8.1 精益与APS
（Advanced Planning and Scheduling）
在过去的20年里，制造商借助精益生产技术和六西格玛技术等其他先进的技术，在经营方式的改进方面取得了令人瞩目的进步；但相比之下，这些企业的业务系统的变化幅度却相对较小。制造企业业务运作中所依赖的ERP系统与精益企业为保持其竞争优势所使用的战略和流程极不协调。实际上，精益信息化是一种精益转化的工具，它能够：
·重新将各种业务系统同精益物料与制造战略和流程连接起来。
·保护精益企业的ERP投资，将精益方法延伸至各种迥然不同的系统，将整个精益供应链维系在一起。
·为那些行进于精益道路上的企业创造条件，使之更快获得成效。
·协助已经精益化的企业强化持续改善方案。
·为制造商提供至关重要的成本节支手段并获得竞争优势，助其走向成功。
精益生产是目前工业界追求的目标，大部分公司承受着越来越多的产品短交货期、不可预测的需求和越来越小的库存压力。这是需要相当的水平才能达到的。目前问题是在精益生产中如何运用APS技术。
精益生产会使企业的文化全面改变，它的主要目标是采取措施来消除浪费，最明显的例子是在生产区域堆积的物料、在制品、等待客户来买的成品。它还包括员工不必要的移动和不增值的许多流程。目标是用最小的库存、最短的时间、最有效的资源利用来准时交货。
大多精益的推动者开始使用价值流分析工具VSM（Value Stream Mapping），这是分析生产过程中的非增值活动的正规方法。VSM也是几年前的流程再造BPR（Business Process Reengineering）的一部分，现在称其为精益思想。VSM通过研究生产节拍、负荷平衡和流程重设计来解决生产过程中的浪费问题。
生产流程重设计经常用到看板技术，这是一个易理解的、可视化控制物料移动的方法，是由订单需求拉动控制的，而不是基于MRP推动的。这种生产控制系统也叫精益生产系统。
许多顾问们把精益生产系统进行重点推广，但是实际上，这只是迈向按单生产MTO的彻底精益环境第一步。如果你依赖看板系统，那么只有总装配线是MTO，所有上游的流程都是面向库存的MTS。看板是简单、可视地控制库存的方法，但是它不是最精益的，而且当需求稳定重复时，看板系统运行得较好，当需求变化时，却不太适应。
丰田的TPS（丰田生产系统）强调平准化、均衡化，而现在的按单生产正是大势所趋，按单生产肯定带来不均衡，如何解决这一问题？
理论上，最精益的方法是按单生产，但是生产的均衡性也很重要，所以维持少量的库存也是必要的。实际上，精益生产不仅仅要消除一切浪费Muda，还要消除不均衡Mura、超负荷Muri。也就是说，精益生产追求的是有限能力的均衡生产，并消除一切浪费，快速地交货。
对不同产品采用不同的策略，4类生产策略如下：
（1）百分之百按单生产；
（2）季节性缓冲库存生产；
（3）应付突变的需求的安全库存生产；
（4）应对设备故障的缓冲库存生产。
APS是高级计划与排程。APS要满足资源约束，均衡生产过程中各种生产资源；要在不同的生产瓶颈阶段给出最优的生产排程计划；要实现快速排程并对需求变化做出快速反应。APS系统最初的运用是在一个企业范围内进行计划的运算和优化，但它也被扩展到供应链的计划上，这包括供应商、分销商和出货点的需求。不同的软件供应商选用不同的优化算法搭建自己的高级计划系统软件，实际应用中需要根据解决的问题来决定采用哪种算法引擎。
实际上，APS是基于时间的精益生产，APS反映的是彻底地迈向精益制造。如果你有APS系统，那么就有了MTO系统，APS软件可以通过执行动态累计的批量来最小化换装时间。我们对较小的批量排顺序，在瓶颈或关键过程考虑有效产出，我们经常在最小化换装时间和交货绩效之间平衡。通过一个“what if”模拟工具就可以看到动态累计的影响，从而来制定正确的决策。
连续拉动的主要效益是保证可接受短缺风险的水平，最大化客户服务，实施简单，可以减少经营成本，设置库存上限，最小化拥堵和减小平均库存。但是，连续拉动不是在每个地方都有效，连续拉动擅长于重复的物料，相对稳定的需求，当这些条件不适应的时候，限制WIP就失去了控制。
广播拉动主要是消除时间的延迟，广播拉动的意思是直到下游客户最终需要时，上游才生产产品或服务，支持零延迟战略，一旦知道事件变化，系统的所有部分能优化地尽快响应。
广播拉动使所有活动源于客户交货日期，集中每个独立的订单或客户，最大化客户服务，最小化中断生产流，最小化流动时间。
要实现真正的精益，完美的解决方案是混合系统，消除精益生产的两个敌人：浪费和时间延迟。我们知道连续拉动适合于重复物料，物料具有相对稳定的需求。广播拉动适合于一次性物料和按单配置物料。
APS和精益是互相补充的，价值流分析用来定义问题，看板形式的精益生产可以减小库存，但不能消灭它。APS给计划员提供了一个决策支持工具来消灭非增值活动，达到准时交货。
