摘要:本文介紹了制造執行系統的主要功能,并根據制造執行系統的原理設計和應用了制造執行系統,根據成本管理數據歸集的要求,通過該系統完成了成本數據的歸集,最終實現了車間成本管理。
關鍵字:MES 成本數據采集
1.引言
當今社會,企業競爭激烈,優勝劣汰。加強成本管理是提高企業產品競爭力的有效方法。成本核算是企業會計工作的重要內容,正確的成本信息是企業制定決策的重要依據。企業為了解決成本管理問題大多寄希望于會計電算化軟件的應用,但是由于現階段的會計電算化軟件不能實現成本數據信息的自動收集,還需要人工方式建立成本數據信息,因此,從成本管理的角度來看,現階段的會計電算化軟件只不過起到了“借助于計算機”的手工記帳的作用,成本核算的方法和管理機制與以前還是一樣,其作用必然是不明顯的。
對于制造業而言,企業的成本主要發生在生產過程,承擔生產任務的是企業的生產車間,因此,車間的生產成本管理必然是成本管理中的重點,它是企業或會計電算化軟件的成本數據歸集的重要來源。
2.制造執行系統
很多企業采用ERP(Enterprise Resource Planning,ERP),JIT(Just In Time,JIT)等理論為生產管理提供了有效的解決方法和工具。但是,由于車間生產管理強調生產計劃的執行以及生產現場數據的采集和回饋,而ERP,JIT等強調企業的計劃性。因此,在車間生產管理和控制上,ERP,JIT等就顯得力不從心。這一間題直到出現“制造執行系統”這種理論才算完全解決。
20世紀90年代美國先進制造研究機構(Advanced Manufacturing Research, AMR)提出了“制造執行系統”(Manufacturing Execution Systems, MES)概念,并將MES定位于重點解決車間生產管理問題。美國先進制造研究機構AMR將MES定義為”位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”,它為操作人員/管理人員提供計的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態等信息。
MES在企業信息化系統中起著承上啟下的作用,它在ERP系統產生的生產計劃指導下,收集底層控制系統的與生產相關的實時數據,安排短期的生產作業的計劃調度、監控、資源調配和生產過程的優化工作。MES的功能如圖1所示,圖中也給出TMES與其他應用系統之間的集成關系。

(1)資源分配以及狀態管理:對資源狀態及分配信息進行管理,包括機床、輔助工具(如刀具、夾具、量具等)、物料、勞動者等其他生產能力實體以及開始進行加工時必須具備的文檔(工藝文件、數控設備的數控加工程序等)和資源詳細歷史數據,對資源的管理還包括為滿足生產計劃的要求而對資源所作的預留和調度。
(2)工序級詳細生產計劃:負責生成工序級操作計劃,即詳細計劃,提供基于指定生產單元相關的優先級、屬性、特征、方法等的作業排序功能。其目的就是要安排一個合理的序列以最大限度地壓縮生產過程中的輔助時間。
(3)生產調度管理:以作業、訂單、批量以及工作訂單等形式管理和控制生產單元中的物料流和信息流。生產調度能夠調整車間規定的生產作業計劃,對返修品和廢品進行處理,用緩沖管理的方法控制每一點的在制品數量。
(4)文檔管理:管理與生產單元相關包括圖紙、配方、工藝文件、工程變更等的記錄/單據。該部分還完成包括對存儲的生產歷史數據進行維護的操作。
(5)現場數據采集:負責采集生產現場中的各種必要的實時更新的數據信息。這些現場數據可以從車間手工輸人或由各種自動方式獲得。
(6)人力資源管理:提供實時更新的員工狀態信息數據。人力資源管理可以與設備的資源管理模塊相互作用來決定最終的優化分配。
(7)生產質量管理:把從制造現場收集到的數據進行實時分析以控制產品質量,并確定生產中需要注意的間題。
(8)生產過程管理:監控生產過程,自動修正生產中的錯誤,提高加工效率和質量,并向用戶提供糾正錯誤和提高在制產品生產行為的決策支持。
(9)生產設備維護管理:跟蹤和指導企業維護設備和刀具以保證制造過程的順利進行,并產生除報警外的階段性、周期性和預防性的維護計劃,也提供對直接需要維護的問題進行響應。
(10)產品跟蹤和產品數據管理:通過監視工件在任意時刻的位置和工藝狀態來獲取每一個產品的歷史記錄,該記錄向用戶提供產品組及每個最終產品使用情況的可追溯性。
