以MES銜接IT與OT 落實智慧製造資訊管理

MES能串聯多個工廠、站點及供應商與即時資訊，並整合企業現有應用系統，有助管理者即時掌握生產現場動態，迅速下達最精確的決策。來源：Siemens

曾有過一篇以「工業4.0不是什麼」為題的精闢文章，解開了多數人對於工業4.0的若干誤解。比方說，作者直指工業4.0不是「機器人」，因為德國早在工業3.0時代即運用機器人，其他一些過往對於工業機器人使用率較低的國家，如今為了實現工業4.0拼進度，才特別強調機器人，但持平而論，機器人絕非工業4.0重點所在，就算勉強是，頂多也圍繞在具備M2M的智慧型機器人。

此外工業4.0不等於智慧設備，因為智慧設備的角色與機器人很類似，都是企業邁向工業4.0目標過程中的重要手段，但仍不宜反客為主躍居要角；不僅如此，其餘包括物聯網、工業電腦，也都存在相同狀況，它們都不直接等於工業4.0。

而工業4.0其實也並不等於製造執行系統(Manufacturing Execution System；MES)。事實上，此項論述並無錯誤，因為MES是成就智慧工廠的重要成份，但儘管如此，也只能算是工業4.0的其中一環而已；意欲實現智慧工廠，需要仰賴資訊技術(IT)與操作技術(OT)的完美融合，而MES僅象徵OT的一部份。

話雖如此，沒有人可以否定MES之於智慧製造、智慧工廠的重要性，因此若把MES視為實踐智慧造所需的重要資訊管理系統之一，其觀點絕對正確，並無謬誤之處。

工業4.0不等於MES  但仍少不了MES

既然處在工業4.0時代，MES顯得愈來愈重要，也有愈來愈多的製造企業，紛紛著手補強或導入MES系統，那麼就需要回歸到初衷，先看看MES究竟代表何等涵蓋。按MESA(Manufacturing Enterprise Solutions Association)對製造執行系統MES的定義，在產品從工單發出直到成品完工的整段歷程中，MES足以發揮訊息傳遞功效，對於優化生產活動產生關鍵性的影響。

換言之，在產品產製的過程，負責生產製造任務的人員，可憑藉MES即時傳遞的精確資訊，適時做出正確的應變，一方面減少無附加價值的生產活動，二方面也可望有效提高作業效能，由此看來，MES可謂一道關鍵軸心，讓企業內部與供應鏈之間的重要生產訊息，能夠及時雙向流動，是企業賴以提升投資報酬率與淨利水平、改善現金流、加速庫存週轉與保證及時出貨的必備利器。

也許有人存在諸多疑問，例如早在工業4.0概念萌芽之前，生產活動早已存在，為何過去不談MES、現在卻要談？事實上，MES絕非此刻才誕生的新系統，它已存在多時，今昔的差別，並非從無到有，而是從Nice-to-Have進階到Must-to-Have，只因當前正在興起巨大的工業變革，迫使產品研發週期愈來愈短，如果企業依舊奉行大量生產策略，唯恐產出一些過時品，不利於營運的可持續發展，因此需要借重可靠的市場預測與規劃，並佐以大量精確的營運數據。

在此前提下，企業不但需要倚靠強而有力的ERP，催生有效的生產計劃，也需要在工廠端部署完善的營運管理系統，承載ERP生產計劃的執行重任，並作為銜接上層執行系統與現場作業控制層的樞紐。

綜觀一般的MES系統，通常內含製程管理、訂單管理、物料管理、生產排程、品質管理、設備管理等攸關生產活動的重要機能，除此之外，也提供一些對於外部系統的整合介面，譬如ERP與PLM。

所以可以這麼說，MES是將企業生產製造所需要的核心資訊，包含訂單、供應商、品管、生管、物管乃至設備保養等流程訊息加以整合的系統，企業可視訂單、產品或交期的實際變動狀況，彈性調整MES參數，據此實現庫存管理最佳化、降低採購成本，並大幅提升準時達交率，使企業的工廠及產線都邁向智慧化，繼而從容管控少量多樣的客製化生產模式，不會礙於頻繁變動而自亂陣腳。

有人這麼說，隨著工業4.0、智慧工廠蔚為顯學，如今企業關注的軟體應用焦點，不再僅定於ERP一尊，已逐漸轉向MES，而企業對於MES的期望值，也有普遍提高的趨勢，不僅需要與ERP對接，協助ERP填補能力缺口，將企業管理觸角延伸到現場自動化、設備數據擷取等環節，更需要針對現場控制系統進行資料整合，甚至納入產業規範與知識管理；所以很明顯的，MES不再是聊備一格的配角，而是牽動智慧製造基礎資訊化程度的當然要角。

至於ERP與MES的差異，在於前者定位在企業資源管理層，管控的週期以月、週、日為時間軸，一旦接獲訂單，即可向下傳遞工單至生產現場，但此後想要接著對於現場執行管控，則力有未逮，反觀MES定位於執行層，帶有承下啟下的使命，承接ERP下達的工單後，便即時發送到產線，進而對現場數據進行擷取蒐集，其採用的管理時間單位，則可精細到現在、也就是即時。

另外，ERP普遍為人熟知的管理功能，主要落在產、銷、人、發、財等構面，MES則主掌工單派發、製程管制、SPC品質控管、整體設備效益(OEE)分析、產品履歷追溯等功能範疇。

MES與SCADA  並列智慧工廠骨幹

值得一提的，每當談論智慧工廠、智慧製造的骨架，許多專家皆不忘提到兩大關鍵系統，其一是MES，另一則是SCADA，後者負責提供系統監控與資料擷取等重要功能。難免有人好奇，MES與SCADA又有哪些顯著不同？

關於SCADA，它的目標很明確，即是藉由資料的擷取與監控，據以產生電力、空調、門禁、製程等等各種設備資訊，適時反應這些設備的即時運作狀態，倘若設備出現異常，管理者從遠端便可即時掌握，縱使沒有異狀，管理者亦可善用SCADA所傳數據，建立長期的設備維護資料庫，可用以優化調整維護人力資源配置，進一步強化設備機台的維護品質與運作效率。

而SCADA採集到的資料，可即時提供予MES，幫助MES精準追蹤管理生產活動中的在製品、原料、機台狀況、製程預定生產狀況，及實際生產結果，俾使管理單位能做出最正確的決策。

回顧過往猶未導入MES時，多數製造企業面臨的情況是，必須動員可觀的人力工時，執行現場資料的抄寫動作，由此衍生諸多盲點，無助於提升工廠管理效率，這些盲點包括了所得的資料往往不具時效性，不利於管理單位即時掌握現場狀況，以及重工製品的執行進度。

其次，不同生產部門所提出來的資料，無論格式與定義都未必一致，導致資料過於雜亂，難以有效率地予以整理分析，也不利於後續檢討改進。種種盲點，都可望拜MES的導入，而獲得有效改善。

目前已有不少企業，基於工業4.0目標，迫切需要先讓生產流程走向透明化，於是決定導入MES，而在滿足了生產活動資訊的即時取得以外，也冀望借助MES指引「最短停滯路徑」，幫助管理者做出最有效的派工投產規劃，以利提升生產效率、縮短產品交期。

另一項好處是，時值少量多樣生產模式蔚為常態，每當作業員操作機台，第一步動作即是根據生產任務所需，下載對應的生產配方，但不可否認，由於各企業所同時擁有的配方種類很多，所以不排除有下載錯誤之虞，此時即可藉由MES建立防呆機制，避免產生錯誤。