UT斯达康MES项目实施与企业信息规划的策略

        1. 引言

        笔者自去年年底起参与了UGS 电子行业的MES产品解决方案在杭州的实施，并担任项目经理与顾问。从那时起，笔者就希望找到一些完整的MES在电子制造行业成功案例以供项目执行的参考，尽管在这期间获得了大量的有关的专家观点、厂商方案与看法、MES的理念性设计及价值宣导，或是MES某些点功能产品的实施案例，却发现没有人或者说少有人能给出一个完整的MES在电子制造企业全面的实施案例，这与10年前的ERP、5年前的PLM在中国制造行业的情形有些类似。本文从UGS MES在UT项目实施的角度说明MES一些经验与教训，起到抛砖引玉的作用。象UT实施MES这样复杂的项目，可以交流的题目很多，本文主要集中在一个主题：MES实施与企业的信息规划，主要内容包括：UT已经实施的MES功能及下一阶段的项目重点；结合UT的实际情况，从MES项目的角度理解如何进行企业信息规划与实施策略的制定。本文不打算对MES的功能、电子制造企业的

业务运作模型、特点、MES对企业的价值意义、实施方法论等做更多的说明，因为已经有大量的文章涉及了这些主题。

        2. UT MES阶段内容与实施策略

        UT斯达康是专门从事现代通信领域前沿技术和产品的研发、生产、销售的高科技通信公司，总部位于美国，有十多个研发中心分布世界各地，其中杭州的UT斯达康是其全球最大的运营、研发及生产基地。UT的产品包括无线网络、宽带、手机以及终端产品。

        UGS自2005年起，在UT斯达康杭州的生产基地进行MES（制造执行系统）第一阶段的项目实施，本项目阶段以UGS MES产品为核心，主要覆盖UT的宽带系统产品，MES系统功能贯穿生产现场的全部基础作业，包括：

物料仓库收料时UPN（唯一物料条码）打印及AVL的校验；
Kitting（配料室）物料的位置及数量的管控；
SMT（表面贴片设备）所需物料表的导入及对料、续料及换料等操作与追踪；
PCBA(印刷电路板装配)与BOX产品工艺路线的定制与管理；
PCBA的生产全过程的防呆管理与追踪；
BOX产品的组装与测试的防呆管理与追踪；
ATE（自动测试设备）测试数据的自动收集；
ATE不良信息的自动录入与人工测试不良数据的录入；
不良标签的管理与分类；
维修中心的Troubleshooting操作及错误类型辅助分析；
系统测试的测试数据保存与追踪；
QA抽检操作及信息保存；
现场物料，包括原料、模板（半成品）及系统（成品）在个体级，即物料UPN及产品序列号（S/N）级别的实时过程跟踪，实时跟踪涵盖大部分工艺路线；
SMT上的物料、维修物料的库存实时管控；
产品追溯与按现场工艺路线记录的过程追溯；
ERP工单（含工单的父子关系）自动导入，MES的工单执行状态反馈，现场工艺路线与ERP工艺路线的动态对应关系、MES现场实时物料信息的反馈等；
将产品数据（CAD Layout、BOM、Schematic电路原理图，作业指导书）的导入MES 并在各个作业环节使用。

        UGS MES的各项功能在上述UT的各业务作业环节已分步部署与投入生产运行，业务数据的完整准确及相应的作业流程优化需要一个持续改进与不断强化的过程，随着系统的使用，正在逐步实现MES在UT操作层面及部门层面的价值目标，这也是MES第一阶段项目的目标。在第一阶段的基础上，UGS与UT共同拟定下一阶段MES项目的系统实施内容，以实现MES在企业层面的价值目标，这包括：

        以MES为基础，建立以业务流程管理（BPM ：Business Process Management）为特征的系统集成框架，包括技术与业务作业流程的集成，理顺MES与ERP、PDM、SCM及CRM系统的关系，即提升至可集成MES( I-MES: Integratable MES

)的水平，争取在基础数据源消除冗余与提升数据一致性、使得系统功能规划与划分更为合理、达到跨系统与部门的业务作业流程的精准、效率与连贯，提升系统的技术可维护性与可持续发展等，实现项目的企业层面的价值，使项目投入的效益最大化，对企业业务的贡献最大化；
 
        制定与外包加工商（EMS）在生产层面的业务集成策略与方案，增强或实施MES已有的功能，延伸生产、QA及工艺管理至加工外包部分，达到100％的产品及过程可追溯；
 
        在UT的业务规划完备的前提下，在MES中实施RoHS的支持功能，以支持企业遵循环保规则的要求；
 
        进一步强化与ERP部分的交互衔接，如MES及工单执行状态反馈、工单修改与完工的流程同步、现场工艺路线与ERP工艺路线的动态对应、MES现场实时物料信息的反馈、现场生产环节的Cycle Time等数据的反馈等；
 
