来源：老谢聊智造
导读：从事制造企业管理的朋友都明白，要提升一个制造企业的内部运营管理能力，一定会从“人、机、法、物、环”（即：4M1E）开始着手。
其中“物”的管理非常关键，一般的制造企业物料成本都会占总成本的50%左右，像一些材料加工企业甚至达到了70%以上。为了提高生产物料的动态管理能力，提升企业对物料跟踪的时效性，越来越多的企业已经通过信息化工具对整个制造过程的物料实现动态跟踪与管理。在数字工厂中对物料的数据管理可能会涉及到多个层次，包括计划层、执行层、控制层等，企业在数字工厂设计时一定要充分考虑到生产物料管理在整个数字化工厂架构中的数据关系。今天，聊聊MES中的生产物料管理的设计。
01
--制造企业的生产物料管理介绍--
在制造企业中，生产物料管理是一个至关重要的环节。它涉及到从原材料采购到成品制造的全过程，直接关系到企业的生产效率、产品质量、成本控制以及客户满意度。
一般制造企业的生产物料管理涵盖了以下几个方面：
- 1.供应链管理
供应链管理是生产物料管理的核心之一。它涉及到与供应商的合作与沟通，确保原材料的及时供应和质量可控。通过建立稳定的供应链关系，企业可以有效地降低库存成本，提高生产效率。
- 2.物料采购与库存管理
物料采购与库存管理是生产物料管理的基础。企业需要根据生产计划和市场需求合理采购原材料，并且通过科学的库存管理方法来控制库存水平，避免库存积压和资金浪费。
- 3.生产计划与排程
生产计划与排程是确保生产活动顺利进行的关键环节。通过合理的生产计划和排程，可以有效地调配人力、设备和原材料资源，提高生产效率，降低生产成本。
- 4.质量控制与检验
质量控制与检验是保证产品质量的重要环节。企业需要建立完善的质量管理体系，对原材料进行严格把控和检验，确保生产过程中的每一个环节都符合质量标准。
生产物料管理对一个制造企业的重要性不言而喻，它直接影响着企业的生产效率、产品质量、成本控制以及客户满意度。具体表现在以下几个方面：
- 1.提高生产效率
通过优化物料采购、库存管理和生产计划等环节，可以有效地提高生产效率。及时供应的原材料和合理的生产排程可以减少生产停滞时间，提高设备利用率，从而加快产品的生产周期。
- 2.保证产品质量
良好的生产物料管理能够保证产品质量的稳定性和一致性。严格的质量控制和检验可以有效地防止原材料质量问题的出现，确保产品符合客户的要求和标准，提升企业的竞争力。
- 3.控制成本
有效的生产物料管理可以帮助企业降低成本。通过精细化的供应链管理和库存控制，可以减少库存积压和资金占用，降低采购成本和库存成本，提高资金周转效率，从而降低产品的生产成本。
- 4.提升客户满意度
良好的生产物料管理可以确保产品的及时交付和质量稳定，提升客户满意度。及时供应的原材料和高质量的产品可以提高客户的信任度，增强客户对企业的忠诚度，促进企业的持续发展。
综上所述，生产物料管理在制造企业中具有不可替代的重要性，它直接影响着企业的竞争力和持续发展能力。制造企业应该重视生产物料管理工作，不断优化管理流程，提升管理水平，以适应市场竞争的挑战，实现长期可持续发展。
02
--MES中的生产物料管理的设计--
MES（制造执行系统）作为数字化工厂中执行层的主要管理系统，不但承担制造过程的订单执行管理，还承担着制造过程的生产物料控制的重要功能。MES向上承担着物料的计划指令，向下承担着物料派工及使用反馈的数据收集，如何规划生产物料在MES中的业务流程对数字化工厂的实施至关重要。
制造企业在数字化工厂规划应充分考虑生产物料管理信息集成模型的设计，应对数字化车间中的所有物料、刀具、量具、车辆、容器/托盘等都应进行唯一编码。应能自动感知和识别物料关键数据，并通过通信网络传输、保存和利用。同时，生产物料管理信息集成模型中重点关注物流规划、物流调度与优化、物料领取与配送、车间库存管理等数据关系与流转的规划。
1.物流规划
物流规划的依据是车间计划与调度指令要求，并应遵守下列约束条件：
--时间：基于物流规划中规定的时间条件，以及制造执行计划中的批次、路线及起始-到达的区位求，设置合理、可行的物料起始时间、运行路线和到达时间；
--装载：基于车间环境与实施条件和工艺执行计划要求，确定各次物料运转所应装载的物料或在制品。
凡进入物流计划的物料均应编码，并在物料本体上附加数字化标识，标识的编码结构应符合企业产品生命周期管理信息结构要求。
物料规划应输出相应的信息文件，内容包括：物流运行的物件数量、批次组合、物流路线、物料需求时间和送达时间等基本信息。物流方案应使物流批量与工艺指令相匹配，合理安排转序时间间隔，用准确的物料流量来满足工艺执行岗位操作需要。
- 2.物流调度及优化
物流调度主要包括如下内容：
--事前调度，针对供应链采购进厂物流进度及其产品信息和质量状况，按照事先设计的处理流程应对物流计划内容的插入变更。
--事中调度，针对较大批次生产任务对物流计划的影响，基于生产进度执行原则和精益库存管理原则，合理调配物流时间和运输批次，保持物流与各工艺执行工位的进度同步；
