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信息化在企业中的应用与分析


电子加工企业海外发展——信息化
一、 信息化系统对制造型企业的作用及其必要性

制造型企业启用信息化管理手段来实行车间管理是很有必要的, 其能给 生产企业带来如下好处: ——提高工作效率; ——降低成本; ——填补管理漏洞; ——提高决策水平; ——提高企业核心竞争力; 但是在现实中,信息化系统还是存在一些尴尬: ——信息化究竟能带来多大的经济效益: ——值不值得投入:人力、资金; ——值不值得过问:领导亲自。 ——实际很难量化评价。 但考虑到与进一步观念更新, 企业生产信息化管理已不仅作为一种投资 考虑,信息化正变成企业“生存和发展的必要手段”——即以最少的员工来 维持企业的正常、 高效运转,为此企业必须借助高效的信息系统来实现这样 的目标。 二、 制造型企业信息管理系统概念介绍

制造型企业信息化系统基本定位在六个主要的业务领域, 由六种主要的 IT 系统来表示: 企业资源计划 (ERP—SAP) 生产执行管理(MES) 供应链管理(SCM) 产品生命周期/数据管理(PLM/PDM) 办公自动化(OA) 客户关系管理(CRM)

这些信息系统通过企业本身需求所确定的现场数据采集/管理平台(比 如:上通公司 FGI 系统) ,进行有机结合,构成生产企业信息化的重要组成 部分。

其中,SAP(Systems Applications and Productions in Data Processing)即 是 SAP 公司名称,也是 ERP(Enterprise-wide Resource Planning)解决方案的 先驱,目前应是世界排名第一的 ERP 软件。其下已包含供应链管理(SCM) 、 企业资源规划(SAP ERP) 、客户关系管理(CRM) 、产品生命周期管理(SAP PLM)…等。 MES(生产执行系统) 、FGI 属于中间层级至基层采集现场数据的定位。 可由其单独形成汇总平台,或回写给上述顶层数据系统 CAM 计算机数值控制系统(简称数控) 、CAE 计算机辅助工程、CAD 计 算机辅助设计、OA 办公自动化,皆属于辅助型独立的系统平台。 三、 制造型企业信息管理系统的选择与人员构成

生产型企业实施信息化时,关键在于选择什么信息系统,其中以软件系 统为重。 可考虑的实施方法: 1、自主开发型 ? 有自己的软件管理及开发团队;

? 自己进行需求分析和系统设计,将编程工作外包,购进并集成少量 外部软件。 2、购入软件型 ? 有少量自己的管理及软件开发队伍; ? 软件系统基本上靠购买市售软件; ? 聘请咨询公司或请软件开发商,或自己结合企业情况进行定制; ? 有时,需要将几个外部软件集成起来。 信息化工作需要有专人维护与管理,建议设立专门的部门(信息化管理 部) ,且为了重视信息系统的应用效果,应在各应用单位(大至股份公司, 小至三级企业的使用部门)中抽取部分使用专员成立决策机构(应用委员 会) 。 定期汇报现场使用情况与反馈意见,不断完善公司的信息化管理系统。 举网上两个例子: 日本大成集团,其一级部门社长室下设立信息企划部,副社长分管 35 人,有一个专门从事信息化的子公司,共约 200 人,其企划部长任该公司社 长,公司约 90 名员工被派到集团旗下各家分公司专门从事信息系统应用工 作。剩下 110 人专门从事企业系统开发与维护工作,不接受企业外业务。 较小公司规模,福建安装,一级部门就是信息部,共 8 人,经理分管信 息化工作,ERP 项目组共 40 人参加,项目结束后,其他人都被提拔到基层, 对信息化应用起到较大的作用。 海外生产基地的系统维护人员建议都派遣国内股份公司或上级公司人 员把控,培训人员统一由股份公司安排派遣,当地不设专职信息化管理员。 四、 有关高效可持续发展的信息化管理系统的一些认识

1、高效的信息系统的特征 各级子系统统一进行用户权限管理; 各级子系统构成一个有机整体: ——数据只需要在产生的地方录入一次 ——相关数据可以自动更新 ——为各层用户提供个性化的界面 2、信息系统的几个使用功能及展示平台:

