制造企業(yè)需要基于這三個(gè)風(fēng)向標(biāo)對(duì)工單、設(shè)備、人員、質(zhì)量設(shè)定績效指標(biāo)，以衡量企業(yè)的制造過程是否卓越。如果我們不能正確定義MES系統(tǒng)考核指標(biāo)KPI。就難以確定用信息技術(shù)系統(tǒng)支持制造業(yè)務(wù)流程(生產(chǎn)控制、生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃與排產(chǎn)、質(zhì)量控制、設(shè)備維護(hù)、信息管理)的考核，也就意味著缺少優(yōu)化的空間。MES系統(tǒng)考核指標(biāo)KPI如何制造?

　　VDMA德國機(jī)械和設(shè)備工程協(xié)會(huì)工業(yè)企業(yè)中對(duì)制造KPI實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的理解，頒布了66412-1標(biāo)準(zhǔn)：

　　? 為制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)提供一套結(jié)構(gòu)化的關(guān)鍵績效指標(biāo)(KPI)。

　　? 從關(guān)鍵績效指標(biāo)中開發(fā)出一個(gè)關(guān)系信息模型

　　? 定義數(shù)據(jù)收集的過程

　　VDMA 66412-1包含了行業(yè)內(nèi)已知的制造管理KPI的集合，并應(yīng)用MES支持基于模型的持續(xù)改進(jìn)過程。例如，用于基準(zhǔn)、比較、目標(biāo)或/和制造過程的評(píng)估。每個(gè)公司都應(yīng)單獨(dú)確定其關(guān)鍵績效指標(biāo)的目標(biāo)值。

　　表1：VDMA 66412-1制造KPI

　　關(guān)于表1中KPI的計(jì)算以及應(yīng)用說明，可參考VDMA 66412標(biāo)準(zhǔn)，本文不做詳述。有必要簡單提一下其中三個(gè)比較重要的指標(biāo)：

　　? 精益生產(chǎn)比 = 工序增值生產(chǎn)時(shí)間 / 工單制造周期。

　　精益生產(chǎn)比是最核心的制造KPI，是一個(gè)經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)效率的指標(biāo)，幫助管理層發(fā)現(xiàn)制造增值鏈上存在的各種損耗。

　　這個(gè)指標(biāo)越大越好，在工單結(jié)束后統(tǒng)計(jì)。這個(gè)指標(biāo)低，說明仍有相當(dāng)多的時(shí)間(如空閑時(shí)間)沒有為訂單增加價(jià)值。

　　增值時(shí)間短，說明物料和設(shè)備大部分時(shí)間是在睡覺!提高精益生產(chǎn)比，或者增值時(shí)間。如增加增值時(shí)間，可以增加主動(dòng)維保來降低非計(jì)劃停機(jī)率。

　　? 工序周轉(zhuǎn)率 = 工序時(shí)間之和 / 工單制造周期。

　　這個(gè)指標(biāo)適用于多工序生產(chǎn)時(shí)衡量工序之間流轉(zhuǎn)效率。

　　這個(gè)指標(biāo)越大越好，如果小于100%，說明一定存在在制品庫存?？梢栽O(shè)定前工序提前交貨量和優(yōu)化工序物料轉(zhuǎn)交來提高工序周轉(zhuǎn)率，從而降低在制品庫存。

　　? 工人生產(chǎn)率 = 工人生產(chǎn)工單時(shí)間 / 工人出勤時(shí)間。

　　工人生產(chǎn)率表示工人與生產(chǎn)工單有關(guān)的工作時(shí)間與工人的總出勤時(shí)間的關(guān)系。它顯示了勞動(dòng)力的有效使用程度。管理層可以根據(jù)這個(gè)指標(biāo)來決策是否給工人安排合適的工作量，如一個(gè)人安排到多個(gè)工位等。

　　VDMA 66412中KPI的計(jì)算公式，其實(shí)就是“時(shí)間”與“數(shù)量”的加減乘除運(yùn)算。

　　以“時(shí)間”為例，采集正確的時(shí)間的根本是需要合適的時(shí)間模型描述人員、設(shè)備和工單的時(shí)間賬戶，才能在實(shí)制造產(chǎn)執(zhí)行過程中將實(shí)際數(shù)據(jù)記錄到對(duì)應(yīng)的時(shí)間賬戶。因此，MES支持制造KPI的第一個(gè)任務(wù)就是“時(shí)間”和“數(shù)量”建模。

