儲(chǔ)i3000-156x50（2）.jpg)
MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）與ERP是制造業(yè)兩大關(guān)鍵資訊系統(tǒng)，尤其MES更是扮演著生產(chǎn)工廠與營(yíng)運(yùn)中心溝通橋梁的角色，過往，MES多半透過條碼技術(shù)來搜集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的所有資訊，如今隨著RFID（無線射頻識(shí)別系統(tǒng)）技術(shù)成熟發(fā)展，使用RFID標(biāo)簽取代條碼，縮減制造人力成本以及提升效率，成為制造業(yè)最新發(fā)展趨勢(shì)。
臺(tái)灣是全球制造重鎮(zhèn)，許多國(guó)際品牌商的產(chǎn)品卷標(biāo)上都能看見「Made in Taiwan」字樣，范圍涵蓋計(jì)算機(jī)、手機(jī)、家電用品、腳踏車、雨傘、成衣…等各種不同商品，數(shù)年前，臺(tái)灣制造業(yè)者在成本壓力下，紛紛將生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)移至大陸，原本冀望藉此改善獲利結(jié)構(gòu)，只不過在大陸經(jīng)濟(jì)快速起飛、廉價(jià)勞動(dòng)成本優(yōu)勢(shì)不再的情況下，業(yè)者不得不重新思考降低生產(chǎn)成本的方法，過去那種「逐低廉勞動(dòng)成本而設(shè)廠」的方式已不可行，提升工廠自動(dòng)化程度成為現(xiàn)今最被看好的做法。臺(tái)灣是全球制造重鎮(zhèn)，許多國(guó)際品牌商的產(chǎn)品標(biāo)簽上都能看見「Made in Taiwan」字樣，范圍涵蓋電腦、手機(jī)、家電用品、腳踏車、雨傘、成衣…等各種不同商品，數(shù)年前，臺(tái)灣制造業(yè)者在成本壓力下，紛紛將生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)移至大陸，原本冀望借此改善獲利結(jié)構(gòu)，只不過在大陸經(jīng)濟(jì)快速起飛、廉價(jià)勞動(dòng)成本優(yōu)勢(shì)不再的情況下，業(yè)者不得不重新思考降低生產(chǎn)成本的方法，過去那種「逐低廉勞動(dòng)成本而設(shè)廠」的方式已不可行，提升工廠自動(dòng)化程度成為現(xiàn)今最被看好的做法。
換句話說，透過自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備與信息系統(tǒng)，降低人工參與的比重，進(jìn)而提升作業(yè)效率與降低成本，已經(jīng)變成臺(tái)灣企業(yè)強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)力的最佳管道，這也讓整合RFID的制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System；MES)變得越來越重要。換句話說，透過自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備與資訊系統(tǒng)，降低人工參與的比重，進(jìn)而提升作業(yè)效率與降低成本，已經(jīng)變成臺(tái)灣企業(yè)強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)力的最佳管道，這也讓整合RFID的制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System；MES)變得越來越重要。
MES稱職扮演工廠與營(yíng)運(yùn)中心間的溝通橋梁
