对于大型装备、航天航空、武器装备等制造行业，由于其产品结构复杂、技术含量高、工艺涉及广、制造难度大、生产周期长等特点，工厂一般会采取工艺专业化原则建立生产车间，以满足多品种复杂产品的制造。某些大型工厂甚至有上十种专业化车间，如锻造、铸造、下料、机加、焊接、表面处理、热处理、复合材料、电装、装配、调试等等，而众多车间也对工厂生产组织管理带来了巨大挑战，例如生产协作关系复杂、计划协同难度大、生产信息传递慢、在制品滞留时间长且跟踪难度大等问题十分突出。

面对这一系列问题，我们工厂的MES系统应该如何选型与应用才能有效的解决这些痛点，提升工厂整体管理水平，成为了这类企业的共同课题。笔者结合多年的多车间MES系统解决方案经验，在此提出了以下观点。

1. 提供分层计划管理应用

早些年这类企业为了解决复杂的计划协同问题引入了MRP（物料需求计划）解决方案，甚至MRP计划一度成为了这类工厂计划管理的标配之一。可最终大多数工厂MRP计划应用效果并不理想，主要原因是MRP仅仅解决了BOM物料级的供需问题，而这类工厂中一个零件的加工过程往往可能跨多个专业车间，MRP分解的计划对一些过程加工车间的计划指导性并不强，并且没有考虑各车间关键产能与各车间作业计划偏离较大。

后续一些企业为了解决这一问题又引入了APS（高级计划排产），想借助APS将订单工序进行统一排产，指导各车间协作生产，但排产的计划结果同样很难执行，这是因为不同的专业车间在排产策略以及方式上可能存在很大的差异且车间计划往往调整频繁，通过APS统一排产并不能很好的解决各车间差异化的排产要求且灵活性不够。

例如对于下料车间而言，为了节省材料成本与加工成本，应当尽量将不同订单同种材料规格的下料任务合并排产，而对于热处理车间而言，要求同炉加工的产品同进同出，所以需要尽量将热处理工艺要求相同、时间相近的产品加工任务排到一起，统一排产时很难兼顾多种策略。若任何车间计划调整，又需要重新排产，打乱了其他车间的计划，导致这种解决方案在此类工厂中很难落地。

图 多车间计划管理痛点

要解决上述问题，笔者认为目前企业的MRP与APS之间缺少了关键的车间协同计划来进行衔接。对于多专业车间工厂而言，需要将生产计划分为以下三层结构：

图 多车间计划分层架构

在三层计划体系中，物料需求计划可解决产品BOM中物料之间的供需关系，不考虑产能、计划颗粒度较粗、计划调整频率低。车间协同计划可解决零件加工过程中车间之间的协作关系，尽量考虑一定周期内车间能力的平衡，计划颗粒度中等、计划调整频率一般。车间作业计划可解决车间内的工序计划排序问题，考虑有限资源能力，计划颗粒度细、计划调整频繁。

而在此计划体系中车间协同计划起着重要的承上启下作用，其承接上游的MRP分解的零部件生产订单计划，根据生产订单计划的交付时间约束计算出订单内各车间生产阶段的时间节点，并将协同计划时间要求下发给各车间，使各车间根据计划时间约束独立进行APS排程。

在当某车间作业计划发生调整时，车间协同计划又充当了整个计划体系的中枢神经角色，它将分析调整计划的影响范围。若对其他车间计划没有任何影响，则不用做任何处理，若影响到上下游车间的计划，则会将相关计划影响反馈给车间，指导车间计划员对相关作业计划进行调整。若最终影响到零件订单的交付时间，则会反馈给ERP，由相关计划员调整物料需求计划。

图 计划协同与联动

可见通过加入车间协同计划将MRP与APS整个体系给盘活，不仅能够保证整体计划的协同性，又为整个计划提供了足够高的灵活程度。

佰思杰MES系统针对多车间协同计划已经提供了成熟的解决方案可供读者参考，在佰思杰MES系统中，承接ERP订单后，可自动根据工艺阶段分解出车间协同计划，并具备以下优势：

图 基于工单查看车间协同计划

图 车间协同计划甘特图

图 车间协作计划超期预警提示

2. 统一平台下的专业化应用方案

许多多专业车间的工厂上MES系统时一直有一个困扰，是每个车间各自建一套MES？还是整个工厂统一建一套MES？

为什么企业会有这种困扰，主要是因为市面上的MES产品大多带有明显的行业特征，甚至专业特征。担心市面上的MES产品不能同时兼容不同专业车间的个性化需求，于是一些企业最终选择另外一条路——每个车间各自建一套MES系统分别定制开发，独立维护。这种模式发展到最后，就会因为没有统一的系统规划架构导致各套MES系统之间集成变得异常复杂，甚至是无法有效集成，最终多车间协作以及车间生产信息共享的问题还是没能解决。