利用APS工具做出排程决策，如基于公司的KPI的客户优先级的变化，计划员就可以看到这些需求的交替变化，更容易地处理车间变化的需求。最佳的方案应是结合APS的CTP技术和精益生产的一个流单元和看板技术，采用按单装配ATO模式，平衡推拉结合点。实际上，当你的ERP系统能够支持这两种方式时，你就可以将所有的零件制造平稳地进化到精益流程，这种结合是最佳的精益！
8.2 精益与TOC（Theory of Constraints）
精益生产与约束理论有许多共同之处：
（1）价值方面。精益和约束理论都强调以客户的价值为导向，客户的价值是最关键的。精益的价值观点仅仅被最终客户定义。同样，TOC的观点是产销量是客户所付款的产量。所以客户的需求在确定产品的产量时起到决定的作用。
（2）价值流方面。精益和TOC都强调价值流。对价值流进行分析，显示出互相依赖的不仅仅有生产的价值链，还有增值和非增值活动。精益和TOC都深刻地认识到公司里的每个人的工作是把库存变成产销量。
（3）物料流动方面。强调简捷是流动的重要性，而且物料要像水一样流动，达到同步生产。同步的管理原则是平衡物流而不是平衡能力。这是TOC和精益所倡导的流动。精益已经把流动概念从工厂内扩展到工厂外，扩展到设计和订单接受的过程。
（4）需求拉动。精益和TOC都提倡拉式原则，并且使用的控制技术是基于市场拉动产品流动。精益的拉式概念是利用看板技术，上游的人直到下游顾客有要求时才进行生产。TOC的拉式是鼓缓冲绳（Drum Buffer Rope， DBR）驱动源。DBR作为市场需求的方法为计划提供约束（鼓）的基础，它是为发放任何材料的基础（绳）进行的生产过程。
（5）追求完美。目标不断地变化，企业不停地为达到目标进行改善，无穷地追求完美。TOC与精益都是一致的，TOC和精益都强调人员必须努力改善。在公司的改善过程中，员工的参与是非常重要的。
精益生产和约束理论在实践上的区别如下：
（1）在不断改善过程中，TOC和精益有完全不同的侧重点。精益强调减少浪费，而TOC强调增加产销量。
精益追求消灭浪费，丰田生产系统提供内在的精益思想。为了完成这个目标，丰田生产系统的主要方法是减少浪费或改善生产率。费用减少和生产率改进是通过各种各样的浪费消除达到的。例如，消除过度的库存和过度的人员。
在精益和TOC两个世界里，利润计算的方法是一样的。然而，TOC倡导提高产销量以增加利润为首要。所有的决策都是基于对产销量的影响来评估库存和经营费用的。主要强调的是增加产销量。
在实际案例中，精益的持续改进、减少浪费和TOC的增加产销量，都是公司的不同策略。
（2）实施的方法，浪费的观点。
显然，产品和服务应被客户订制并且要匹配市场需求，在大多数实施TOC的公司里，焦点是改进初始系统的现状。如果是市场的约束，那么它就可以由客户定义。如果约束是内部的，公司应正确做一些事情。其实，任何公司的长期健康取决于公司满足客户的需求的能力。
然而，在实践中，许多TOC实施者却错过消除真正的浪费的机会。在实施TOC的公司里，许多经理在能力短缺的情况下，充分利用了约束资源，首先提高生产能力。高度关注且寻求最容易引起停工的浪费，像物料的准备时间的约束、质量问题的约束或材料短缺的约束都是直接影响产销量的约束。
简单精益S-DBR（Simple Drum-Buffer-Rope）的介绍如下。
如果把瓶颈设置在市场，那么就是简单的市场拉动S-DBR，在美国叫简单的精益，意思是不需要改变设备布局和改变太大的流程就可达到精益的效果，比较适合中小企业。
S-DBR是在DBR理论的基础上发展来的，因为在激烈竞争的市场中，真正的受设备资源约束的企业比较少，即使设备真的约束产出，我们可以通过TOC实施拓展产能，通过外包或者投资增加产能。对于大多数企业而言，真正的约束因素是市场，即接到和满足的订单数量。
S-DBR把市场作为唯一的约束（CCR），订单就是我们的鼓声，企业所有的资源都服从于销售订单。也就是说，所有部门都采用有任务时赶紧做，没任务时尽管等待。
S-DBR也适用于存在生产环节约束的环境，这时我们要对约束资源的负荷实行密切监视，在向顾客承诺交货期之前要先检查约束的累积负荷，保证向顾客承诺的交货期是安全可靠的。如果在订单增加、约束资源产能不足的情况下，应提前做出决策提高产能。
当公司所有部门都按照一个统一的鼓声（销售订单）工作时，系统的效率得到了充分发挥，生产周期缩短到最短，从而百分之百地保证了订单准时完成，在制品库存也因为生产周期缩短而大幅度降低。
DBR是高德拉特在20世纪80年代发明的TOC制造计划方法。实际上，在TOC的开发范例中，DBR的概念领先于五步聚焦及有效产出世界观念。由于DBR方法比APS运算简单得多，对很多制造环境，尤其是那些被内部瓶颈约束着的企业来说，可以采用的一个更简单的方法，即S-DBR，为了区别，我们把传统方式的DBR称为传统DBR。
