西門子MES解決方案SIMATIC IT在乳製品行業小試牛刀

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競爭的白熱化，緊縮的產品利潤，食品安全保障，越來越苛刻的法規要求和全球化的市場與品牌維持的重要性對乳品行業的企業提出了更高的要求，實施 MES將是企業唯一的出路。 　　　　 自從“十一五”製造業資訊化為MES正名，國內MES需求逐漸升溫，恐怕現在搞資訊化不知道MES的實在不多。MES（製造執行系統）最早是出現在1992年美國先進位造研究機構（AMR）提出的三層企業整合模型（圖1）中，一個完善的企業生產管理系統，需由以下三種部分構成：以ERP、MRPII為代表的企業管理計劃層，以SCADA（資料擷取與監視）、HMI（Human Machine Interface）為代表的生產過程式控制制層，以及實現操作過程自動化、支援企業全面整合的MES執行層。

圖1 AMR三層企業整合模型[/align] 　　　　

從模型可以看出，製造執行系統MES在計劃管理層與底層控制之間架起了一座橋樑，填補了兩者之間的空隙。一方面，MES可以對來自於MRPII、ERP軟體的生產管理資訊進行細化、分解，將來自計劃層的操作指令傳遞給底層控制層；另一方面，MES可以採集現場裝置、儀錶的狀態資料，以即時監控底層裝置的運行狀態，再經過分析、運算和處理，從而方便、可靠地將控制系統與資訊系統整合在一起，並將生產狀況及時反饋給計劃層。 　　　　

目前國內使用者對MES的理解開始進入實用階段，MES先後在石化、鋼鐵、菸草、半導體等行業得到推廣，逐漸發揮其承上啟下的重要作用。然而根據波士頓諮詢公司（Boston Consulting Group）所提供的2004全球MES項目調查結果顯示，安裝MES系統數量排在前幾位的分別是食品飲料、化工、製藥、汽車零配件和電子裝配業。乳製品所屬的食品飲料行業更是高居榜首。因此本文選取食品飲料行業頗具代表性的乳製品加工，從該行業特點、使用者需求出發，通過生動的MES成功案例來剖析MES在乳品行業的應用及企業使用者受益，最後對MES系統選型提幾點中肯的建議。 　　 

乳製品行業需要MES 乳品行業競爭越演越烈，企業競爭白熱化，先後爆發了“奶源大戰”、“奶牛價格大戰”、“廣告大戰”等，對奶源的爭奪，對營銷市場的爭奪，無形中使得企業製造成本費用大幅增加，然而企業“牛奶價格大戰”連綿不斷，促銷的結果是各大企業乳品競相降價，有的甚至賠錢銷售，企業利潤空間日益緊縮。 　　 如何在大環境不變的情況下，通過內部最佳化工藝、流程，提高裝置的使用效率來降低製造成本成為乳品企業非常關心的話題。 　　　　 民以食為天，追求健康生活是全人類共同的追求。所有快速消費品企業都有一個底限，那就是安全。乳製品保質期短，是非常容易變質的食品，如果品質在原奶、生產、流通、銷售環節保證不了，稍有不慎就可能出現個別產品的安全問題，其風險性可想而知。把優質放心的牛奶送到消費者口中，還必須保證它的口味與營養，這就要求企業採用更加迅速、可靠的系統來管理流程。 　　　　

企業除了要滿足食品行業現有的食品安全生產、品質保證體系HACCP等標準，原先在製藥行業推廣的較為嚴格的法律法規，如GMP，逐漸引入到食品業。這就要求生產製造商的系統具備電子簽名、電子記錄、審計跟蹤，自動、標準的報表功能。而不斷引入全球範圍內的更高標準，保證提供給消費者更高品質的產品將成為一種趨勢。 　　　　

大企業在激烈的競爭環境中更容易生存，在企業規模不斷做大的同時，企業也十分關注通過兼并、收購來的奶廠如何納入到整個企業的品質管理體系中，保證不同工廠生產出同一品牌的產品品質是相同的。2008北京奧運提出“任一產品回溯問責功能”的要求將重新定義中國食品業的安全管控標準。參照國際標準和發達國家標準制定的奧運食品安全準則，要求食品都加貼電子標籤，實現全程跟蹤。這也意味著從原奶驗收、成品出庫到進入市場的產品必須具備一套完善的產品跟蹤系統，從消費者手中的一包牛奶，可以快速回溯到生產、銷售的每一個環節。 　　 