(1)系统的记录功能: 对现场过程中的任何数据都会留下痕迹(包括更改) ,给管理者一种十 分可靠、 十分安全的感觉, 不用担心个别管理人员在系统中做手脚导致无据 可查。 (2)系统的报表功能: 可以使用户方便地从多个不同的角度去看有关数据。 强有力的功能为管 理者提供了高效的管理工具和手段, 从而能够很好地把握企业业务的现状和 发展趋势,从而及时作出有效的对策。 (3)系统的高度的数据整合能力: 即数据形式的一致性由系统得到保证。 管理者不用担心来自不同下属企 业的数据会出现不一致的情况。这样一来,管理者在进行决策时,就不用担 心被不一致的数据所干扰,从而提高决策的效率。 3、企业信息化不是一劳永逸的: 信息系统也是有寿命的,主要软件厂商至少一年升级或维护一次,信息 化投入应该常态化; 4、信息系统与客户的双向性: 信息系统应该适应客户的现场需求变化; 同时,企业的组织机构、工作流程也会因信息系统而逐渐发生变化、改 进。 五、 生产过程现场的信息化管理规划

建议根据股份公司 SAP、 PLM 的规划方案来确定顶层数据源软件的数据 传输方式与功能分配。 据目前了解,由 PLM 系统主责产品设计开发、工艺设计开发过程中的 数据管理,并将产品 BOM、工序 BOM、工程配置、版本管理等数据信息传 输给 SAP 系统,由 SAP 系统根据销售订单、生产计划等业务情况调用、生成 生产订单、生产 BOM 等数据信息,并下达粗略的生产指示信息。 此时 MES/FGI 系统中间介入, 分解 SAP 生产订单为各级子订单, 并推送 至各工序乃至工步+,届时,操作员通过扫描订单编码(SAP 生成,子订单 可由 MES 或 FGI 生成) 、物料码、产品码、员工码(如扫描工号牌或预设) , 来对产品生产过程的信息实现关联, 再通过各关键工序点检验位置的数据录 入完成各工序点的交接乃至闭环。

上通公司信息化系统样板与交互关系

1、采集码标准化定义 一般生产型企业采用条码化的采集方式来对现场的物料、 产品信息作记 录,这就需要股份公司统一各级单位有关这两种条码的定义。 物料在 SMT 贴片过程有防错料工序, (受公司西门子贴片机限制)该工

序目前只能支持一维码扫描,且物料外包装具有足够的承载面积,故为便于 扫描读取,物料的追溯码标签统一使用“一维条形码” 。 2、现场信息采集过程 (1)智能物流/仓储管理模块 该模块就是将物流管理一体化,即不仅仅是指仓储、配送管理的狭义物 流,而是物资采购完成后(即采购合同签订后) ,把合同执行,监造催缴、 送货接收、仓储库位、出库配送、安装调试、竣工验收的整个过程,都进行 有效的管理和监控。 SAP 系统(或以 MES/FGI 系统辅助) ,必须覆盖以上物流全过程,如果 有些环节已经在其他系统中实现了, 则可以通过股份集团与各级子公司的网 络纵向贯通,以及和 SAP 等 ERP 系统、招标采购、供应商管理、物料管理、 编码体系等横向集成,实现物资或备品备件的全程统一管理。 比如:可以从 SAP 的 MM 模块,获得物料采购合同/订单、供应商、物 料编码、项目编码、交货期等信息,便于 MES/FGI 系统及时、有效地进行后 台操作。 当然, 在产品设计阶段或物料招标阶段, 就要在 SAP 系统中对物料赋予 统一的物料编码, 作为物流操作全过程的唯一识别代码,在各个环节作为数 据操作与查询的基础。 ? 供应链响应速度成为企业关键的成功要素 电子产品的零部件和元器件种类多、 数量大, 随着产品升级换代的加快、 客户需求与市场变化的多样性, 对电子加工企业供应链的响应能力提出较高 的要求。 建立稳定、 响应速度快的供应链体系, 已成为企业致胜的核心要素。 故, 供应商的协同也是物料乃至成品流转的重要组成部分,供应商的生 产节点信息、送货信息等数据,可以由在供应商处搭建 SAP CRM 软件客户 端,由其自助在系统中操作,从而进一步提高物流管理的运作效率。 ? 智能化仓储管理 目标是建立信息化仓库,确保入、出库操作正确,账物一致。因此, MES/FGI 系统需支持传统手工及无纸化处理方式,支持集中式和分布式管理 方式,完成仓库规划、自动材料分配、进仓、定位、补货、拣货、配货、出