图 烟囱式的工厂MES架构

笔者认为不同车间在需求上虽然存在一定的差异化部分，但在广义业务层面上的需求还是相通的，例如工单的管理、生产报工、过程检验、车间物流、异常管理、产品追溯等等，而且这部分共通的需求正好是促进车间之间协作管理的关键部分。如果将这部分通用的需求建在同一套系统中，不仅能保证多车间整体架构的统一，还能很大程度减少不必要的集成，加快各车间生产信息的传递效率与准确性。所以个人认为对于多车间紧密协作的工厂而言建设一套统一的MES系统是利大于弊的。

建设统一MES平台的同时不能不顾及各车间差异化的需求，所以为了实现一个平台兼顾共性需求和个性需求必须遵循平台分层架构原则，对平台每一层按照需求的共性与个性进行清晰的定义和划分，每层之间可以独立维护与开发，同时越底层的部分越应该提供大量标准API供上层进行调用，结合柔性可配置的系列工具为上层的差异性提供支撑。佰思杰MES系统则采用了这种分层架构的模式，如下图。

图 平台分层架构原则

根据上图，我们打个比方若将系统平台比作一栋建筑物，平台层则相当于建筑物的地基与建设工具，保证房子的稳定性以及后期的可维护性，通用业务层则相当于建筑物的主体结构框架，决定了建筑物整体功能性与高度。而专业层则相当于建筑物内的基础设施，保证了建筑物的可应用性，而最后个性化定制层则相当于建筑物的室内装修，根据业主喜好决定，从而提高整体的应用舒适度。

基于这种架构方式对技术平台层与通用业务层提出了较高的要求，只有底层足够的强大、通用、抽象，才可以保证对专业层和个性化定制层提供足够的支持，衍生出更多专业化解决方案。

而佰思杰在这个方向深入研究10余年，其产品经过不断的演化与沉淀，提供了丰富的技术平台以及通用业务套件，能够很好的支撑不同行业，多工厂多车间协同的复杂制造管理运营业务。

图 佰思杰平台架构

并且佰思杰MES产品根据多年项目经验，衍生了众多专业层套件，包括下料管理、机加管理、热处理管理、表面处理管理、装配管理、试验管理、包装管理、SMT管理等等。

比如下料管理可以支持基于材料规格种类对订单进行组合，生成相应的下料批次，并对下料的图纸、程序、下料进度监控、下料分拣成套提供了成熟的解决方案。

图 佰思杰下料管理界面

再比如电子行业中SMT管理与机械加工行业中一些专业管理过程有很大的区别，佰思杰的MES平台仍然可以在统一平台下进行支持，包含对锡膏、MSD物料、钢网、Feeder、料卷、贴片机、贴片程序等生产对象进行细致化的管控，以及多整个贴片过程进行实时的监控与数据采集。

图 SMT专业解决方案

同时产品还支持针对同一通用业务功能基于不同专业的应用场景，提供专业化的APP。以生产报工为例，机加作业报工、定点装配作业报工、热处理报工、电子装配过站报工等不同场景，提供多种生产汇报应用功能。

 图 机加作业报工

图 定点装配作业报工

3. 跨车间的物流拉动

当工厂的车间较多时，在制品很容易长时间停滞在某个车间内，不仅积压了大量的在制成本，而且若管理不当很容易造成在制品丢失或损坏。出现这种情况主要存在两个方面的问题，一方面是因为车间之间计划协同性不高，上序车间可能提前产出了零部件，但下序车间却还没安排相关计划，导致在制品一直积压在上序车间库房，另一方面是由于其他车间生产以及库存信息不透明，跨车间的在制品流转往往靠人工电话进行沟通确认，非常不可控。

第一个问题我们可以通过上述的车间协同计划来解决，而第二个问题则需要结合JIT精益拉动的思想，将原先人工驱动车间物流的模式改为更先进的按计划拉动车间配送的模式。根据各车间的计划作业时间，定时产生跨车间的物料配送计划，将相关配送计划提前发送给上序车间或专业的物流组织，由其提前组织相关物料按时配送，保证物料在车间之间流转的顺畅性。同时对整个配送过程进行完整的跟踪监控，让各车间计划人员能够对本车间所需的物料配送情况了如指掌，使其能够更好的安排本车间的生产计划。

长此以往，在车间之间生产作业协同性够高的情况下，甚至可以逐步的缩减车间二级库房，实现车间之间的在制品直送到工位。

图 跨车间物流

佰思杰在跨车间的物流方面同样提出了完善的解决方案，考虑到多车间之间的位置因素、是否有专业物流部门等因素，提供了多种场景的应用支撑，如下图：

图 跨车间物流管理方案

图 跨车间物料配送计划

4. 总结

根据上述关键应场景分析，笔者认为这类工厂在MES选型时，对系统平台以下几个关键能力要重点关注：

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