S-DBR是建立在与传统DBR同样的概念上的，并且与TOC五步聚焦法是相容的。区别于传统DBR的地方在于，它假设市场需求是系统主要的约束，即使当内部有能力约束出现的时候。S-DBR可以轻松地支持传统MRP系统，并且它是专门处理瞬息万变的市场需求的。
1）传统DBR
传统DBR模型的设计是为了在供应链中，通过以最高或接近最高的受约束的资源的生产能力，来控制低在制品WIP。要达到这个最优的流程，生产订单生产的开始处要与流程中最小产能的部分，即所说的产能约束资源（CCR）的产出率同步。约束的产出率就像一个鼓，它提供整个系统的步调。绳子本质上是一个联系约束资源与原料投放点的通信信号，以保证原料的投放速率不会超过约束资源的速率。绳子的目的是保护约束资源在生产流程中不超负荷。为保证约束资源不受“饥饿”，需要建立了一个时间缓冲，以保证在制品比计划提前到达约束资源。
TOC的原理是：在指定的日期生产出客户的订单，最好是面向订单生产。为满足客户订单的交货日期在内的主生产计划运用DBR，验证内部存在一个约束。可以用计算机化的能力分析来识别约束资源，但应该被生产管理者所确认。
会出现两种明显的可能性：
·当前没有能力约束；
·有一个能力约束。
在生产管理人员不能确定哪一个资源是约束的情况下，高德拉特建议假设为第一种可能，即没有能力约束，并允许用缓冲管理。缓冲管理可以帮助我们识别能力约束。第一，它指出了需要加速的事件数量明显增多；第二，它指出大部分可能发生延迟的零件的那些资源（如很多配件）都延迟了。实际上，通常假设约束资源是确定的，经理们也都依此行动。
可能会有多个约束资源，高德拉特在《干草堆综合症》书中称之为天灾。高德拉特在1980年开发的DBR软件包中考虑了这个可能性。但是，最好是不出现一个以上的约束资源，这可以通过增加产能或限制市场需求达到。
DBR方法力图实现：
（1）非常可靠的交期性能；
（2）有效地使用约束资源；
（3）在有约束的情况下，达到尽可能短的响应时间。
DBR主要有三个元素：约束资源（鼓）的使用计划；为对抗墨菲而设立的保护（缓冲）；物料投放计划（绳子）以限制在制品WIP库存，防止库存混乱。DBR很少考虑原料约束，一般采用适当的库存管理保证原料足够。
如果没有约束资源，客户订单就不可能不准时交货。这时客户订单就成为了“鼓”，就是真正的主生产计划（MPS）。
缓冲是一个从原料投放到产品发运的时间估计宽限度。这个估计要考虑墨菲的冲击，并允许增加缓冲以保证客户订单能按时交付，这种缓冲是发货缓冲，因为它保护了交货时间。一旦确定了发货缓冲，原料投放计划就生成了。这构成了前面说的绳子，它排除了任何在主计划指定的日期之前投放物料的可能。也保证了任何在制品不会比交期的缓冲日期更早产生库存。
如果有一个约束资源，DBR就生成一个基于有限产能的计划，主计划随后基于约束资源的限制而被修改，新的约束资源的主计划建立鼓来产生交货计划。绳子是按照缓冲的指示产生发料计划。在这种情况下，要建立三种缓冲保护机制来对抗变化：
·发货缓冲，这是从约束资源到完成订单生产的估计缓冲时间。
·瓶颈缓冲，这是从原料投放到约束资源前面的缓冲。
·装配缓冲，这是为了不让在制品通过约束资源后等待非约束流程的零件进行装配而设置的缓冲。
2）简化的鼓缓冲绳（S-DBR）
要应用S-DBR，就要假定公司没有内部资源约束。换句话说，市场通常是大多数公司的约束。当市场明显地成为约束时，结合S-DBR与缓冲管理控制以使得运营完全服从销售约束。然而，当一个约束资源开始出现时，则会观察到下面的重大变化：
·内部约束资源的能力下降可能限制了公司对市场的响应能力。有些订单可能不能按时交货。要阻止这种情况进一步恶化，或者缩小市场需求，或者增加能力。
·从原料投放到订单完成发货的总生产时间明显增大。
·缓冲管理包括三个缓冲，每个都要监控与管理。当某一个资源对不同的订单增加不同的缓冲时会造成冲突，即产生一个关于缓冲的相对重要性问题。
S-DBR的基本假设是市场需求是主要约束，即使内部能力也有约束的时候。这个假设背后的基本原理是，如果我们不能满足市场需求，未来的市场需求将下降。换句话说，我们今天能有多少满足客户，对我们未来还能是否拥有客户有直接的影响。这是DBR的第一条假设。
基本假设1：市场的需求，公司必须满足。
第一个假设有几个衍生假设：
·当我们决定如何挖尽约束资源时，我们必须考虑到这个决定对市场的长期影响。当某个订单对我们与客户的长期关系很重要时，我们就无法拒绝这个订单，即使它消耗了大量约束资源能力。
·一旦我们承诺了市场，那么不能完全满足承诺的惩罚可能远远比牺牲约束资源能力招致的惩罚更严重。
·前面的两个衍生假设意味着，无论约束资源是否起作用，我们其实都处于交互的约束状况。我们同时受约束资源和市场需求的约束。约束资源可能约束着我们当前的产出，但我们应该考虑，如果不能满足市场需求，则可能会影响我们未来的产出。
