帮助汽车制造商实现MES投资最大化的5种方法

关键洞察

新冠疫情让原本就在尽可能地精简运营并面临巨大压力的汽车制造商雪上加霜。投资制造执行系统（MES）可为制造商创造重要的运营成本节省和效率提升空间。

• 与工业4.0的原则相结合，MES的实施可让制造商在全球生产运营的深度智能化和可见性的基础上，实施精益制造。
• 利用生产线平衡、排序和排程、优化库存、提高质量、模拟新产品和变更管理模式等五种关键方法，可帮助制造商汲取更大价值。
• 在物联网（IoT）、机器学习和其他转型技术的支持下，MES可以成为实现敏捷、数据驱动的制造的强大动力。
   

鉴于汽车制造厂高度的独特性，人们已经预见这些企业会对新冠疫情所做出不一样的广泛应对措施。有些工厂需要急骤地降低或提升产量，还有的公司，比如福特汽车公司则转向医疗设备加工。尽管应对方法各不相同，但所有的汽车制造商都一致认为他们亟需尽可能地精简运营。

尽管新冠疫情在很大程度上加剧了这种紧迫性，但降低制造总成本是制造商一直以来的夙愿。为了支持这一目标，很多制造商已经实施了某种形式的制造执行系统（MES） - 或是老式MES系统，或是通用的商业化（COTS）解决方案。MES解决方案作为一个控制系统来执行、监测和报告操作，从发电站任务列表，到验证部件和捕获产品的加工、缺陷和操作质量参数（比如紧固件扭矩），都在MES的管理之下。MES的实施与工业4.0的原则相结合，可让制造商在全球生产运营的深度智能化和可见性的基础上，实施精益制造。

然而，由于MES解决方案传统上侧重于任务和操作的执行，只有少数制造商能够充分利用他们的MES投资。随着以更少的资源生产更多的产品的压力的增强，MES数据有可能为企业带来重要的运营成本和效率改善。

从MES中获取更大价值

利用以下5种方法，汽车制造商可以从MES实施中获取更大价值：

1. 生产线平衡。MES通常会为所生产的每种部件或装配变体分配工序时间和操作时间。通过分析这些历史数据，可以提供有关线路平衡和瓶颈的重要信息。利用诸如机器可用性和运行时间等历史数据，可以创建一套数字孪生工厂设置并实施模拟，以确定最佳的产品品种组合。这种能力在当今尤为重要，因为制造组织在转向大规模个性化生产，以及通过扩展生产来增加产品的多样性。举例来说，一家汽车OEM的生产线平衡分析结果表明，该公司的takt时间存在缩短15%的空间。¹
   
   
2. 排序和排程。虽然大多数组织都在使用某种形式的隐性知识进行生产排程和排序，但这些方法的效果可能并不理想。此外，高度的产品多样化和大规模个性化会让排程和排序变得异常复杂。典型的生产链是诸如批量生产、单件工序等多种不同制造模式的混合体。比如说，在汽车OEM工厂，装饰和总装属于单件工序，而喷漆车间和白车身（BIW）则为批量生产。MES数据分析可以通过模拟模型，让批量生产与单件工序之间相互冲突的目标与需求相平衡，从而优化排程和排序。总装要根据实际需求进行调整，而喷漆和其他批量工序则要根据总装计划和顺序进行优化，从而实现真正的基于需求的规划。
   
   
3. 优化库存。随着个性化和产品多样性的增加，原料部件和采购材料的库存量通常会增加。根据零件和子总成的历史消耗数据，MES可通过提供实际每日平均消耗量以及装配点的零件和子总成可用性等输入信息，实现基于拉动和需求驱动的库存管理。通过将这些信息输入到上游规划和仿真工具，可帮助精调交货期、计算交货期和需求变化，以保持最佳库存，并确保稳定的零部件和子总成物料流。
   
   
4.  提高质量。MES可以捕获零部件和包装缺陷，因为零部件是直接从许可供应商送至装配点。此外，MES还可以捕捉制造装配过程中的工艺缺陷，如扭矩不当、零件装配错误、检测通过/失败等。通过掌握根源模式并纠正这些核心问题，可显著提高首次合格率（FTT）。MES还可以提供多种方法以进一步推动无故障放行率（NFF）。当与相机系统集成时，MES可以向制造云技术平台提供信息和图像，以供供应商进行近实时的访问。此类信息有助于消除信息交流不完整或滞后导致的纠纷，并减少对人类判断的依赖。例如，制造商可实施一款本地移动应用程序，它可以拍照、读取条形码，并近乎实时地提供包含图像、零件和批号、缺陷类型、生产日期和时间的信息包。
   
   
5. 模拟新产品和变更管理模式。在既有生产设备上引入新产品生产可能需要非常冗长和耗时的调整过程。此外，还会经常出现各种工程设计变更场景，包括年款车型、单部件和多部件协调变更，以及软件变更等。对于一家汽车OEM来说，一次年款车型的变更就可能涉及到200到400个零部件的改动。而且，很多IT环境在实施多年后会与现实脱节，这可能导致在建立MES以处理新部件和操作时，需要更多的手工过程。因此，为MES设计的工艺过程清单（BOP）可能会破坏现有的生产线平衡，需要重新调整库存水平以适应新的变化。在详细任务层级上构建的用于预测车辆制造所需时间的仿真模型可以优化生产线平衡，确定材料库存预测量，以帮助简化工程变更的实施。

MES与未来之旅

当制造商发生重大生产中断事件时，利用MES中保存的重要见解，可帮助组织高效复产。通过标准化的关键绩效指标（KPI）连接全球工厂的MES的能力，可以帮助扩大运营改善。来自MES的历史数据可提供关于工厂绩效的洞察数据，为未来的生产建设、优化产品组合、库存管理以及制定最顺畅的新产品发布路线提供指导。随着工业4.0原则越来越深入人心，在物联网（IoT）、机器学习和其他转型技术的支持下，MES可以成为实现敏捷、数据驱动的制造的强大动力。从现有的MES投资中获取更大的价值，无论是现在还是未来，都能提供重要的竞争优势。

_{1. 基于塔塔咨询服务内部模型的估算结果；实际结果可能有所不同。}