達能的MES解決方案 達能集團以其品牌的活力和實力著稱。它的三大核心業務——鮮乳製品、健康飲品、餅乾和穀物快餐，使它在迎合消費者口味方面已經佔據了越來越重要的地位。達能之所以能夠享譽全球並始終佔有領先地位是由於其能夠很快地做出調整以適應不斷變化的市場。在西班牙，達能也是當地最大的乳製品製造商。西班牙達能公司在實施SAP後，一直希望對現有生產過程和資料流進行最佳化，確保管理和生產之間的高效整合和溝通。同時通過整合工廠中不同的流程和系統實現前加工、後加工一體，來避免同樣的資訊在不同系統之中被手工地傳遞和處理，導致錯誤、延遲和效率低下。另一方面，公司希望提高生產過程的即時可視性來降低成本、改善排程和最佳化資源使用率。所有的這些需求都必須由一個標準化的解決方案來滿足，即使未來業務增長帶來了變化，系統也很容易進行修改和維護，並且只需較小的努力就可以推廣到集團的其他工廠。 西門子的MES解決方案SIMATIC IT最終協助達能完成這一重要使命。第一階段，SIMATIC IT整合灌裝線，實現工廠地區監視、生產資料擷取、關鍵效能指標KPI計算、生產訂單管理、批次分析、人員管理、維護管理及品質資料共用。第二階段，SIMATIC IT又成為SAP與不同工廠地區，原奶處理、成品灌裝和優酪乳發酵之間的Data Integration平台。如今，整條生產線必要的生產資料通過SIMATIC IT匯入SAP系統。每天生產開始，所有與生產相關的主要資料（產品資料，物料清單，生產資料等）從ERP下載到MES，MES再將這些資料分發給工廠的其他系統；SIMATIC IT還負責將來自ERP系統的生產訂單下載並傳遞給生產系統；訂單狀態即時重新整理，由SIMATIC IT反饋到ERP，每次灌裝線訂單狀態發生變化（例如訂單開始執行或結束），ERP都會從SIMATIC IT收到關於績效、時間、品質等訂單資訊；每生產出一托盤產品，系統就會為內部物流訂單產生確認資訊，包括從MES向SAP傳遞的關於這個托盤的即時訊息。 　　　　

在西班牙達能，現在可以線上地獲得生產資料和關鍵效能指標KPI。資訊流的自動化提供了對生產工藝、流程管理進行最佳化的可能。工廠系統間的自動化即時資料的整合確保從上到下的工廠可視性。自動樣品採樣、品質資料共用和維護管理協助達能在法規遵從性方面也取得了非常大的優勢。達能使用者最後補充道，SIMATIC IT 解決方案如此靈活，在現有工廠的基礎上修改，很快就可以在新生產線上完成實施，這也意味著，僅需要很少的重新設定就可以滿足新增功能的要求。

 

圖2 西班牙達能基於SIMATIC IT的MES系統構架　　 

SIMATIC IT西門子的MES SIMATIC IT是西門子推出的先進的MES解決方案，其在達能的實施為我們生動地展現了一種全新的製造執行系統範例，它能為早期IT系統提供更好、更經濟的整合方式。SIMATIC IT嚴格遵循ISA-95國際標準，提供最權威、最完整的MES功能。通過簡單配置、修改便可適用於其他工廠的優良效能，歸功於其強大的對生產工藝、製造流程進行建模的能力，以及平台化、組件化的構架。所提供的豐富可重複使用的“庫”將靈活定製解決方案與提供穩定標準化的產品結合起來，使SIMATIC IT能夠很好地滿足達能特定的品質和生產方面的要求。 　　

SIMATIC IT 現在作為不同達能工廠合作和生產流程建模的平台。它將工廠自動化層和企業ERP層無縫串連，實現了最佳化生產管理和控制的目的。從工廠的自動化層，SIMATIC IT 即時地採集現場資料並且進行統一儲存用於今後的分析。對關鍵效能指標KPI的即時監控可以提高對工廠例外狀況事件的反應能力，從而改善對整個流程的管理。SIMATIC IT 伺服器實現了與ERP層的整合，保證了不同的工廠生產系統和SAP之間連續、透明的資訊流，成為溝通企業級業務系統（制定生產的高層決策）與生產過程（生產實現）的唯一橋樑。 　　