内部约束可能出现也可能消失，但市场约束一直在背后存在着。为了适当地服从市场需求，我们必须在约束资源上保持最小保护能力。表示了这个状况。
服从市场约束并不排除可能有内部资源约束了公司的市场拓展。由于市场需求波动，就有约束资源负荷过大的风险。因此，该约束资源上的负荷必须被严密监控，并且我们也可能需要限制在某些市场细分中对市场的承诺。
简单地总结一下，当一个约束资源服从对市场的承诺时，约束资源CCR上必须维持一些能力保护。因此，可以认为，在大多数情况下，可能不必坚持对约束资源的详细排程。这个结论引导我们得出S-DBR的第二个基本假设。
基本假设2：内部约束上的当前流程顺序的微小变化，不会对系统的绩效产生大的影响。基于这个有效的假设，在约束资源上不必做排程，这导出了S-DBR的以下基本规则：
·客户订单是鼓。一接到订单，我们迅速检查约束资源上的总负荷。只要约束资源没有过重的负载，订单就可以接受，并且立即投入处理。当约束资源看上去可能负荷过重而不能保证交货日期时，就需要采取短期措施来缓解能力负荷。
·唯一要保持的是发货缓冲。这一点和传统DBR在没有约束资源时的做法相同。
·绳子不再连接在约束资源上，原料投放计划直接由接受的客户订单生成。短期处理过高负荷的缓解措施有加班或增加轮班等。但对于长期来说，我们需要一种方式来管理需求对约束资源的影响。在S-DBR中，我们把绳子连接在市场需求上，而不是约束资源的排程计划上。我们通过实行长期措施，来控制中短期的需求。一种方法是提高价格，或者提供让客户愿意等待更长的交货的激励。
3）S-DBR的控制部分
发运缓冲的控制。应该建立一个红线时间。当在订单应该发货之前的剩余时间低于红线时间时，向制造经理发出一个警告。红线时间不是固定分配给发运缓冲的。与传统缓冲管理相同，红线被渗透则启动一个特别加急。当渗透红线的订单数量急剧增加时，就会出现一个真实的瓶颈了。S-DBR建议用一个附加的控制机制作为缓冲管理的红线控制的补充——计划负荷。
计划负荷是约束资源完成所有已经正式投放到系统中，但还没有被处理的工作所需要的总时间。计划负荷是由所有已知最终要通过约束资源的工作时间组成的。它是约束资源处理所有承诺发货的货物的平均估计时间。要决定我们是否有一个瓶颈，我们可以比较计划负荷与发货缓冲。结果能够立即指出约束资源是否成为了一个瓶颈，或者是否仍然有足够的能力保护剩余负荷。计划负荷提供比有限能力排程更少的信息，有限能力排程能够更精确地警告某一个订单可能被延迟。我们假设约束资源不过载，我们从比较计划负荷与发运缓冲得到的信息就足以提醒我们潜在的问题，在红线缓冲被穿透之前，可以采取大量补救行动，而不至于造成紧急情况。
4）DBR与S-DBR的不同
在产出的层次上，传统的DBR是在某些需求高峰期挖尽更多的约束资源的产出，这是通过约束资源的详细排程得到的。
在客户满意度上，发运缓冲在S-DBR中的角色比在DBR中更占支配地位。这与关键链完成缓冲比中间缓冲更有效在本质上是相同的。
关注的焦点不同，传统DBR通常聚焦在内部资源，而S-DBR聚焦在市场需求。
在管理时间缓冲上，一个缓冲胜过三个缓冲，使得S-DBR实现缩短生产时间的目的。集中保护通常比分散的保护更有效。
在处理高峰与低谷需求的行为时，大多数情况下市场需求是波动的。假设我们不能整年都让约束资源处于满负荷，我们就可以推论约束资源仅仅在高峰时期出现，而市场需求则是任何低谷时期的唯一约束。用一个缓冲与三个缓冲轮换，意味着传统的DBR有着大量的政策变动，需要消耗大量的精力来管理。因此，大多数使用传统DBR的组织甚至在需求低谷也把约束资源看成约束。S-DBR可以平滑地过渡高峰与低谷期，计划与控制的主要焦点是让市场满意。
在信息技术的支持上，S-DBR更容易用通常的MRP系统来计划和控制。实际上，并不真的需要专门的DBR软件包，因为MRP可以调整到支持S-DBR。这对已经实施了MRP而又不愿或不能投资专门DBR软件的公司来说，是个切实的好处。
5）用TOC方法整合S-DBR与采购、财务和市场营销
把市场需求作为经常存在的约束，并把潜在或实在的约束资源看做交互式的约束，让我们从更广的角度看我们的系统和环境。保持系统受控及决定我们把约束保持在何处是至关重要的。我们必须看到生产管理的另一方面，我们的市场、采购和财务政策必须与生产政策作为整体考虑。
8.3 精益与MES
（Manufacturing Execution System）
现在，精益生产与IT系统的结合使精益思想突破了传统的生产制造概念，精益动态引擎等正成为改变企业竞争格局的新动力。
精益制造模式的核心思想就是用最经济的方式进行生产和制造，在客户需要的时候，按客户需要的量，使用最少的资源，生产、提供客户需要的产品。一个精益的、柔性的、具有成本优势的制造业企业，应该具有低成本、高质量、快速响应的特点，能够提供出众的价值，即最低的成本、最高的质量（即六西格玛水平的质量管理）、快速的响应（即最短的交货周期），以及生产、设计、采购与市场的无缝连接，而这些特点都是企业在当今快速变化的市场环境中，保持高竞争力、获取成功的关键。
