前言

    南京浦鎮車輛有限公司是具有百年制造歷史的中國軌道交通裝備研究和制造的專業化生產企業，主要生產城市軌道車輛、城際動車組、現代有軌電車以及鐵路客車等鐵路客運和城市軌道交通裝備，是中國鐵路裝備制造業的大型一類企業。

    隨著軌道交通事業的迅速發展，浦鎮公司進入了一個新的發展階段。從策劃、設計、準備、運行到評價和持續改善，形成了一套完整的精益管理運作體系，構筑了獨具特色的“工位制節拍化生產方式”。

    工位制節拍化生產，是以工位為作業組織單元，按照節拍均衡生產的方式，以流水式作業組織生產。通過作業組織的變革、設計節拍的設置調整、設計工位的劃分、異常拉動管理、目視化管理看板的運用，實現精益研發、精益制造和精益管理，極大地提高了生產效率，同時避免了大量浪費。

1.MES系統是工位制節拍化生產方式落地的最佳載體

    浦鎮公司基于精益管理思想已經形成了一整套科學的管理體系，這套體系目前依賴涵蓋四級（工位/工區/車間/部門）五部門(制造/質量/安技/資產/人事)的表單來支撐，但由于前期沒有采用先進的信息化手段，實際操作中仍然推行紙質手工填報、逐級人工回饋的方式進行運作，最終使得支撐精益管理的各種表單流于形式，導致管理目標沒有沉淀與落實。

    另一方面，精益生產的理念是減少浪費，消除制造多余的、不必要的消耗。那么，如何知曉浪費在哪里？多余的東西在哪里？這個問題傳統精益中基本上靠人。紙質文件和人工反饋在操作中存在明顯的非實時性、非約束性、無嚴格的過程控制和記錄，導致了現場信息滯后填報，出現信息失真、問題事后反饋、責任判定嚴重滯后、管理無法預警、數據分析不可信、現場實際情況與表單不一致、改進措施落后等大量問題。最終使精益管理不能達到預期目標和管理價值。

    而作為制造環節最重要的IT支撐的制造執行系統（MES），其實時化管理、減少無附加值的活動、提高交貨能力、實現對制造系統的集成等實施價值，都是與精益生產“創造價值，消除浪費”的理念不謀而合的。通過MES系統掌握具體的、實時的生產信息，支撐對生產過程瓶頸問題的準確分析，從而在此基礎上支持企業生產過程中的精細化生產管理與過程控制，減少浪費、實現精益生產。

    所以，MES系統是實現精益生產的技術支撐和最佳軟件載體，是支撐實現精益生產理念的一個平臺。精益生產的規章制度及其落實，都可以在MES中體現出來。

2.基于工位制節拍化生產的MES系統特色

    對于浦鎮公司MES系統的設計和實施，很重要的一點，必須要與工位制節拍化生產方式的精益思想導入過程相融合。也就是說，精益的實施和MES的實施同步進行，兩者互為促進、共同發展。

    南車集團對于工位制節拍化生產推出了一套標準的工作指南，提出了構建工位制節拍化生產的“八大步驟、七大支撐”的基本框架。

    結合浦鎮公司的實際情況，配合精益推進的八大步驟，浦鎮MES系統的特色主要體現在以下幾個方面：

    （1）精益物料配送系統的建立

    過去，車間現場采用人工領料，經常出現錯領、多領、漏領等情況，而且無序的頻繁領料使物料通道長期擁擠不堪，賬實不符，存在項目間代用的情況；現場物料堆積，浪費嚴重；看板模式難以執行；節拍慢，產能低，節拍要2~3個小時。

    而實施了MES后，改領料為配送料，MES根據計劃提前通知到倉儲物流，物料到現場掃碼收料；每個工位都可以多次配送、多次掃碼簽收，系統自動解決了錯領、多領等問題；節拍提升到1.5小時。

    現在更進一步的改進，是直接減少了不增值環節，在倉庫配料完成后送到現場，現場不再執行收料操作。為了防止抵賴，在物料通道出入口設置拍照系統。節拍可控制在1小時以內。

圖2 工位接受的物料清單

圖3 工位缺料清單

    （2）確保節拍最優的生產組織策劃

    生產組織策劃包括了三個層面：生產現場的準備、生產計劃管理和生產執行管理。

    過去，采購提前期不準確，排產也不準確，物料本身質量問題或物料被占用卻不知道，導致無法獲得與實際計劃相匹配的物料齊套性，生產節拍打亂，在制品堆積，從而造成計劃頻繁的變更。存在多種等待的浪費、搬運的浪費和動作的浪費。

