò)分析、運(yùn)算和處理，從而方便、可靠地將控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)整合在一起，并將生產(chǎn)狀況及時(shí)反饋給計(jì)劃層。
目前國(guó)內(nèi)用戶(hù)對(duì)MES的理解開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段，MES先后在石化、鋼鐵、煙草、半導(dǎo)體等行業(yè)得到推廣，逐漸發(fā)揮其承上啟下的重要作用。然而根據(jù)波士頓咨詢(xún)公司（Boston Consulting Group）所提供的2004全球MES項(xiàng)目調(diào)查結(jié)果顯示，安裝MES系統(tǒng)數(shù)量排在前幾位的分別是食品飲料、化工、制藥、汽車(chē)零配件和電子裝配業(yè)。乳制品所屬的食品飲料行業(yè)更是高居榜首。因此本文選取食品飲料行業(yè)頗具代表性的乳制品加工，從該行業(yè)特點(diǎn)、用戶(hù)需求出發(fā)，通過(guò)生動(dòng)的MES成功案例來(lái)剖析MES在乳品行業(yè)的應(yīng)用及企業(yè)用戶(hù)受益，最后對(duì)MES系統(tǒng)選型提幾點(diǎn)中肯的建議。
乳制品行業(yè)需要MES
乳品行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越演越烈，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)白熱化，先后爆發(fā)了“奶源大戰(zhàn)”、“奶牛價(jià)格大戰(zhàn)”、“廣告大戰(zhàn)”等，對(duì)奶源的爭(zhēng)奪，對(duì)營(yíng)銷(xiāo)市場(chǎng)的爭(zhēng)奪，無(wú)形中使得企業(yè)制造成本費(fèi)用大幅增加，然而企業(yè)“牛奶價(jià)格大戰(zhàn)”連綿不斷，促銷(xiāo)的結(jié)果是各大企業(yè)乳品競(jìng)相降價(jià)，有的甚至賠錢(qián)銷(xiāo)售，企業(yè)利潤(rùn)空間日益緊縮。
如何在大環(huán)境不變的情況下，通過(guò)內(nèi)部?jī)?yōu)化工藝、流程，提高設(shè)備的使用效率來(lái)降低制造成本成為乳品企業(yè)非常關(guān)心的話(huà)題。
民以食為天，追求健康生活是全人類(lèi)共同的追求。所有快速消費(fèi)品企業(yè)都有一個(gè)底限，那就是安全。乳制品保質(zhì)期短，是非常容易變質(zhì)的食品，如果質(zhì)量在原奶、生產(chǎn)、流通、銷(xiāo)售環(huán)節(jié)保證不了，稍有不慎就可能出現(xiàn)個(gè)別產(chǎn)品的安全問(wèn)題，其風(fēng)險(xiǎn)性可想而知。把優(yōu)質(zhì)放心的牛奶送到消費(fèi)者口中，還必須保證它的口味與營(yíng)養(yǎng)，這就要求企業(yè)采用更加迅速、可靠的系統(tǒng)來(lái)管理流程。
企業(yè)除了要滿(mǎn)足食品行業(yè)現(xiàn)有的食品安全生產(chǎn)、質(zhì)量保證體系HACCP等標(biāo)準(zhǔn)，原先在制藥行業(yè)推廣的較為嚴(yán)格的法律法規(guī)，如GMP，逐漸引入到食品業(yè)。這就要求生產(chǎn)制造商的系統(tǒng)具備電子簽名、電子記錄、審計(jì)跟蹤，自動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)表功能。而不斷引入全球范圍內(nèi)的更高標(biāo)準(zhǔn)，保證提供給消費(fèi)者更高品質(zhì)的產(chǎn)品將成為一種趨勢(shì)。
大企業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中更容易生存，在企業(yè)規(guī)模不斷做大的同時(shí)，企業(yè)也十分關(guān)注通過(guò)兼并、收購(gòu)來(lái)的奶廠(chǎng)如何納入到整個(gè)企業(yè)的質(zhì)量管理體系中，保證不同工廠(chǎng)生產(chǎn)出同一品牌的產(chǎn)品品質(zhì)是相同的。2008北京奧運(yùn)提出“任一產(chǎn)品回溯問(wèn)責(zé)功能”的要求將重新定義中國(guó)食品業(yè)的安全管控標(biāo)準(zhǔn)。參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定的奧運(yùn)食品安全準(zhǔn)則，要求食品都加貼電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)全程跟蹤。這也意味著從原奶驗(yàn)收、成品出庫(kù)到進(jìn)入市場(chǎng)的產(chǎn)品必須具備一套完善的產(chǎn)品跟蹤系統(tǒng)，從消費(fèi)者手中的一包牛奶，可以快速回溯到生產(chǎn)、銷(xiāo)售的每一個(gè)環(huán)節(jié)。
達(dá)能的MES解決方案