围绕精益，高级计划与排程APS、制造执行系统MES、全面质量管理TQM、六西格玛等概念也应运而生。有些企业把这些概念归结在精益制造的大概念下，也有些企业认为精益属于这些概念的一部分。对于概念，关键要看企业在运用这些工具的时候以哪个为主导。
在这样的背景下，精益动态引擎在企业的应用中成为精益制造的新浪潮就不足为奇。许多企业开始考虑精益自动化，用信息化手段指导精益生产。中国很多制造企业在使用MRP、ERP，现场用很多电子看板、追溯系统或者扫描枪等，其实都是不自觉地在应用精益信息化的概念。
在企业信息化架构中，精益动态引擎处于核心的执行层。在企业运作层面的信息架构中，顶层是决策信息化层，这一层中IT占的比重比较少，毕竟很多决策层的内容是由人的智慧产生的。架构的中间是计划和预测层，MRP、APS等信息系统都属于这一层，计划和预测层通常只是对财务、远期计划、销售计划、生产等较宏观的预测进行管理。底层是执行层，执行层具体负责生产制造等企业运作内容的管理，包括现场每天具体做些什么、供应商每小时应该供应什么、几点钟仓库应该运什么东西到哪里等，都是属于执行层的内容。
制造执行系统MES的供应商支持单件流和看板的能力是有差别的，但大多数制造执行系统的解决方案对采集详细执行数据和质量的相关数据都非常出色。从质量保障的角度来看，用制造执行系统来支持精益制造是大势所趋。制造执行系统不仅能够进行分析，它还同时指导电子作业并指挥派工操作。
精益制造企业很可能使用看板和程序单来替代进度和作业指南，但即便是纯粹的精益制造企业也仍然需要最新的关于基层生产的数据。制造执行系统能够创造出质量分析和生产线过程改进所需要的数据。企业实施精益制造时会紧密地关注检测，如整体设备效率（OEE），特别是当整体设备效率不正常并有可能迅速中断精益制造的流程时。
许多MES解决方案支持无订单看板，还将其基于XML的供应链连接模块扩展，使其将精益的补货指令传递给供应商。要想切实地执行精益制造，企业需要实时了解物料的短缺和生产线以外的其他问题，并做出响应。精益制造不仅仅是关于厂房四面墙内所发生的事情，它还需与供应商进行沟通。
在企业实际操作层面，动态精益引擎可以与制造执行系统结合，MES系统可以更好地控制动态精益引擎所无法完成的工作，比如设备信息的现场采集。现在已经有很多企业把MES系统挂在动态精益引擎系统下，将整个生产系统通过信息系统连接起来之后，企业的生产过程将完全实现透明化。
MES是车间执行管理系统，主要作用是追踪、监督、控制、管理。实现上层ERP管理与下层PCS（Process Control System）控制层之间的实时通信和指令执行，并与企业内其他制造管理信息系统进行信息传输与交换，实现企业信息无缝集成。
MES是业务应用系统与PCS集成的平台桥梁：
（1）向ERP提供实际生产数据，如成本、周期时间、产出等生产数据。
（2）向APS提供实际的订货状态、生产能力、班次等实时变化的约束。可以成功实时重排优化计划排程。
（3）向销售服务系统提供生产设备及能力，可以成功进行交货期的承诺CTP和报价。
（4）向工程研发提供产品产出和质量的实时数据，便于CAD/CAM做出适当调整。
（5）向过程控制PCS提供生产设备以优化的方式进行生产的工艺规程与指令，并下达。
MES对于离散行业和流程行业各有专注。
1）离散行业的MES
在过程管理与控制方面：通过对过程的离散事件动态监控，自动纠正生产操作或提供决策支持，以实现生产调度要求；在出现例外或生产进程偏离太大时，及时报警相关人员使其采取相应的措施。
在生产调度与任务派工方面：根据工厂设备实际加工、运输、存储能力的变化，制定并优化生产的具体过程及各设备的详细操作顺序；为了提高生产柔性，生产任务根据生产执行具体情况及设备情况，结合资源配置进行现场动态分配。
在资源配置和状态控制方面：提供各种资源的实时状态，与任务分配紧密协调，为各生产工序配置工具、设备、物料、文档等资源，保证各操作按调度要求准备和执行。
在质量管理方面：跟踪产品原料、各加工的设备、操作人员、工序批次等，为产品的使用、改进设计及质量控制提供依据；根据检测结果确定产品问题、提供相应的决策支持。
在维护管理方面：管理和指导设备、工模具的维护活动，确保其可用。
在劳动力管理方面：提供人员的状态和相关的信息，跟踪个人的工作执行情况，为操作人员提供决策支持。
在文档管理方面：管理产品的设计、操作流程、工艺说明等；根据任务分配，为生产工序提供相应的程序和信息等。
在数据采集方面：获取各工序、设备、物料、产品等数据，并汇总成其他系统、管理者所需的信息。
在性能分析和模拟方面：分析对比资源利用率、资源可用性、产品加工周期等的实际与标准，做出相应的评估；通过模拟仿真为生产调度提供可视化的分析。