    MES系統是流水線仿真的最好平臺，生產前的準備工作以及確認工作可直接在MES平臺上進行，在系統中進行演練確認，發現問題及時調整和優化，模擬數據經過確認后可以快速轉換為正式生產數據，實現生產即可。實現了問題的提前發現和預先解決，大大提升了實際生產的效率，降低了現場的各種突發事件發生率。浦鎮通過模擬生產線做好生產準備，調試完成后轉為正式批量生產，直到產線運行穩定。這個過程過去大概需要20天左右，現在實施了MES之后，大概只需要3天時間。

    在生產現場的計劃管理和執行管理中，通過MES系統模擬物料齊套性，優化生產組織，優先將物料齊套的訂單轉為正式計劃，減少變更，消除浪費，保證整體流動性，確保“一個流”。生產計劃通過MES及時下達到工位，有效提高資源利用率，實現生產過程可視化水平，實現生產過程全過程追溯管理。

圖4 計劃導入及編輯

圖5 計劃顯示及模擬

圖6 物料庫存及缺料情況

圖7 工位的工作任務清單

    （3）節拍化拉動式生產方式的基本實現

    拉動生產過程其實就是工位制節拍化生產各項準備工作在現場基礎管理系統的搭建及運行的過程，同時發現前期準備工作的不足，持續改進。浦鎮MES對拉動生產的落地，關鍵功能體現在標準化作業體系的建立、協同監控和各類看板管理上。

    浦鎮基于工位制節拍化的標準作業指導體系通過各類表單來表達：一方面，通過PLM、ERP、OA等信息管理系統實現了電子化圖文檔管理，通過MES與其他系統的集成，標準化的作業指導書、圖紙等技術文檔在車間現場可直接進行可視化的查詢、閱覽和使用，信息在各系統的互聯互通保障了信息的及時性和準確性；另一方面，MES系統也需要提供與生產相關的多類管理報表，具備快速定制各類報表模板的功能和組織報表數據的方法。

圖8 現場瀏覽作業指導書和技術文檔

    拉動式生產很重要的環節是實時的生產狀態跟蹤和看板拉動，因此，MES系統通過協同監控子系統和看板管理系統，將生產計劃進度、設備、人員、物料狀態、工位異常報警事件、視頻、統計分析圖表等各類信息通過生產監控指揮中心、數字化調度室、車間工位監控大屏幕等看板方式進行全方位的監控和查詢，實現對生產狀況和質量狀況的動態監控，實現工作任務、物料、質量等各方面的拉動生產。

圖9 工作任務的拉動

圖10 物料的拉動

圖11 質量檢驗的拉動

圖12 現場監控看板

    （4）建立卓越制造評價和持續改善體系

    企業要逐步提升管理水平和貫徹精益生產，會受到企業的外部競爭環境和內部適應性的多種因素影響，不是一蹴而就的事情。那么，在企業資金和資源有限的前提下，企業如何根據自身情況有效規劃，在合適的時機推動某一項業務的變革（包括物理資產的升級改造、管理模式的轉變、人的提升等）。一個具體的企業，究竟如何決策才是最科學合理的，怎么判斷在什么時候進行何種投資和業務改進呢？這些問題對于每個企業來說都是很大的挑戰。

    在幫助浦鎮工位制節拍化生產方式落地的系統建立過程中，我們運用了一套行之有效的“佰思杰卓越制造標準體系”，通過這套體系，可以幫助企業評估當前所處的發展水平和存在的瓶頸問題，并給出相應的解決方案建議。

    這套體系基于生產制造的構成要素和精益思想的精髓融會貫通，把制造業企業的業務行為和管理過程進行抽取、轉換、映射和再融合，最終科學的解構為人員、物體、資源、管理和信息五個域，通過對這五個域的分解細化，基本涵蓋了企業制造的全過程，通過對此進行指標評價，可以清晰的對企業制造的水平給出量化的判定，涉及了企業的各個層次和各個方面。

    具體來說，卓越制造標準體系設置了5級模型，分別為管理初始階段、管理升級階段、基礎完善階段、持續改善階段和卓越制造階段。通過所設定的各項細分指標（已細化到48項二級指標和240項三級指標），使用問卷、訪談、實地考察、甚至有可能是第三方鑒定等調研手段，針對企業制造的這五個域進行客觀的評估，并綜合得出企業在各方面目前處于哪一級的發展階段。