在制造業(yè)中，企業(yè)資源規(guī)劃(Enterprise Resource Planning；ERP)與制造執(zhí)行系統(tǒng)是最重要的信息系統(tǒng)，ERP主要用來整合企業(yè)營(yíng)運(yùn)中所需要的數(shù)據(jù)，據(jù)此做出最佳的資源分配規(guī)劃，MES則如同制造工廠與營(yíng)運(yùn)中心間的溝通橋梁，負(fù)責(zé)搜集從接受訂單到制成最終產(chǎn)品過程中，所有生產(chǎn)活動(dòng)的狀態(tài)與信息，藉由統(tǒng)一管理工廠資源的方式，達(dá)到質(zhì)量管理、零配件管理、生產(chǎn)調(diào)度、物料管理、機(jī)臺(tái)與設(shè)備維修管理、制程管理等目標(biāo)，從而提高制造產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
在制造業(yè)中，企業(yè)資源規(guī)劃(Enterprise Resource Planning；ERP)與制造執(zhí)行系統(tǒng)是最重要的資訊系統(tǒng)，ERP主要用來整合企業(yè)營(yíng)運(yùn)中所需要的資料，據(jù)此做出最佳的資源配置規(guī)劃， MES則如同制造工廠與營(yíng)運(yùn)中心間的溝通橋梁，負(fù)責(zé)搜集從接受訂單到制成最終產(chǎn)品過程中，所有生產(chǎn)活動(dòng)的狀態(tài)與資訊，藉由統(tǒng)一管理工廠資源的方式，達(dá)到品質(zhì)管理、零配件管理、生產(chǎn)調(diào)度、物料管理、機(jī)臺(tái)與設(shè)備維修管理、制程管理等目標(biāo)，從而提高制造產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
一般來說，MES系統(tǒng)主要有三大任務(wù)，第一是接收來自ERP系統(tǒng)的訊息，例如：工單、BOM表、供貨商、庫(kù)存數(shù)量、制造指令…等等；第二則是將這些ERP信息下達(dá)給位于控制層的產(chǎn)線作業(yè)人員與生產(chǎn)設(shè)備；最后再把生產(chǎn)結(jié)果、人員操作訊息、設(shè)備操作狀態(tài)與結(jié)果、庫(kù)存狀況、質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果等實(shí)時(shí)傳輸回ERP系統(tǒng)。一般來說，MES系統(tǒng)主要有三大任務(wù)，第一是接收來自ERP系統(tǒng)的訊息，例如：工單、BOM表、供應(yīng)商、庫(kù)存數(shù)量、制造指令…等等；第二則是將這些ERP資訊下達(dá)給位于控制層的產(chǎn)線作業(yè)人員與生產(chǎn)設(shè)備；最后再把生產(chǎn)結(jié)果、人員操作訊息、設(shè)備操作狀態(tài)與結(jié)果、庫(kù)存狀況、品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果等即時(shí)傳輸回ERP系統(tǒng)。
為了要確切掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的所有信息，MES系統(tǒng)通常會(huì)在每一道產(chǎn)線入口設(shè)置資料搜集器，透過搜集器來擷取各種生產(chǎn)訊息，或是諸如可程序邏輯控制器(PLC)、傳感器、I/O、機(jī)器手臂等自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)作狀態(tài)，再實(shí)時(shí)回傳、儲(chǔ)存至后端服務(wù)器。為了要確切掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的所有資訊，MES系統(tǒng)通常會(huì)在每一道產(chǎn)線入口設(shè)置資料搜集器，透過搜集器來擷取各種生產(chǎn)訊息，或是諸如可程序邏輯控制器(PLC)、感測(cè)器、I/O、機(jī)器手臂等自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)作狀態(tài)，再即時(shí)回傳、儲(chǔ)存至后端服務(wù)器。
目前，數(shù)據(jù)搜集器使用的技術(shù)為一維條形碼，工廠管理人員經(jīng)由MES系統(tǒng)產(chǎn)生工單，工單上則有各個(gè)料件或制程的條形碼編號(hào)，產(chǎn)線作業(yè)員在作業(yè)以前，必須先持掃描儀讀取工單上的條形碼，以便將生產(chǎn)信息記錄至系統(tǒng)中。目前，資料搜集器使用的技術(shù)為一維條碼，工廠管理人員經(jīng)由MES系統(tǒng)產(chǎn)生工單，工單上則有各個(gè)料件或制程的條碼編號(hào)，產(chǎn)線作業(yè)員在作業(yè)以前，必須先持掃描器讀取工單上的條碼，以便將生產(chǎn)資訊記錄至系統(tǒng)中。