SIMATIC IT為達能工廠和生產流程提供了從上到下的可視性，通過跟蹤物料在工廠中的流通情況，為每一種物料建立完整的族系圖，允許根據產品族系向前、向後的追溯，可以識別並立即準確回答任何與品質相關的問題。該功能可以跟蹤追溯特定產品是由哪些原材料批次的製成，以及具體原材料的批次是被用在哪些成品的批次上。乳品企業可以利用該系統，從消費者手中的任一牛奶批號，快速回溯到原奶驗收、巴氏、UHT、罐裝生產的每一個環節。一旦遇到產品召回，產品族系追溯可以協助確定責任風險並採取有效措施，將企業損失降到最低。SIMATIC IT 協助達能西班牙增強了面對未來挑戰，滿足消費者需求和應對不斷變化的法律法規的能力。 　　　　

基於SIMATIC IT的MES解決方案在達能的實施案例介紹只是起到拋磚引玉的作用，應用西門子SIMATIC IT 的好處還有：

•提高生產效率，改善計劃排程

•最佳化資源利用，減少停機時間，增加產出

•增強工廠和生產流程的可視性

•提高對工廠例外狀況事件的即時反應能力

•改善物料流通效能，提供全面產品跟蹤追溯

•提高操作員間互動、規範操作流程

•準確計算關鍵效能指標，分析最佳化流程 　　 

MES選型的幾點建議 現在仍有許多MES項目是通過招投標來確定產品和供應商，其實單用價格來衡量並不適用於此類管理型軟體。因為價格不是決定性的，如果性價比不好，買來反而無用。所以選擇MES系統，不僅僅著眼於價格、技術，還需考慮多方因素，如公司實力、產品功能對需求的滿足程度、實施能力等等。 　　

1．明確企業需求，是邁向成功的第一步 瞭解實施MES的目的，是企業做出正確採購決策的前提。如果沒有明確的需求，就會被產品供應商牽著鼻子走，選型的過程變成了軟體測評博覽會。大多數時候，使用者選擇MES系統會參考電腦、自控中心的意見，而IT人員由於專業的限制會比較看重系統整合、維護效能，包括二次開發技術、介面風格是否符合個人喜好等問題，導致MES選購捨本逐末。另一方面，要明確資金投入，MES涵蓋面很廣，只有清晰瞭解預算狀況才能準確地限定系統功能，找到能立竿見影的解決方案。有了明確的需求，企業可以根據需求和產品提供功能的匹配程度來選擇合適的產品。 　　

2．選擇最佳性價比的產品 選型的時候，不能只看一次性投資的部分，還要仔細考察產品架構，靈活性和開放性。不好的技術架構會導致昂貴的總體擁有成本。而且企業的製造流程不會是一成不變的，市場需求的變化、新產品的問世、投產都會要求修改流程，因此MES系統也會經常調整。如果MES系統架構不好，柔性低，就會在系統介面、可配置性、功能間整合性上留下隱患，使得系統修改、維護成本直線上升。最後一點，在實施MES系統之前，企業已使用了一些小而精、使用較成熟的電腦輔助系統，那麼不能由於選用了MES而放棄已有的投資，因此MES與已有系統的相容、整合，也是MES選型中需關注的一個因素。 　　 3．選擇專業的項目實施團隊來規避項目風險 如果選擇的產品是由一家業界口碑較好、資金、技術實力過硬廠商提供，很多使用者彷彿就放心了。其實不然，產品固然重要，沒有好的實施項目團隊，也一樣會導致項目失敗。MES是一個公司專屬應用程式管理軟體，實施過程不是簡單的軟體安裝，還有使用者需求細化、功能設計、系統設定和大量的培訓工作。現在有許多管理資訊化項目實施，前期項目目標定義模糊，實施過程中需求範圍不斷蔓延，實施周期難以控制，最終導致項目失敗，所以項目實施團隊和實施方法也是關鍵。特別是MES項目，它需要專業的項目實施團隊，不僅具備深厚的行業知識（Know-how），還要有豐富的項目實施經驗，這樣實施過程有了保障，才能有效規避項目風險。 　　 結束語 最後要記住，任何軟體系統都不是萬能的，MES也一樣，它真正的意義在於協助企業提高製造管理的水平，通過規範流程，來降低成本，提高效率。系統使用的好與不好，不完全在於實施，還在於企業對這種先進管理思想的理解與應用！

 

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