    最后的評價結果與浦鎮公司共同進行分析和討論，結合企業未來發展的愿景，我們診斷定位企業的短板，并給出相應的改進方案建議和實施路徑，比如，困擾很多企業的產能匹配問題，會細化分解到供應鏈的問題、物流配送的問題、庫存管理的問題、生產排產的問題、產線布局的問題、設備工裝的問題、操作人員的問題、管理方式的問題、研發工藝的問題等等，具化的方案建議可能包括更改產線布局、設備工裝更換、生產流程改進、管理方式變革、操作人員培訓、設備保養計劃、變更流程控制、高級計劃排程、產線數據采集、質量控制體系等等，最后給出系統性方案，所有的改進建議如何實施推進，如何建立規章制度、如何通過IT系統固化等等。浦鎮公司的精益生產管理在經過科學的評估后，都迅速定位了瓶頸問題和關鍵改進點，經過業務咨詢、流程改進和IT支撐與固化，業務上在短期內都得到了針對性的有效的改善。

3.應用成果和價值分析

    MES系統在浦鎮公司的應用，真正實現了基于工位制節拍化生產方式在制造環節的貫徹實施，是精益生產不可或缺的的有力支撐體系。從應用層面來進行價值分析，主要體現在：

    （1）建立了工位制為核心的企業級信息化管理平臺，作為產品制造及關聯部門的日常業務操作與管理平臺。包括：

    業務流程管理：實現生產、質量、物料、供應、工藝等各個環節業務的科學管理、規范運行、高效執行；提供業務流程的全過程管理功能，包括流程的梳理、優化、固化；

    信息采集管理：實現操作和管理業務的過程跟蹤管理等；快速、準確地采集現場工位、人機料法環測等相關數據和相關生產實時信息等，為管理提供了有效的監控手段和優化的支撐；

    信息資源管理：讓工位可便捷地獲取所需要的工藝文件、檢驗標準、工藝標準等相關資料或信息支持；實現生產、質量的各環節信息的快速查詢、追溯；

    知識積累和管理：建立了知識經驗積累傳承體系，相關數據都被有效的記錄和傳承；建立文件資料的規范化管理、查詢功能等，相關文檔通過電子化流程進行固化和傳遞。

    （2）實現一體化、電子化、網絡化、智能化的精益生產模式，提高現場執行力和管理水平。

    一體化：將相互孤立、分散式的各環節業務和活動納入一體化的管控，改變了工位相關各環節信息相互割裂的狀態，有效的強化了產品實現全過程的管理力度；

    電子化：改變依靠紙質記錄、人工傳遞、手工統計等傳統業務模式為無紙化、電子化的操作模式；梳理業務流程、對表單進行結構化處理，提高業務效率和業務實現的效果；

    網絡化：與其他系統集成，消除信息孤島，構建公司級的管理信息網，形成網絡化的信息傳遞與業務執行、監控環境；提升制造環境的信息化水平，并把生產的實時信息反饋給上游系統，實現整個公司的閉環管理；

    智能化：實現生產前、中、后各環節的閘口管理；自動整合、分析各類信息，實時提供給需要的管理人員，輔助管理決策；動態的電子看板管理、實現了基于數據的精細化、智能化、可視化監控和決策。

    （3）優化提升了現有的業務流程，形成了信息化體系下的新業務模式：

    職責更加清晰：通過與ERP等系統的集成，通過現場掃條碼收料，通過例外轉序的有效跟蹤監控，通過有效的閘口管理，使得部門之間的職責劃分愈加清晰，是倉庫的問題，還是工位的問題，是上個工位還是下個工位的問題，一目了然，避免了很多職責不清的問題；

    考核體系量化：通過與短信平臺的集成，現場的各種問題被實時有效的傳遞到各職能部門，改變了過去各部門響應現場的工作模式，而且各部門對生產現場的響應情況被真實的記載，提升量化了人員考核的手段，優化了對現場問題的響應速度。例如質檢員接到短信即去現場服務，響應時間和效率大大提高，考核更加有效和量化；

    管理人員信息實時化、決策清晰化：將工位現場的各種數據實時記錄，通過各種展示方式實時的匯報給相關的領導，改變了領導聽報告、看紙質圖表、跑現場的工作模式；管理人員輕松的獲取第一手的有效信息，問題判斷更清晰，實時的決策更加精準。

結語

    精益管理模式是制造業公認的最有效的生產管理方式，是新世紀的主流管理模式。但是，隨著近年“智能制造”的趨勢，傳統的精益實施方法已難以適應發展的需要。

    精益生產的思想融入到數字化制造的各個環節，通過相關IT系統和業務的融合應用，并通過制度確保效果的持續化，我們稱之為“數字化精益”。而企業要想從傳統精益推進到數字化精益，必須要經歷信息化的深度應用，概括來說就是：先進的生產管理方式要靠先進的技術來推動，反過來，先進的技術也要和先進的生產管理方式融合起來。

    浦鎮公司基于工位制節拍化生產的制造執行系統的應用，正是在這條道路上的一次積極的探索，為數字化精益的真正落地提供了行業典范。

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本文標題：基于工位制節拍化生產的MES系統應用

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