2）流程行业的MES
在过程管理与控制方面：与数据采集、质量控制的底层控制系统进行实时通信；以控制层的控制能力为基础，提供各种先进的算法，实时地监控生产动态过程，按调度要求安全、稳定地进行；提供对生产失控或出现故障的实时报警，并能采取相应的紧急措施。
在生产调度与任务派工方面：根据生产计划，综合流程的实际能力、物料与能源的供应可用、预防维护及切换线的代价等因素，制定生产的具体班次安排、生产进度安排等；由于产品的生产周期长、切换较少，以及流程设备柔性小，所以各任务的加工设备在调度时已经确定。
在资源配置和状态控制方面：由于生产存在波动变化的特性，为了保证生产连续、顺利进行，实时地监控生产过程的资源和设备状态，按调度要求安全、稳定地进行；并提供对生产波动或出现故障的实时预警。
在质量管理方面：把直接或间接质量测量及分析结果实时反馈，保证产品符合行业标准和客户要求，跟踪产品原料相关的信息、生产控制参数和配方、质量检测结果及相关的批次号和数量。
在维护管理方面：管理和指导设备、工具的维护活动；根据数据采集的数据进行故障分析和诊断。
在劳动力管理方面：提供人员的状态及所在班次等相关的信息，跟踪个人的工作执行情况，为管理人员提供决策支持。
在文档管理方面：管理产品的配方、工艺流程、控制参数、相关行业标准、污染控制标准。
在数据采集方面：及时为其他系统提供所需的数据，从工厂层实时地采集数据，并进行数据校验及数据格式的转换等处理；为管理者、上层（如计划系统）提供所需的信息。
在性能分析和模拟方面：对产品的相关数据、能源耗费、设备的使用情况进行综合评估；依据采集的数据建立、修正生产模型，使其真实有效地反映实际生产过程，通过模拟仿真可视化的分析，改善控制效果。
ERP等业务系统在向执行层渗透，PCS过程控制系统在向计划层渗透。实际上MES受到上下的挤压，所以MES在实际行业运用中各有不同。现在，作为一个集成计划层和控制层的中间平台，MES从单一功能的MES已转向集成的I-MES，向计划层与控制层扩展；利用最新技术发展为敏捷的MESII。
8.4 精益与六西格玛
精益和六西格玛的结合是质量和速度的完美结合，随着市场竞争的加剧，质量和速度都成了企业制胜不可或缺的条件。传统的精益管理是一种消除浪费、提高速度与生产率的方法，主要偏向于对企业流程速度的改善，它衡量的是为满足客户要求而进行的操作的迅速性；而六西格玛则是一种消除缺陷并减少流程波动的方法，主要偏向于对企业流程质量的控制，它衡量的是为满足客户要求而进行的操作的可靠性。因此，只有精益或者六西格玛都不能使企业在质量和速度两方面达到世界级企业的目标，精益六西格玛应运而生。
虽然六西格玛方法和精益生产方式有着许多相似之处，如两者都需要高层的支持、都属于改进的方法、都可以应用于所有领域、都强调降低成本和提高效率、都采用团队的方式实施改善、都具有显著的财务效果、都关注顾客的价值和需要。然而，我们还是要把这两种管理的方法结合起来，得到一种更有效的方式和行为。
精益六西格玛是一种方法，通过提高客户满意度、降低成本、提高质量、加快流程和改善资本投入，使股东价值实现最大化。如果企业中实施了其中的任何一种管理方法，不久就会发现需要另外一种管理方法来相互配合，所以将精益和六西格玛相互融合就能发挥最佳效果。因为，精益六西格玛能够更有效地直接降低成本，效果远胜于以往的任何改进方法，关键在于它同时兼顾了质量和速度两个因素。因为精益不能用统计的方法来管理流程，但是单靠六西格玛无法显著地提高流程速度或者减少资本投入，一家公司如果要大幅度降低成本、提高质量、加快响应速度，就必须同时拿起精益和六西格玛这两件武器，消灭影响关键质量因素的问题和时间陷阱造成的延误。
精益六西格玛内容广泛，概括起来主要有四大要素：第一，在市场上做得最好的公司是能够从顾客的角度看问题并及时满足其需求，顾客是决定质量的唯一因素；第二，减少任何不满足顾客需求的东西；第三，保持产品、服务和过程的一致性与稳定性；第四，提供最低的价格而要赢利的唯一办法是提高质量和速度。
改进流程，消除缺陷，减少波动。包括以下五点含义：第一，大多数质量问题存在于过程中而不是人；第二，改进的方法有工作程序文件化、检查工作步骤间的传递、教会员工持续所需的知识和方法、减少质量波动、提高速度；第三，波动是缺陷的主要来源，波动决定西格玛水平；第四，改进过程就是提高西格玛水平；第五，必须成为一个用过程概念来考虑问题和后果的人，即过程思考者。
所有的决策都以事实和数据为基础。包括两点含义：第一，使用数据的障碍有，缺少现成的数据、在收集和分析数据方面缺少训练、人们使用数据只是为了惩罚或奖励员工而不是改进流程；第二，数据包括结果数据（顾客满意度、财政收支等）和过程数据（速度、交付期、质量、缺陷等）。
8.5 精益与EAM
（Enterprise Assets Management）