        进一步强化与PDM系统的衔接，在强化现有的CAD系统及工艺管理系统的基础上，深化与MES的集成，如可配置BOM、替代料、ECR/ECN/ECO 等方面有更完善与优化的解决方案；
 
        完善仓储物料管理系统与生产设备管理系统的功能以及与MES的集成；
 
        MES的条码管理一直延伸到仓库中的成品出货，通过扫描包装箱条码，与系统中出货清单对比，防止出货中的错误产生。可以追溯问题发生的原因及源头；
 
        在UT的业务规划完备的前提下，提升MSD的管控。

        上述第二阶段的系统的实施的更倚重于业务流程的重构与优化（BPR/BPO），也就是说，MES系统功能的扩展与实施只是实现业务目标及价值的技术手段而已。为什么我们如此规划UT的MES实施项目呢？这就是接下来要谈的关于企业信息化规划与实施策略的问题。

        3. 企业信息规划策略

        就整个行业而言，MES尚处于起步阶段，国内外目前尚未有一个详细的、标准的、被广泛应用的MES接口定义，由于MES更着重于经验性、细节层面的功能，各个细分的行业在MES层面的特性很多、共性较少，实际上也不太可能最终出现大家普遍接受的标准，其共同的认知很难达到如同ERP一般的程度。同时，MES不可避免地要同其它系统衔接，涉及不同应用软件供应商、不同的企业用户部门、不同的企业项目主导部门，业务功能所对应的系统功能的划分、接口定义及流程衔接往往成为的难点，成为项目实施的障碍。

        在UT的MES项目启动之前，UT已经完成了第一期的ERP实施项目及部分CAD与PDM的功能，UT还有一个根据经验自行开发的FCS系统，实现了很多特殊的经长期使用的车间作业层面的点功能，但根据笔者多年的企业应用规划与实施经验，UT在规划与实施ERP与PDM项目的时候没有充分考虑企业应用最为棘手的生产管理部分，以及业务流程跨部门集成部分，因此，当MES项目启动时，由于不得不涉及车间的生产管理，MES也就注定了无可避免的成为了风暴的中心，仅举几个例子：

        UT的计划部门仅做到顶级的工单计划，要求MES维护所谓的母子工单，即要求MES承担底层工单展开及建立的功能，其实质就是要求MES具备原本属于标准的ERP功能的车间级的生产计划功能；
 
        UT要求MES功能覆盖物料仓库管理及生产设备管理功能，也就意味者MES要承担类似仓储管理与设备管理这样的一般认为

是标准的ERP的功能；
 
        UT要求MES完成电路图、版图与BOM的一致性稽核，数据转换后导入MES，在UGS实现这样的功能后，UT又提出要加强MES功能以防止UT工程师没有做一致性稽核就分别导入图纸与BOM的问题。其实，如果有一个真正意义上的PDM系统，这样的要求是根本不可能推到MES系统的实施上；
 
        UT要求在MES项目实施提出一套比较完整的ECR/ECN及ECO的控管方案，而在普遍接受的理念中，ECR/ECO 等的数据源头及流程触发应该在PDM或ERP系统中；
 
        UT要求许多车间作业层面的功能实施或函盖其原有的FCS的功能，并且操作习惯也不能改变。

        关于制造企业

信息化，惠普咨询有一个“五级系统，厚四薄三”的方法论。所谓“五级系统”，即对于一个制造企业来说，一个五层系统的技术架构是一个最佳的企业信息化体系。这五级系统分别为：一级设备控制系统、二级过程控制系统、三级车间级制造执行系统 (即MES)、四级企业级应用系统 (即ERP、PDM、SCM、CRM等)、五级企业间管理系统及决策支持系统。这五层系统相互集成、相互协调，构成了一个完整的企业信息化管理系统。所谓“厚四薄三”， 也就是说，四级功能丰富，相对“厚”，三级功能精干，解决专业领域的问题，相对“薄”，引入比较“薄”的三级系统的目的也是为了更好地衔接二级系统与四级系统，实现数据流及业务流在五级系统架构中的有效分工。 为什么“厚四薄三”是一个比较好的规划呢？因为数据源头及业务流程的起点往往在第四层，从第三层反推第四层实施不符合企业管理的自然规律，所以一般应避免在三级系统中进行过多的开发，这样比较有利于企业整体信息化的建设。而UT的实际情况正好相反，MES的实施在某种程度或期望上是要求完成“拾遗补漏”的功能，即完成ERP或PDM没有做到位的工作，又要替代原有FCS的那些经长期使用的功能，这从软件开发的角度看似乎仅是一个工作量的问题，其实不然，如果这个“遗漏”太大以至于发生了质的变化，在MES中进行“拾遗补漏”就变成了“不可能完成的任务”，势必会造成这个“遗漏”的业务环节需由人工作业的完成，这些环节就变成了整个管理水桶的最短一块木板。