(11)性能分析:能提供實時更新的實際制造過程的結果報告,并將這些結果與過去的歷史記錄及所期望出現的經營目標進行比較。
3.MES中成本數據采集方法
現行的車間成本核算多以手工為主,導致成本信息提取緩慢、精確性低,難以實現成本控制。現有的MRPII甩RP系統或會計電算化軟件,都是屬于企業的上層管理系統,其成本核算也是屬于企業的一級核算。國內也有一些企業,根據車間具體核算方法,開發了一些單獨計算車間成本的軟件,但成本數據的歸集也是通過樸素的手工方式進行,因此也難實現車間生產成本的管理。
制造執行系統的一個重要功能是負責采集生產現場中的各種必要的實時更新的數據信息,它有一套機制和方法實現生產現場數據的采集。因此按照成本管理的要求,可以在NES系統中專門設計針對車間成本管理的一些數據采集項目,如原材料種類和消耗數量等。
3.1 車間成本管理的內容
車間成本管理包括成本核算、成本分析、成本決策、成本計劃等。車間成本是車間生產所發生的各項費用轉化而來,主要包括以下一些費用項目。(1)直接材料;(2)直接人工;(3)制造費用。車間成本管理主要是監督、控制車間費用的發生,為車司管理提供決策依據;合理安排生產人員和非生產人員,做到生產成本的實時控制,為企業的成本核算提供及時、準確的數據。
3.2 MES中成本數據采集項目
根據上面的分析,單對車間成本管理而言,MES需要設計和采集的數據項目有:(1)各種零部件每道工序的操作人員信息,包括完成本工序的全部操作人員的姓名、操作時間等;(2)承擔本道工序生產任務的設備信息,包括完成本工序的全部設備名稱,設備的操作時間等;(3)本道工序使用的原材料種類和數量;(4)車司各種制造費用數據采集。在MES中設計相應的成本數據采集項目,可以由生產活動直接產生財務數據,把實物形態的物料流動直接轉換為價值形態的資金流動,將生產所需物料的當前位置、數量、狀態和價值進行統一管理,實現了物流與資金流的集成和統一,保證了生產和財務數據一致。財務部口能及時得到資金信息并應用于成本控制,通過資金流動狀況反映物流和生產經營情況,隨時分析企業的經濟效益,參與決策、指導和控制生產經營活動。
4.應用實例
根據上面的基于MES的車司成本數據采集、歸集的思想和方法,筆者設計了針對某大型機車制造工廠的車間MES管理系統,并在MES系統中增加車間成本管理子系統,MES系統與企業其他應用系統的關系如圖2所示。
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圖2 MES系統與企業其他應用系統的關系[/align]
ERP將車間生產計劃、BOM/圖紙/工藝文件、企業生產資源等信息傳遞到MES, MES中車間作業計劃管理根據車間生產計劃形成工段生產計劃;工段作業管理包括工段日生產計劃的編制、對設備和操作人員下達日生產作業任務、工作票的回收管理(成本信息的采集)及統計日生產進度等功能;車間物料管理建立物料臺賬,對庫存物料進行記錄、查詢和維護以及物料收發流水賬的維護及管理等;車間勞資人事管理進行工時核算、定額核算、指標核算和計劃核算;進行職工生產能力平衡核算、個人定額統計、班組定額統計和單位產品實際消耗統計等;根據職工的出勤情況匯總職工的考勤統計;根據班組、個人的得分情況;進行班組、個人的獎金工資核算;車間質量管理生產質量數據管理,完成車間班組綜合管理考核信息、質量信息管理數據、質量檢驗數據的管理;關鍵工序質量數據分析,對關鍵工序關鍵項檢驗的數據進行維護和分析。將廢品信息傳遞到車間成本管理、車間勞資人事管理、車間物料管理系統。產品數據管理模塊主要是對產品結構數據(Bill Of Materials, BOM)和產品加工工藝數據以及車間生產中所需的其他各種基本數據的管理;車間成本管理則對上述各個子系統收集的產品成本信息進行歸集和統計形成車間成本核算,并將這些信息傳遞到企業的財務軟件系統進行企業的成本核算和成本管理。通過該應用模型,可以看出企業的成本信息的采集和歸集完全與產品的生產過程同步,其數據的真實性得到保證。
5.結論
本文在制造執行系統理論指導下,研究了車間成本管理與先進的生產管理模式相結合的方法,從而使得MES成為企業和生產車間的成本信息和數據采集的一個重要的手段,也必然會提高企業的成本核算的準確性。