仓、调仓、转仓、报损、库存盘点及调整等功能。 1)仓库规划,包含: ? 物资分类区域定义; ? 货品(A/B/C 级)周转率区域定义。 2)收货入库,包含: ? 《到货单》的处理; ? 到货手续办理; ? 货物摆放,确定存放货物的货位、数量、记录。 3)暂存物资管理 确定暂存物资(尚未发至现场或发错退库的物资)的管理策略,比如入 库或领用手续, 如何退回, 由 MES/FGI 系统回写 SAP 系统实现这些管理策略 的操作,确保账物一致,查询正确。 4)转仓、调仓 由于货物频繁地进出仓库,以及货物流动属性、货物来源和作业分布情 况发生变化等原因,仓库内货物的放置不再合理高效,此时,需要按照一定 的原则进行转仓、调仓处理,按照制定的转仓、调仓计划,详细跟踪和记录 每批货的去向和进出情况。 5)出货指令至拣货 MES/FGI 系统自动确认出货指令与《出库单》中货物描述一致,再按照 自定义的批处理方式, 将生产订单数量与库存数量做核对,根据已确定的拣 货方式和其他规则,生成拣货计划,并锁定已分配的物料(即预定该批次待 出库) 。 6)拣货 根据上述拣货计划配货,MES/FGI 系统记录并确认货物数量及货位的更 新。根据生产中心实际入库与出库的数量,可通过电子货位标签的拣选,提 高配货效率。 建议: 在仓库配货操作区的所有料架上, 为每个货位安装一个电子标签, 根据订单数量的数据, 发出出库指示并在货架上的电子标签灯亮,操作员按 照标签指示所显示的数量, 及时、 准确、 轻松地完成最小单位为 “件” 或 “盘”

或 “箱” 的材料或拣货作业。 电子货位标签的拣选, 不仅减少拣选的出错率, 而且大幅度提高拣选效率。

出货→拣货→配料→出库审核 示意图

7)盘点 盘点是对库存实物的清点,并涉及到盘盈、盘亏、报损等处理及权限规 定。 一般生产型企业采用循环盘点的形式, 即一次性有选择性地对部分产品、 物料进行盘点,在此期间,不需要仓库中断作业,并且可以有效地将盘点工 作安排在仓库比较空闲的时候小批量进行。 循环盘点按照生产策略可以分成按货物主次、按产品/材料、按货位等 类别,对于现场按货品周转率定义管理的仓库,还可按照现场 A/B/C 分类, 进行有区分的盘点, 提高效率。这些定义也需事先规划在 MES/FGI 系统的智 能物流/仓储管理模块中。 8)库存报表 库存报表是对存货及仓库各项业务交易的静态和动态的反映记录, 包括 库存货报表、进出仓库明细等。可由物料入/出库审核记录、成品入/出库审 核记录的输入过程作数据采集和报表汇总。 ? 现场及后期管理 材料到货验收的结果录入, 应可支持手持式设备录入和生产中心配料组 凭单据手动录入多种方式结合。

产品安装调试、竣工验收情况的录入。对于运抵工程现场的设备、备品 物料, 可以把安装调试或竣工验收情况通过手持设备录入系统,从而完成物 料的后期物流管理。 (2)产品加工模块 该模块可能涉及零部件,如:PCBA 组件的加工、半成品组装调试、成 品组装调试等工作。各模块皆会涉及“人员、设备(包含加工参数) 、物料 (包含批次) 、环境、测试报告、加工方法的数据采集与汇总处理” 。 定制的 MES/FGI 系统可与 SAP 系统的订单实现实时调整(如:并单、混 单、插单等) 。对于 MES/FGI 不可逆点由 SAP 负责调整。 ? PCBA 组件加工 根据上通公司的产线模式,可分为三类: ? 全自动化流水线(如:SMT) 因涉及的加工设备多为智能设备,由 MES/FGI 系统预先与各智 能设备厂商协商接口读取方式 (有些不止读取还可能回写信号, 如: 在线 AOI 对双面板的产品码采集与程序调用) ,由工艺部门确认加 工过程中有记录价值的加工参数。在加工时,以产品码通过设备起 始扫描点开始记录,以该工序最终检验扫描点结束记录,将该时间 节点内的产品码与加工参数、环境参数绑定(粗略) 。若个别设备 内置影像采集功能,则可根据产品码经过设备扫描点的先后顺序, 提高参数绑定的准确性。 人员信息、物料信息由流水线的操作人员在加工准备阶段录入 MES/FGI 系统,其中,SMT 贴片机可通过西门子自带的防错料系统 采集物料信息(批次信息由 MES/FGI 系统读取贴片机的条码库采 集) ,并可附带抛料率等加工信息。物料批次、录入物料的数量准 确与否,由 MES/FGI 系统读取 SAP 的工序 BOM 来作比对和实时提 醒(其它加工模块的物料采集防错功能类似,不一一说明) 。 ? 半自动化流水线(如:手工插件-波峰焊/选择性波峰焊) 由班组长统一在 MES/FGI 系统中分配班组人员所插物料, MES/FGI 系统应该事先在该图号 PCBA 的备注栏中标明物料与所插