日本人在1971年提出TPM（Total Productive Maintenance）。这一整套理论和规则，其实是日本的企业在吸收了国际上的先进维修策略及自身的实践之后产生的新体会和新发展。TPM在国际维修界已不仅仅是某种做法，而是逐渐变成了一种维修文化。
日本在原有TPM的原则基础上，又提出了更高的目标。日本近年提出的TPM基本原则是：
（1）建立赢利的公司文化。推行TPM的公司应该通过减少16大损失，优化质量、成本和交货期来最大限度地满足客户要求。
（2）推进预防哲学（MP→PM→CM）。从维修预防到预防维修到改进维修，按照“现场-实物”原则防止损失，达到损失为零。
（3）全体员工参与。各级员工组成小组，制定如零故障、零废品的更高目标，参与解决问题，实现目标。人人参与管理，注重人的价值，满足人成长的要求，让员工感受成功和成就，感受生活的意义。
（4）现场与实物。推动TPM的企业实行“现场-实物”落实到人的检查方式，实行目视控制，创造良好的工作环境。
（5）在5大支柱下推进TPM。
（6）争取4S（客户满意，雇员满意，社会满意，内部满意）。
（7）自动化工厂的运行。创造一个对人友好或者灵活的工作环境。
新的TPM以减少16大损失为基础，力争达到如下目标：
（1）检查和弄清本企业的总损失情况。
（2）弄清本企业的利润损失。
（3）搞好本企业的维修基准4M。
（4）建立短、中、长期发展规划。
（5）优化PQCDSM（产量、质量、成本、交货期、安全与劳动情绪）。
（6）进行赢利企业的变革，生产减少而利润增加。
（7）明确观念，即对企业、生产线、设备及人员制定3～5年的明确目标，而且用数字表明。
（8）管理者的思维变革，提高管理能力，如领导、行动、决策和逻辑能力。
（9）生产现场的变革，即操作工人的思想变革。
总之，目标是改进和加强企业文化；建立21世纪新型企业；建成有魅力的企业。
新的TPM关于16大损失叙述如下：
（1）设备故障。
（2）安装调整。
（3）更换刀具、夹具。
（4）开工试运行。
（5）其他停机。清理、检查、等待材料、等待人员安排、质量认可。
（6）短暂停机与空转。
（7）速度损失。
（8）废品与返工。
（9）管理损失。等待指示或等待材料。
（10）操作损失。设备停机、运行、方法、工艺、技能和劳动情绪影响。
（11）生产线组织损失。生产线安排组织、自动化及失效损失。
（12）后勤损失。
（13）测量和调整损失。
（14）产量损失。废品、开工、切削、重量、超负荷损失。
（15）能源损失。启动、过载、温度损失。
（16）模具、工具、夹具本身损失。
新的TPM给企业带来深远的变革，狭窄定义的工作被广泛定义的工作所代替。按工作内容的报酬被按技能水平的报酬所代替。由上级的检查评估被小组自主评估所代替。由上级的监督被自我监督所代替。有限的进步被不断的学习和培训所代替。个体工作被小组群体工作所代替。不关心经营被关心公司发展所代替。有限的投入工作被广大职工的主动参与所代替。
新的TPM的5大支柱是：
（1）追求企业综合效益最大化。
（2）现场生产系统寿命周期损失最小化，零事故、零缺陷、零故障。
（3）涉及所有功能，包括生产、开发、销售和管理。
（4）全员参与，从高层领导到一线工人。
（5）通过活跃的小组活动实现损失为零。
任何管理都以一定的文化内涵为背景。TPM的文化内涵就是从不断地调动人的资源和潜力开始，达到团队的合作精神。团队的合作是一种氛围，也是企业的文化，是人们追求的公司愿景。广义地说，也是人类生存的一种生态环境。
TPM中还引入了许多概念，如5S（整理、整顿、清洁、清扫、素养）、零故障、零次品等，在日本发展迅速，使很多企业的设备维修费用降低50%左右，设备开动率提高50%左右。
TPM是制造企业生产过程中，全员参加的、以提高设备综合利用率为目标的、贯穿设备整个生命周期的生产维修制度。与TQM（全面质量管理）相类似，TPM的核心思想是“全效益、全系统、全员参与”。TPM方法的使用，可以使很多企业的设备维修费用降低50%左右。但是，早期的TPM有一个固有的缺陷，就是数据繁多、手段落后。
在企业信息化下，TPM的实施有了解决之道，这就是通过EAM（企业资产管理）来固化TPM流程，以信息化的手段收集、统计、分析错综复杂的相关数据，进而将设备维修管理的概念，扩大到企业资产管理的范畴。
在传统的TPM推行方法中，很多企业基本上采用的是编制严格、规范的维修文档，依靠大量的设备基础数据和维修手册，来指导具体的设备维修作业。
按照TPM的思路来管理设备，开展设备的检修、保养和维护无疑是十分有效的。但是，TPM也存在许多固有的缺陷，比如数据量大、维修流程需要优化等问题。虽然是很好的管理方法，但缺乏强有力的辅助手段。
而精益生产强调工艺过程连续进行、不能中断；生产设施按照流程布置。产品按照固定的工艺流程，连续不断地通过一系列设备和装置被加工处理成为成品。对精益生产来说，设备故障带来的影响是巨大的。而且，一旦设备出了故障，维修人员如果一头钻进庞大的资料室，现翻现找相关的资料文献，不仅浪费时间，而且大大降低设备的利用率。