--事后调度，在发生外来扰动（如插单、换单等）时，快速启动物流响应，以减轻外来扰动对生产进度的影响，满足客户需求。
调度优化主要包括如下内容：
--充分利用物联感知技术，获取物流调度作业执行过程中的现场实时数据，以验证当前调度执行的流程是否合理、节约和高效。
--基于规定的车间时钟时间，预先制定可多时间段分散并行的物流作业方案，以应对外来扰动所引发的制造执行指令变更，并避免时间和物理资源的浪费；
--积累生产过程运行管理知识，逐步形成基于制造执行系统（MES）指令的最佳物流方案；
--数字化基础条件好的企业，应引入虚拟化技术以提高生产物流的可视化程度，为工艺过程的仿真试验、验证分析和节拍预测/调整提供决策支持。
- 3.物料领取与配送
在车间运输与库存系统的基础上，为了配合车间物流调度而进行的实物形态的运输、存储活动，包括在仓库内外的运输活动（包括调库、移库等）进行物料领取与配送。
在具体物流调度的需求下，车间物料请求（包括具体的物料、数量以及配送地点等）通过设备、现场执行层或者制造执行系统提交给车间物料管理系统。借助于自动化物流设备和车间物流布局，车间物流管理系统产生相应的物流配送作业并将指令发送给对应的车间物流设备并指导该设备完成物流作业任务并反馈给车间物流管理系统。
必要时，应有一定的防错措施，用文字、语言、标识和必要的物理装置来警示、限制或隔离人的行动及其功能作用，防止人对材料、物料和设备实施错误或不当的触摸、尝试、操纵、移动或变更。
- 4.车间库存管理
数字化车间的库存管理应是基于不同库存活动对车间物料形态、数量、状态等属性变化进行记录、追溯与分析等活动。可借助于信息化手段与自动化技术、使其变得更加精确和透明。主要包括库存数据采集与追溯、库存分析。
库存数据采集是指对库存运营和物料操作信息的汇集和报告的一系列活动。
库存追溯是建立在库存历史数据基础上以满足第三方系统和企业内的查询、验证等活动。车间库存与企业资源计划应交互库存移动、状态等信息。在企业资源计划中建立库存管理体系。在企业层对库存管理进行企业级别库位定义、库存移动规则定义等（包括库位间不同库存类型和状态、以及库位与库位之间）。库存移动信息一般包括：
--从仓库到产线的原材料准备；
--生产订单状态更新、包括生产订单的执行、更改和取消等；
--车间发生的非符合型成本，比如由于人为、设备和技术原因导致的原材料报废和不良品报废等。
--其他库存转移，包括：
- 退仓：由于生产计划的变更，多余原材料退回仓库；
- 退还供应商：将车间有问题的物料转移到收货环节进行供应产退货处理。
库存分析是指为了库存操作的持续改善而对库存效率以及资源利用率进行分析的一系列活动，如在收货环节通过提供的收货数量差异与交付时间来进行原材料供应商评估等。
03
--生产物料管理流程设计注意事项--
随着制造业的不断发展，MES（制造执行系统）在生产物料管理中扮演着越来越重要的角色。然而，要设计一个有效的生产物料管理业务流程，需要注意一系列的事项。下面探讨一些MES在生产物料管理中的常见问题：
- 1.实时数据更新不及时
MES系统应能够实时更新物料的状态和位置信息，但在实际应用中，由于数据采集设备的故障或者网络延迟等原因，导致数据更新不及时，影响了物料管理的准确性和及时性。
- 2.物料跟踪不清晰
对于大型生产线而言，物料的流向非常复杂，如果MES系统无法准确跟踪物料的流向，就会造成物料丢失或错位的情况，影响生产进度和质量。
- 3.人为操作失误
MES系统通常需要人工操作，如果操作人员疏忽或者操作不当，就会导致数据错误或者系统异常，进而影响物料管理流程的正常运行。
为了确保MES对生产物料管理效率最大化，项目人员在业务流程设计时应注意以下事项：
- 1.确保实时数据更新
在设计物料管理业务流程时，要确保MES系统能够实时更新物料的状态和位置信息。可以通过引入自动化设备、优化网络连接等方式来提高数据更新的及时性，从而减少生产中的不确定性。
- 2.强化物料跟踪机制
建立完善的物料跟踪机制是保障生产物料管理流程顺利运行的关键。可以通过条码、RFID等技术对物料进行标识，实现对物料的精准跟踪，确保物料在生产过程中的准确性和可追溯性。
- 3.优化人机界面设计
在设计MES系统的人机界面时，要考虑到操作人员的实际需求，简化操作流程，减少操作复杂度，提高操作的准确性和效率。同时，还要加强对操作人员的培训，提高其对系统操作的熟练程度，减少人为操作失误的发生。
- 4.强化数据分析和预警功能
通过对生产物料数据进行分析，及时发现并解决潜在的问题，提前预警可能出现的异常情况，是保障生产物料管理流程稳定运行的关键。因此，在设计MES系统时，要注重数据分析和预警功能的强化，为生产管理人员提供及时准确的决策支持。
综上所述，设计一个高效的生产物料管理业务流程需要综合考虑MES系统的功能特点以及实际生产中的需求，并且不断优化和完善，以确保生产物料管理的准确性、及时性和稳定性。只有如此，企业才能在激烈的市场竞争中保持竞争优势，实现可持续发展。