達(dá)能集團(tuán)以其品牌的活力和實(shí)力著稱(chēng)。它的三大核心業(yè)務(wù)——鮮乳制品、健康飲品、餅干和谷物快餐，使它在迎合消費(fèi)者口味方面已經(jīng)占據(jù)了越來(lái)越重要的地位。達(dá)能之所以能夠享譽(yù)全球并始終占有領(lǐng)先地位是由于其能夠很快地做出調(diào)整以適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)。在西班牙，達(dá)能也是當(dāng)?shù)刈畲蟮娜橹破分圃焐?。西班牙達(dá)能公司在實(shí)施SAP后，一直希望對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)過(guò)程和數(shù)據(jù)流進(jìn)行優(yōu)化，確保管理和生產(chǎn)之間的高效集成和溝通。同時(shí)通過(guò)集成工廠(chǎng)中不同的流程和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)前加工、后加工一體，來(lái)避免同樣的信息在不同系統(tǒng)之中被手工地傳遞和處理，導(dǎo)致錯(cuò)誤、延遲和效率低下。另一方面，公司希望提高生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)可視性來(lái)降低成本、改善排程和優(yōu)化資源利用率。所有的這些需求都必須由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案來(lái)滿(mǎn)足，即使未來(lái)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)帶來(lái)了變化，系統(tǒng)也很容易進(jìn)行修改和維護(hù)，并且只需較小的努力就可以推廣到集團(tuán)的其他工廠(chǎng)。
西門(mén)子的MES解決方案SIMATIC IT最終幫助達(dá)能完成這一重要使命。第一階段，SIMATIC IT整合灌裝線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)區(qū)域監(jiān)視、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)KPI計(jì)算、生產(chǎn)訂單管理、批次分析、人員管理、維護(hù)管理及質(zhì)量數(shù)據(jù)共享。第二階段，SIMATIC IT又成為SAP與不同工廠(chǎng)區(qū)域，原奶處理、成品灌裝和酸奶發(fā)酵之間的數(shù)據(jù)集成平臺(tái)。如今，整條生產(chǎn)線(xiàn)必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)SIMATIC IT導(dǎo)入SAP系統(tǒng)。每天生產(chǎn)開(kāi)始，所有與生產(chǎn)相關(guān)的主數(shù)據(jù)（產(chǎn)品數(shù)據(jù)，物料清單，生產(chǎn)數(shù)據(jù)等）從ERP下載到MES，MES再將這些數(shù)據(jù)分發(fā)給工廠(chǎng)的其他系統(tǒng)；SIMATIC IT還負(fù)責(zé)將來(lái)自ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)訂單下載并傳遞給生產(chǎn)系統(tǒng)；訂單狀態(tài)實(shí)時(shí)刷新，由SIMATIC IT反饋到ERP，每次灌裝線(xiàn)訂單狀態(tài)發(fā)生變化（例如訂單開(kāi)始執(zhí)行或結(jié)束），ERP都會(huì)從SIMATIC IT收到關(guān)于績(jī)效、時(shí)間、品質(zhì)等訂單信息；每生產(chǎn)出一托盤(pán)產(chǎn)品，系統(tǒng)就會(huì)為內(nèi)部物流訂單生成確認(rèn)信息，包括從MES向SAP傳遞的關(guān)于這個(gè)托盤(pán)的實(shí)時(shí)消息。
在西班牙達(dá)能，現(xiàn)在可以在線(xiàn)地獲得生產(chǎn)數(shù)據(jù)和關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)KPI。信息流的自動(dòng)化提供了對(duì)生產(chǎn)工藝、流程管理進(jìn)行優(yōu)化的可能。工廠(chǎng)系統(tǒng)間的自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的集成確保從上到下的工廠(chǎng)可視性。自動(dòng)樣品采樣、質(zhì)量數(shù)據(jù)共享和維護(hù)管理幫助達(dá)能在法規(guī)遵從性方面也取得了非常大的優(yōu)勢(shì)。達(dá)能用戶(hù)最后補(bǔ)充道，SIMATIC IT 解決方案如此靈活，在現(xiàn)有工廠(chǎng)的基礎(chǔ)上修改，很快就可以在新生產(chǎn)線(xiàn)上完成實(shí)施，這也意味著，僅需要很少的重新配置就可以滿(mǎn)足新增功能的要求。
圖2 西班牙達(dá)能基于SIMATIC IT的MES系統(tǒng)構(gòu)架
SIMATIC IT西門(mén)子的MES