這種做法雖然具備成本便宜、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，卻無法達(dá)到全自動(dòng)化制程的理想，因?yàn)闂l形碼必須由人被動(dòng)讀取，掃描儀本身不具主動(dòng)讀取的能力，因此只能被歸類為半自動(dòng)化的生產(chǎn)作業(yè)。這種做法雖然具備成本便宜、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，卻無法達(dá)到全自動(dòng)化制程的理想，因?yàn)闂l碼必須由人被動(dòng)讀取，掃描器本身不具主動(dòng)讀取的能力，因此只能被歸類為半自動(dòng)化的生產(chǎn)作業(yè)。 再者，工單上的條形碼也許不只一個(gè)，作業(yè)員每多掃描一個(gè)條形碼，就增加1秒的作業(yè)時(shí)間，將這1秒放大至整個(gè)制程時(shí)間來看，其影響絕對(duì)不會(huì)只有短短1秒而已，尤其當(dāng)產(chǎn)品數(shù)量高達(dá)上百萬件時(shí)，產(chǎn)線也累積了上百萬個(gè)1秒，工廠產(chǎn)能可能就因此減少10%。再者，工單上的條碼也許不只一個(gè)，作業(yè)員每多掃描一個(gè)條碼，就增加1秒的作業(yè)時(shí)間，將這1秒放大至整個(gè)制程時(shí)間來看，其影響絕對(duì)不會(huì)只有短短1秒而已，尤其當(dāng)產(chǎn)品數(shù)量高達(dá)上百萬件時(shí)，產(chǎn)線也累積了上百萬個(gè)1秒，工廠產(chǎn)能可能就因此減少10%。
導(dǎo)入RFID落實(shí)工廠自動(dòng)化終極目標(biāo)
當(dāng)然，條形碼應(yīng)用所產(chǎn)生的自動(dòng)化與生產(chǎn)效率等問題并非無解，就目前來看，RFID技術(shù)是最好的替代方案，其具備主動(dòng)識(shí)別、讀取距離長(zhǎng)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存容量大等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以落實(shí)工廠自動(dòng)化的意涵，也同時(shí)提升生產(chǎn)效率，只要在產(chǎn)線的出入口或生產(chǎn)機(jī)臺(tái)架設(shè)RFID讀取器，當(dāng)貼附RFID標(biāo)簽的工單或原物料載具經(jīng)過時(shí)，讀取器會(huì)自動(dòng)讀取、記錄產(chǎn)品從進(jìn)入工作站到離開的所有信息，省去以往由人工逐一掃描的過程，大幅縮減人力成本或作業(yè)時(shí)間。當(dāng)然，條碼應(yīng)用所產(chǎn)生的自動(dòng)化與生產(chǎn)效率等問題并非無解，就目前來看，RFID技術(shù)是最好的替代方案，其具備主動(dòng)識(shí)別、讀取距離長(zhǎng)、資料儲(chǔ)存容量大等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以落實(shí)工廠自動(dòng)化的意涵，也同時(shí)提升生產(chǎn)效率，只要在產(chǎn)線的出入口或生產(chǎn)機(jī)臺(tái)架設(shè)RFID讀取器，當(dāng)貼附RFID標(biāo)簽的工單或原物料載具經(jīng)過時(shí)，讀取器會(huì)自動(dòng)讀取、記錄產(chǎn)品從進(jìn)入工作站到離開的所有資訊，省去以往由人工逐一掃描的過程，大幅縮減人力成本或作業(yè)時(shí)間。