　　圖1：制造KPI中的工單時(shí)間模型

　　圖1描述了工單時(shí)間模型，由此我們可以知曉：只有定義工序周期，才能在工單排產(chǎn)時(shí)計(jì)算設(shè)備的產(chǎn)能占用時(shí)間;而一旦定義了工單生產(chǎn)所需的設(shè)置時(shí)間，且定義不同工單之間的設(shè)置時(shí)間矩陣，才能優(yōu)化生產(chǎn)換線。在實(shí)際生產(chǎn)過程中能夠?qū)⒅匾耐C(jī)時(shí)間過賬到正確的時(shí)間賬戶中，才能分析導(dǎo)致OEE中設(shè)備可用性不高的主要原因，如出現(xiàn)最多的停機(jī)事件或總停機(jī)時(shí)間最長的異常事件分別是什么，在做哪些產(chǎn)品時(shí)發(fā)生，發(fā)生在哪些工序、班次或設(shè)備上。

　　當(dāng)MES已經(jīng)將時(shí)間和數(shù)量過賬到對(duì)應(yīng)的人員、設(shè)備和工單模型中，MES支持制造KPI的第二個(gè)任務(wù)就是數(shù)據(jù)處理，即“計(jì)算KPI”。

     圖2：制造KPI的計(jì)算模型

　　以工序周轉(zhuǎn)率為例，當(dāng)管理層想降低工序之間的在制品庫存，需要以這個(gè)KPI來度量當(dāng)前水平、分析物料的睡眠時(shí)間，采取措施后又使用這個(gè)KPI來衡量措施是否有效。為正確獲得這個(gè)KPI，在MES的功能中，必須包括以下幾點(diǎn)：

　　? 采集每個(gè)工序的開始和結(jié)束時(shí)間，并計(jì)算工序制造周期

　　? 計(jì)算工單的制造周期(最后一道工序的結(jié)束時(shí)間 – 第一道工序的開始時(shí)間)

　　? 計(jì)算工單中所有工序制造周期的總和，并除以工單制造周期，獲得工序周轉(zhuǎn)率

　　此處，需要特別指出MES與使用傳統(tǒng)紙張統(tǒng)計(jì)時(shí)間方式相比的優(yōu)點(diǎn)。MES在過賬時(shí)間或數(shù)量時(shí)，會(huì)同步過賬到相關(guān)的工單、人員和設(shè)備。比如早上9點(diǎn)到12點(diǎn)是A工單3工序在5號(hào)設(shè)備上生產(chǎn)，其中從9點(diǎn)到10點(diǎn)是張三在做設(shè)備設(shè)置，10點(diǎn)到11點(diǎn)張三和李四一起操作設(shè)備，11點(diǎn)到12點(diǎn)是李四一個(gè)人操作設(shè)備。MES中的處理結(jié)果是：工序周期3小時(shí)(其中設(shè)置1小時(shí)，增值生產(chǎn)2小時(shí));設(shè)備生產(chǎn)時(shí)間3小時(shí)(其中設(shè)置1小時(shí)，增值生產(chǎn)2小時(shí));工序工時(shí)4小時(shí)(其中設(shè)置工時(shí)1小時(shí)，增值生產(chǎn)工時(shí)3小時(shí));張三工時(shí)2小時(shí)，李四工時(shí)3小時(shí)。

　　在計(jì)算出工序周轉(zhuǎn)率的同時(shí)，MES也計(jì)算出精益生產(chǎn)比(因?yàn)橐呀?jīng)有了增值生產(chǎn)時(shí)間和工單周期);MES中若采集了工人的出勤時(shí)間，則馬上可以計(jì)算出天的工人生產(chǎn)率;若過賬了數(shù)量(良品、不良品、返工品)，則設(shè)備OEE也可以呈現(xiàn)給管理層。

　　企業(yè)應(yīng)該從三大風(fēng)向標(biāo)出發(fā)，選擇符合企業(yè)生產(chǎn)管理模式的制造KPI，從設(shè)定時(shí)間和數(shù)量模型開始確定何時(shí)采集什么時(shí)間和數(shù)量。關(guān)于KPI標(biāo)準(zhǔn)值的設(shè)定，一開始很有可能無法找到合適的值，一方面可以取決于企業(yè)過往的管理經(jīng)驗(yàn)，另一方面也可以參考MESA協(xié)會(huì)關(guān)于MES收益分析中描述的KPI范圍。我們在后續(xù)的系列講座中會(huì)談及。

　　與傳統(tǒng)生產(chǎn)管理相比，企業(yè)引入MES是為了支持管理層在"正確的地點(diǎn) "獲得 "正確的時(shí)間"、"正確的數(shù)量 "和信息處理及應(yīng)用。制造管理需要有KPI來發(fā)現(xiàn)問題、明確改進(jìn)方向和監(jiān)控改進(jìn)過程，否則只是大海撈針、盲人摸象，很難達(dá)成卓越制造的目標(biāo)。