SIMATIC IT是西門(mén)子推出的先進(jìn)的MES解決方案，其在達(dá)能的實(shí)施為我們生動(dòng)地展現(xiàn)了一種全新的制造執(zhí)行系統(tǒng)范例，它能為早期IT系統(tǒng)提供更好、更經(jīng)濟(jì)的集成方式。SIMATIC IT嚴(yán)格遵循ISA-95國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提供最權(quán)威、最完整的MES功能。通過(guò)簡(jiǎn)單配置、修改便可適用于其他工廠(chǎng)的優(yōu)良性能，歸功于其強(qiáng)大的對(duì)生產(chǎn)工藝、制造流程進(jìn)行建模的能力，以及平臺(tái)化、組件化的構(gòu)架。所提供的豐富可重復(fù)使用的“庫(kù)”將靈活定制解決方案與提供穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品結(jié)合起來(lái)，使SIMATIC IT能夠很好地滿(mǎn)足達(dá)能特定的質(zhì)量和生產(chǎn)方面的要求。
SIMATIC IT 現(xiàn)在作為不同達(dá)能工廠(chǎng)合作和生產(chǎn)流程建模的平臺(tái)。它將工廠(chǎng)自動(dòng)化層和企業(yè)ERP層無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化生產(chǎn)管理和控制的目的。從工廠(chǎng)的自動(dòng)化層，SIMATIC IT 實(shí)時(shí)地采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并且進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)用于今后的分析。對(duì)關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)KPI的實(shí)時(shí)監(jiān)控可以提高對(duì)工廠(chǎng)異常事件的反應(yīng)能力，從而改善對(duì)整個(gè)流程的管理。SIMATIC IT 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了與ERP層的集成，保證了不同的工廠(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)和SAP之間連續(xù)、透明的信息流，成為溝通企業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（制定生產(chǎn)的高層決策）與生產(chǎn)過(guò)程（生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)）的唯一橋梁。
SIMATIC IT為達(dá)能工廠(chǎng)和生產(chǎn)流程提供了從上到下的可視性，通過(guò)跟蹤物料在工廠(chǎng)中的流通情況，為每一種物料建立完整的族系圖，允許根據(jù)產(chǎn)品族系向前、向后的追溯，可以識(shí)別并立即準(zhǔn)確回答任何與質(zhì)量相關(guān)的問(wèn)題。該功能可以跟蹤追溯特定產(chǎn)品是由哪些原材料批次的制成，以及具體原材料的批次是被用在哪些成品的批次上。乳品企業(yè)可以利用該系統(tǒng)，從消費(fèi)者手中的任一牛奶批號(hào)，快速回溯到原奶驗(yàn)收、巴氏、UHT、罐裝生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。一旦遇到產(chǎn)品召回，產(chǎn)品族系追溯可以幫助確定責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)并采取有效措施，將企業(yè)損失降到最低。SIMATIC IT 協(xié)助達(dá)能西班牙增強(qiáng)了面對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)，滿(mǎn)足消費(fèi)者需求和應(yīng)對(duì)不斷變化的法律法規(guī)的能力。
基于SIMATIC IT的MES解決方案在達(dá)能的實(shí)施案例介紹只是起到拋磚引玉的作用，應(yīng)用西門(mén)子SIMATIC IT 的好處還有：
•提高生產(chǎn)效率，改善計(jì)劃排程
•優(yōu)化資源利用，減少停機(jī)時(shí)間，增加產(chǎn)出
•增強(qiáng)工廠(chǎng)和生產(chǎn)流程的可視性
•提高對(duì)工廠(chǎng)異常事件的實(shí)時(shí)反應(yīng)能力
•改善物料流通性能，提供全面產(chǎn)品跟蹤追溯
•提高操作員間交互、規(guī)范操作流程
•準(zhǔn)確計(jì)算關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)，分析優(yōu)化流程
MES選型的幾點(diǎn)建議
現(xiàn)在仍有許多MES項(xiàng)目是通過(guò)招投標(biāo)來(lái)確定產(chǎn)品和供應(yīng)商，其實(shí)單用價(jià)格來(lái)衡量并不適用于此類(lèi)管理型軟件。因?yàn)閮r(jià)格不是決定性的，如果性?xún)r(jià)比不好，買(mǎi)來(lái)反而無(wú)用。所以選擇MES系統(tǒng)，不僅僅著眼于價(jià)格、技術(shù)，還需考慮多方因素，如公司實(shí)力、產(chǎn)品功能對(duì)需求的滿(mǎn)足程度