位置的对应关系 (可读取 SAP 或 PLM 中产品明细栏里有关器件位置 的信息,或由班组长每块 PCBA 第一次加工时手动录入,后续系统 自动记录) 。通过,检验员扫描后,PCBA 码与人员、物料、器件位 置等信息将发生关联和记录,同时还可起到一定的比对防错效用。 ? 纯手工加工(如:手工焊接、修焊) 。 由班组长统一在 MES/FGI 系统中一次性扫描发料(条件允许可 以给各组员在工位台处安装扫描设备自助扫描) ,由检验人员关联 PCBA 码与各人员信息。部分使用智能烙铁的单位,还可将焊接温 度等参数与人员关联,至检验扫描后与 PCBA 关联。 以上所有加工过程的环境参数(温、湿度)由安全监控平台定 时(每 15 分钟)汇总给 MES/FGI 系统,与产品关联。 部分智能设备可以通过工艺部门预设的加工标准与实际加工 参数对比,对于超出警戒线的情况,由设备反馈给 MES/FGI,由其 通过看板或 OA 或手机短信形式通知管理人员第一时间至车间指示 操作和排除问题。 ? 成品/半成品组装调试 成品/半成品组装模式一般分为:零部件组装、整机/机柜组装、 散件组装、配对组装四类,组装过程由 MES/FGI 系统根据工程配置 读取 SAP 的产品 BOM 或工程配置 BOM 来确定组装配对的子件与母 件是否正确。 其中“散件组装” 、 “配对组装”因各子级单位的加工模式不同 会有差异。 调试过程中,智能测试设备可自动将测试报告统一上传至服务 器,并与产品码关联。非智能测试的报告,则由测试人员手动在 MES/FGI 系统中上传。在测试过程中,由设计或工艺人员在智能测 试设备中设置测试参数的警戒上、下限,并通过统计过程控制 SPC 的理论,当测试有批量不合格趋势时预警。 六、 展示平台的实时或定时推送

2015 年 3 月在南京开展有关参观迈瑞试剂生产信息架构 MII 的活动,

据现场工程师介绍,现场数据采集与汇总的信息一般可通过 PI 或 MII 集成 接口来定时推送,其中: PI 具备 ERP 的监管功能, 即可对各下级系统的传输接口监控, 杜绝未通 过 SAP 协议认可的系统从中读取数据,保障 SAP 的数据安全性。 而 MII 接口更偏向于接收 MES/FGI 系统的数据接收、汇总与安全性能, 其支持线上配置更改与数据传输, 可不耽搁 SAP 正常工作, 无需暂停或重启 SAP(即节省因系统配置更改的维护时间) 。使用时,可将现场数据或各系统 中间参数记录在 MES/FGI 的 MII 中,定时(迈瑞每四小时)同步至 SAP 主服 务器。 以下是基于 MII 与 PI 集成方案的示意图:

通过以上的图片作解释: 左图:同 SAP 集成的时候,按照 SAP 的建议,需要给每个工厂配备 MII 来进行同步延时数据, 需要实时看见各个分厂的加工数据和设备运行情况就 需要增加一套 HANA,再次进行集成。使用 SAP 方案的好处在于针对 MII 和 HANA 是预制了 ERP 的接口,可以节约 ERP 同 MII 接口的开发费用,MII 同 第三方 MES 集成还是需要第三方厂商来进行针对 MII 的接口开发产生一笔 费用,并且第三方 MES 厂商还需开发同 HANA 的接口,而且需要采购大量 MII 和至少一套 HANA。 结论:MII 可提升传输效率、传输准确性较高,但费用可能不菲。 右图:PI 解决方案是,通过 PI 可以解决实时数据的传输,也可以解决 延时数据的传输,但是同样需要开发 PI 同 SAP 的接口,MES 同 PI 的接口。

从复杂度上来看使用 PI 更加简洁。 结论:PI 结构简单、费用较低,但可能受 SAP 与其他系统的接口开发 点的限制较多。 以上是从下至上的数据汇总路线,若是(从上至下)股份公司至集团公 司乃至各加工企业信息传输,则建议由 OA 独立或与其他管理系统集成,以 链接看报表,邮件/短信形式指示现场操作。


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