不過，這種主動(dòng)識(shí)別技術(shù)通常都會(huì)談到有關(guān)讀取率的問題，這也是RFID目前最引人爭(zhēng)議之處，如果RFID系統(tǒng)不能做到100%讀取的話，不如沿用傳統(tǒng)條形碼技術(shù)，雖然比較耗費(fèi)時(shí)間，但至少不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)遺失的風(fēng)險(xiǎn)。不過，這種主動(dòng)識(shí)別技術(shù)通常都會(huì)談到有關(guān)讀取率的問題，這也是RFID目前最引人爭(zhēng)議之處，如果RFID系統(tǒng)不能做到100%讀取的話，不如沿用傳統(tǒng)條碼技術(shù)，雖然比較耗費(fèi)時(shí)間，但至少不必?fù)?dān)心資料遺失的風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)此，市場(chǎng)業(yè)者表示，RFID技術(shù)在過去幾年有了長(zhǎng)足發(fā)展，目前工業(yè)級(jí)RFID讀取器已能做到100%讀取率，至于兩個(gè)讀取器距離太近容易發(fā)生的干擾與錯(cuò)讀現(xiàn)象，也可以靠著系統(tǒng)整合商的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)去克服，換句話說，制造業(yè)者只要選擇對(duì)的產(chǎn)品與系統(tǒng)整合商，就不必?fù)?dān)心讀取率的問題。對(duì)此，市場(chǎng)業(yè)者表示，RFID技術(shù)在過去幾年有了長(zhǎng)足發(fā)展，目前工業(yè)級(jí)RFID讀取器已能做到100%讀取率，至于兩個(gè)讀取器距離太近容易發(fā)生的干擾與錯(cuò)讀現(xiàn)象，也可以靠著系統(tǒng)整合商的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)去克服，換句話說，制造業(yè)者只要選擇對(duì)的產(chǎn)品與系統(tǒng)整合商，就不必?fù)?dān)心讀取率的問題。
除了整合生產(chǎn)機(jī)臺(tái)提升效率外，RFID設(shè)備還可以整合可程序邏輯控制器，確保生產(chǎn)作業(yè)的正確性，舉例來說，工業(yè)用機(jī)械手臂因?yàn)樵靸r(jià)昂貴的緣故，通常一間廠房只會(huì)有1~2臺(tái)，再匯流不同生產(chǎn)線所制成的產(chǎn)品，統(tǒng)一交由機(jī)械手臂來加工，此時(shí)的RFID系統(tǒng)就變得很重要，它必需要能清楚辨識(shí)產(chǎn)品身分，并將數(shù)據(jù)傳送給PLC，PLC才能判斷需要進(jìn)行的加工程序，再下命令給機(jī)械手臂，這對(duì)經(jīng)常進(jìn)行混線生產(chǎn)的工廠而言特別重要，可用來避免錯(cuò)誤加工程序造成的損失。除了整合生產(chǎn)機(jī)臺(tái)提升效率外，RFID設(shè)備還可以整合可程序邏輯控制器，確保生產(chǎn)作業(yè)的正確性，舉例來說，工業(yè)用機(jī)械手臂因?yàn)樵靸r(jià)昂貴的緣故，通常一間廠房只會(huì)有1~ 2臺(tái)，再匯流不同生產(chǎn)線所制成的產(chǎn)品，統(tǒng)一交由機(jī)械手臂來加工，此時(shí)的RFID系統(tǒng)就變得很重要，它必需要能清楚辨識(shí)產(chǎn)品身分，并將資料傳送給PLC，PLC才能判斷需要進(jìn)行的加工程序，再下命令給機(jī)械手臂，這對(duì)經(jīng)常進(jìn)行混線生產(chǎn)的工廠而言特別重要，可用來避免錯(cuò)誤加工程序造成的損失。
若要如上所述，將RFID應(yīng)用工廠生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，現(xiàn)行MES系統(tǒng)在軟硬件方面必須有所變動(dòng)，先就硬件來看，原有的卷標(biāo)管理系統(tǒng)必須從條形碼輸出改成RFID標(biāo)簽輸出，生產(chǎn)線出入口的條形碼掃描機(jī)也要改成RFID讀取器，至于軟件方面，則要整合與RFID系統(tǒng)相關(guān)的中間件，才能將MES系統(tǒng)與RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)串連起來。若要如上所述，將RFID應(yīng)用工廠生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，現(xiàn)行MES系統(tǒng)在軟硬體方面必須有所變動(dòng)，先就硬體來看，原有的標(biāo)簽管理系統(tǒng)必須從條碼輸出改成RFID標(biāo)簽輸出，生產(chǎn)線出入口的條碼掃描機(jī)也要改成RFID讀取器，至于軟體方面，則要整合與RFID系統(tǒng)相關(guān)的中介軟體，才能將MES系統(tǒng)與RFID系統(tǒng)的資料串連起來。