为了更好地完成设备故障的定位、维修，企业应当建立设备故障资料库，方便在维修的时间快速查阅。设备越大越复杂，文档资料和设备维护经验库越要全面，因为企业员工不能把设备资料放在手里翻来覆去地查看。而且，建设一个完善的设备故障资料库对于培养新人很有帮助。
精益模式的备品备件仓库建立在车间，每台设备往往有五六十种备件。TPM的实施，非常注重备件的供应；或者说，需要有效地控制备件库存，以满足维修备件的需求。TPM有自己的备件处理方法，但需要与整个生产线的所有设备实现整合管理。备品备件的采购，要求根据备件最小库存量或备件重订货点（又叫“再订货点”，Re-Order Point，简称ROP），或设备的生命周期来自动生成采购计划。
此外，建立令人满意的备品备件资料库，也是TPM的重点工作之一。首先，备品备件资料库要真实反映备品备件的库存情况。如果需要的话，备品备件资料库也要对重要的备品备件进行领用跟踪控制，并且增加对于二级库存（车间库存）的管理。
在设备维护中，维修工单的申请、提交、审批、执行、反馈、总结，是设备维护工作的主线。现在，很多企业的工单管理流程大体是这样的：先安排一年的工作计划，印制好表格放置在设备的某个部位。然后，由维护人员按时间、按项目进行维护，并随时登记在表格上。这种操作方法，虽然是按照TPM的规范来进行的，操作步骤也符合TPM的要求。但是，完全的手工作业显然在数据准确、缜密等方面难以尽如人意。
EAM可以实现精益生产的TPM信息化，TPM在实际应用中，已经形成了一整套成熟的方法和规范。但是，在传统的TPM应用中，存在两个重要的缺点：一是过于依赖手工作业，依赖大量记录在纸介质上的数据和资料，没有实现电子化；二是维护工作涉及生产企业的其他职能和系统的时候，特别在这些系统是由软件系统来控制的时候，没有适当的数据接口来实现设备维修管理与其他信息系统之间的整合。
上述两个方面的缺陷，实际上说明了TPM迫切需要信息化，而且需要突破传统设备管理的局限性，把企业的全部资产，纳入到一个统一的框架中来管理，这样才能真正体现全员参与、全系统、全效益的管理思想。
在企业信息化的大背景下，有一种现实的解决方案可以解决这两个问题。利用目前已经较为成熟的EAM（Enterprise Assets Management，企业资产管理）系统，可以帮助企业达到预期的效果。
EAM的含义是用计算机系统，辅助企业管理有形资产（如生产设备、厂房设施、交通工具、仪器仪表等），使之充分发挥生产效能，确保安全运作并保证生态环境不受侵害；同时最大限度提高维护效益、降低维修成本。
企业资产管理系统EAM支持工厂的高级状态维修战略。全面采用最佳实践和满足质量要求，消除过多的和过时的备件库存，促进环保、健康和安全政策的遵守，便于操作和维护日程安排的协调，以及改进按合同维护的响应能力和准确性。
生产能力过剩和低成本竞争迫使制造商消除每次运转中的浪费，但是缺乏标准化的最佳实践和绩效报表妨碍了精益维护的推行。多个信息孤岛也导致了库存过多。EAM帮助企业平衡产量和管理费用，确保企业的每个地点都精益运转，而不仅仅是某些地点能够做到。
EAM管理设备的生命周期，从明确规格和采购，到建造、试运转和维护直到报废，全程监控和有效管理资产绩效。通过将资产实物方面的特性和财务方面的特性相结合，支持项目生命周期和服务生命周期间的深入协作，从而提高资本资产回报。具有精益思想的公司，把EAM贯彻到生产环节中，而且延伸到维护和供应链中。
EAM的精益化维护，以每天24小时三班倒的形式为工厂提供现场维护服务，负责例行维护，包括对大量的设备进行校正和紧急维修。前瞻性维护和校准工作是自动执行的。一个由EAM维护的数据库记录了每件设备的相关信息，当需要执行维护工作时，该数据库会自动提醒公司。在整个企业间的精益改造中，借助EAM工具或解决方案的趋势将在未来得以增长。在公司的一个维护网站上，能够通过任何一台现场计算机得到工厂车间的图形化视图，能很直观地看到哪台机器需要维护。当某台设备因故障停工后，可以在网站上填写工作单，随后就会做出响应。
8.6 精益信息化集成
精益的滚动计划和混合顺序排程需要APS的需求计划和优化排程的支持，长提前期的物料计划需要MRP的支持，看板的执行和ERP的库存模块集成。可视化技术的集成架构。
对MRP、APS、精益进行组合，可以为处在不同生命周期的企业提供不同的解决方案，有利于企业更好地利用先进的信息技术，提高制造企业的核心竞争力。
如使用MRP的企业，在转向精益生产时，可以部分使用看板物料控制，部分使用MRP物料控制。在企业对计划排程要求严格的情况下，可以对关键资源或瓶颈资源和关键物料进行有限约束的快速排程。当然，成熟的企业可以采用以ERP为基础的精益生产和APS结合，这就是精益价值链企业。