        因此，企业需要整体规划其信息系统，从业务流程、数据、系统功能、IT技术、项目规划等诸多方面对涉及到的ERP、SCM、CRM、PDM、B2B集成、EAI、数据仓库与BI（商务智能）、KM（知识管理）及MES系统的功能进行清楚、齐全、合理的布局，以及保证达到这些功能的实施路线是否具有很强的可操作性。同时，整体规划的完整度、深度和力度很重要，作为规划，主要不是决定企业上几个系统，而是根据企业发展目标定下管理信息系统的总体架构和应用功能，再根据应用功能来确定系统建设，企业应该把握的一点是:系统涵盖全部功能，功能覆盖全部业务需求，不要留下无法弥补的“遗漏”。

        从企业的实际情况来看，完整的企业信息规划实际上是一个学院派的美好愿望，没有一个企业可以按设计蓝图进行应用系统实施，而保证这蓝图在几年的时间跨度中不随着信息技术、应用理念、企业需求的发展而改变，“变”是企业业务运作与环境的本质，这并不可怕，关键是企业要有一套策略来保证企业信息系统的可持续发展，避免形成新的信息孤岛，或难以跟进业务的发展，或难以维护扩展。我所建议的对策有两个要点：
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        数据到源头、流程不落地
 
        循环推进，螺旋上升

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p;     所谓“数据到源头、流程不落地”，就是指无论信息化建设到哪一步，业务数据及流程在系统上的实施应该推进到其发生源头，无论是横向系统集成（如ERP与PDM），还是纵向集成（如ERP与MES）都要及时跟进实施，数据与流程对跨系统及部门的中间作业环节上的人员而言只是介入、只是作判断、只是作取舍分析或使用，而不是以手工作业介入流程的中间过程，造成多个零散分布的数据源及数据的重复输入、数据冗余与不一致性、基础数据难维护的问题，而业务流程的自动与连贯地在系统中的执行被中断，需要手工作业来衔接。举个电子商务B2B集成项目的例子来说，企业在实施与上游客户的B2B集成项目时，接收了客户的电子订单后，打印出来，然后再由企业用户手工输入到订单管理系统中，这就是数据流程的“落地”，当然，目前有一定能力的企业也不会这样做，一般都会以固定格式的平面文件的交互或数据库存取来实现集成，对于业务规模较大、业务变化较快的企业而言，这也不是一个理想的集成方式，从业务变化、流程变化、数据变化的角度而言，文件式的点对点的固定的系统集成，与手工作业差别不大。以面向服务的(service oriented)、基于业务流程管理(BPM)的模式构建企业集成主干(integration backbone/infrastructure ) 是目前可获得地最佳方案。

        所谓“循环推进、螺旋上升”，就是指当一个新的系统实施时，对原有已实施的系统业务流程有所影响，需要改进已有的系统流程，达到更高的业务流程与数据管理水平，如在UT，我们可以考虑如下一些问题：
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        当MES启动后，现场生产导致ECR/ECO的问题系统化不得不被提到议事日程上来了， 此时，不应该就事论事地在MES中解决ECR/ECO的问题，而是应该回去已经实施的PDM与ERP系统，充分讨论三个系统如何协同完成ECR/ECO的问题；
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        在MES层面集成与EMS（外包制造商）的业务时，可以结合企业SCM项目加以考虑。当然也可以简单地建一个FTP站点，与外包商交互CAD图纸, BOM,工单细节, 测试程序及ECO等，但这不是一个好的规划与解决方案；
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        ERP可以开始利用MES返回的实时的WIP数据或是Cycle Time数据，进一步深化其计划功能；
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        在UT，QA分析报告需要的特殊的产品分类，而这些分类在ERP实施时没有考虑，因此在MES中只能重新对ERP所定义的Product Family、Product Class 等另外分类以满足QA的分析要求，而这样的分类应该不仅仅是QA部门的要求，而是要放到企业级来考虑，可以在ERP中加以设定，随基础数据的集成传送至MES系统。

        回到上面为什么我们分两阶段实施MES系统的问题，可以看出，我们在UT的MES第一阶段所实施的主要是其基本业务作业功能部分，而第二阶段规划的工作内容是要调整UT的信息系统的功能规划，在企业级应用层面打通信息与业务流程的瓶颈，以取得更大的企业级的价值，这需要付出极大的努力与承担很高的风险，大部分MES软件供应商都不大愿意承担打通数据与流程接口的责任，只有为数不多的确实有实力、有信誉的公司才肯做这件事。同时，这样的工作也要求企业的领导和各业务部门要有一定的容忍度，成功的系统在上线运行初期，有几十个问题，甚至非常严重的问题，完全是正常的，不经历改变的痛苦与付出代价，就无法取得领先于同行的竞争优势，要把系统运转起来，成为各部门管理人员手中不可替代、不可离开的工具和手段，不是一朝一夕能实现的。此项工程只有开始，没有结束。没有这种心理准备，是很难持续推进项目的实施而获得企业的竞争优势。