綠色法規(guī)把關(guān)MES與RFID整合方案前景佳
臺(tái)灣制造業(yè)者早期以代工生產(chǎn)為主，在導(dǎo)入MES系統(tǒng)時(shí)，多以工作現(xiàn)場(chǎng)管控、亦即所謂show floor control為主要目標(biāo)，但是隨著歐盟RoHS、WEEE等綠色環(huán)保法規(guī)上路，產(chǎn)品回收議題越來越受到重視，這也為整合RFID的MES系統(tǒng)帶來新商機(jī)。臺(tái)灣制造業(yè)者早期以代工生產(chǎn)為主，在導(dǎo)入MES系統(tǒng)時(shí)，多以工作現(xiàn)場(chǎng)管控、亦即所謂show floor control為主要目標(biāo)，但是隨著歐盟RoHS、WEEE等綠色環(huán)保法規(guī)上路，產(chǎn)品回收議題越來越受到重視，這也為整合RFID的MES系統(tǒng)帶來新商機(jī)。
制造業(yè)者可以應(yīng)用RFID記錄產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)，做為符合綠色法規(guī)的保證書，同時(shí)也是進(jìn)軍歐盟市場(chǎng)的敲門磚，倘若產(chǎn)品真的發(fā)生問題，業(yè)者也能透過MES系統(tǒng)列出使用同一物料的相關(guān)產(chǎn)品ID，或是利用生產(chǎn)日期記錄來推估是哪些產(chǎn)品發(fā)生問題，藉以縮短及降低回收產(chǎn)品的時(shí)間與數(shù)量。制造業(yè)者可以應(yīng)用RFID記錄產(chǎn)品生產(chǎn)資料，做為符合綠色法規(guī)的保證書，同時(shí)也是進(jìn)軍歐盟市場(chǎng)的敲門磚，倘若產(chǎn)品真的發(fā)生問題，業(yè)者也能透過MES系統(tǒng)列出使用同一物料的相關(guān)產(chǎn)品ID，或是利用生產(chǎn)日期記錄來推估是哪些產(chǎn)品發(fā)生問題，借以縮短及降低回收產(chǎn)品的時(shí)間與數(shù)量。
除了生產(chǎn)履歷外，RFID卷標(biāo)也可兼做產(chǎn)品生命周期管理之用，目前醫(yī)療產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有使用RFID管理針對(duì)、藥水…等易感染物品的應(yīng)用案例，倘若將此經(jīng)驗(yàn)延伸至電子制造業(yè)，業(yè)者可利用RFID追蹤廢棄電子產(chǎn)品的去處，恰好能符合WEEE規(guī)范下，制造商必須負(fù)起搜集、回收并妥善處置廢電子電機(jī)產(chǎn)品的要求。除了生產(chǎn)履歷外，RFID標(biāo)簽也可兼做產(chǎn)品生命周期管理之用，目前醫(yī)療產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有使用RFID管理針對(duì)、藥水…等易感染物品的應(yīng)用案例，倘若將此經(jīng)驗(yàn)延伸至電子制造業(yè)，業(yè)者可利用RFID追蹤廢棄電子產(chǎn)品的去處，恰好能符合WEEE規(guī)范下，制造商必須負(fù)起搜集、回收并妥善處置廢電子電機(jī)產(chǎn)品的要求。
未來，在自動(dòng)化需求升溫以及綠色環(huán)保法規(guī)要求下，「RFID版」MES系統(tǒng)將在制造業(yè)掀起另一波換機(jī)潮。未來，在自動(dòng)化需求升溫以及綠色環(huán)保法規(guī)要求下，「RFID版」MES系統(tǒng)將在制造業(yè)掀起另一波換機(jī)潮。
關(guān)注本刊微信訂閱號(hào)