以下是对三个核心学习方法的详细拆解,包含实操步骤、工具模板、示例场景,帮助新手快速将理论转化为实践,深入理解 MES 业务逻辑与系统价值:
一、绘制详细业务流程图(泳道图):可视化全流程管控逻辑
核心目标
通过 "角色 × 环节" 的二维泳道图,清晰呈现生产全流程的信息流、物流、控制点,直观理解 "谁在什么环节做什么、系统如何介入、风险点在哪里"。
详细实操步骤
1. 前期准备:明确范围与核心要素
- 确定流程边界:聚焦单一核心流程(如 "离散制造工单执行流程""流程制造投料 - 反应流程"),避免范围过大导致逻辑混乱(建议从子流程切入,如 "工序加工→检验→报工")。
- 梳理核心角色 :按 "参与方" 分类,包括:
- 业务角色:计划员、操作工、质检员、仓管员、维修员;
- 系统角色:MES、ERP、WMS、PLC/DCS(流程制造需加 LIMS)。
- 收集基础信息 :整理流程相关的:
- 关键单据:工单、领料单、检验单、报工单;
- 数据流向:如 "ERP→MES 的生产计划""MES→PLC 的工艺参数";
- 管控要求:如 "齐套性检查合格方可开工""SPC 超差触发报警"。
2. 绘制步骤:从框架到细节
| 步骤 | 具体动作 | 工具与示例 |
|---|---|---|
| ① 搭建泳道框架 | 横向列 "角色 / 系统",纵向按时间顺序排 "流程环节" | 工具:Visio、DrawIO、Axure(新手推荐 DrawIO,免费且模板丰富)示例框架(离散制造工单执行流程):角色泳道:计划员→仓管员→操作工→质检员→MES→PLC |
| ② 拆解核心环节 | 按 "时间顺序 + 逻辑关系" 拆分环节,每个环节描述 "具体动作"(而非功能名称) | 错误示例:"物料管理"(太笼统)正确示例:"发起领料申请→仓库拣货→物料绑定工单→工位接收物料" |
| ③ 标注三流轨迹 | - 信息流:用 "虚线箭头" 标注,注明数据内容(如 "MES→操作工:工单工艺参数")- 物流:用 "实线箭头" 标注,注明物料形态(如 "仓库→工位:主板 100 片 + 螺丝 200 个")- 单据流:用 "带文件图标的箭头" 标注,注明单据名称(如 "操作工→MES:报工单") | 示例标注:操作工→MES(虚线):报工数据(产量 50 件、合格 48 件)仓管员→工位(实线):工单绑定的物料包(SN:20240501-001) |
| ④ 识别控制点 | 在关键环节标注 "管控要求 / 系统校验规则",体现 MES 的核心价值 | 控制点类型:- 前置校验:如 "工单开工前→MES 校验物料齐套性"- 过程监控:如 "工序加工中→PLC 实时采集设备温度"- 结果判定:如 "检验后→MES 判定合格 / 不合格,合格方可流转" |
| ⑤ 补充异常分支 | 标注高频异常场景(如缺料、设备故障、质量不合格)的处理流程 | 示例:"操作工发起领料→MES 校验缺料→触发缺料预警→计划员调整工单顺序" |
3. 实操示例:离散制造 "工单执行 - 报工" 泳道图(简化版)
| 角色 / 系统 | 环节 1:工单派发 | 环节 2:领料与绑定 | 环节 3:工序加工 | 环节 4:过程检验 | 环节 5:报工结算 |
|---|---|---|---|---|---|
| 计划员 | 1. 在 MES 创建工单(关联订单、BOM)2. 下发至对应工位 | - | - | - | - |
| 仓管员 | - | 1. 接收 MES 领料指令2. 按 BOM 拣货,扫码绑定工单3. 配送至工位,MES 记录发料数据 | - | - | - |
| 操作工 | - | 1. 扫码确认接收物料2. MES 校验物料与工单匹配度 | 1. 点击 "开工",MES 同步参数至 PLC2. 按工艺加工,PLC 实时上传产量 | - | 1. 录入实际产出、合格数2. 提交报工单至 MES |
| 质检员 | - | - | - | 1. 按 MES 检验标准抽检2. 录入检验数据,MES 触发 SPC 分析 | - |
| MES | 3. 校验工单设备 / 人员可用性 | 4. 生成物料追溯台账 | 3. 监控设备状态,异常报警 | 3. 判定检验结果,不合格触发返工 | 3. 自动核算工时 / 产能,同步至 ERP |
| PLC | - | - | 2. 执行加工指令,采集温度 / 转速数据 | - | - |
4. 注意事项
- 避免 "流程过度复杂":首次绘制聚焦 "主流程",异常分支可简化,后续逐步补充;
- 标注 "系统功能关联":每个环节对应 MES 的核心功能(如 "物料绑定" 对应 MES "物料追踪模块"),强化 "流程 - 功能" 的关联认知;
- 跨流程联动:若某环节涉及其他流程(如 "缺料" 关联 "采购流程"),用 "跳转标识" 注明,保持流程完整性。
二、研究 MES 系统支撑逻辑:明确系统与人工的边界
核心目标
理解 "MES 在每个流程环节中承担什么角色""哪些工作必须人工完成",避免 "系统万能论" 或 "人工替代误区",掌握 MES 的核心价值边界。
详细分析框架
1. 按 "流程环节" 拆解系统支撑点
以 "流程环节" 为单位,从 "数据采集、流程管控、决策支持" 三个维度分析 MES 的作用,用表格记录结果:
| 流程环节 | MES 系统支撑动作 | 人工操作动作 | 边界划分原则 |
|---|---|---|---|
| 生产排程 | 1. 接收 ERP 生产计划,集成 APS 自动排程2. 校验设备负载、物料齐套性,预警冲突3. 可视化展示排程结果,支持拖拽调整 | 1. 设定排程优先级(如紧急订单)2. 人工干预冲突(如设备故障后的排程调整)3. 确认排程方案并下发 | 系统:高频、规则明确、数据量大的排程计算人工:需经验判断、突发情况处理 |
| 物料领料 | 1. 按工单 BOM 自动生成领料清单2. 扫码校验物料型号 / 数量,防错报警3. 绑定物料与工单,生成追溯记录 | 1. 发起领料申请2. 仓库拣货、配送至工位3. 确认物料接收并签字 | 系统:数据校验、追溯绑定、规则执行人工:物理物料的移动、确认 |
| 工序加工 | 1. 向 PLC 下发工艺参数(温度、转速)2. 实时采集设备状态、产量数据3. 异常(超温、停机)自动报警 | 1. 设备点检、工艺确认2. 处理加工中的突发问题(如物料卡滞)3. 异常情况上报 | 系统:参数下发、数据采集、实时监控人工:设备操作、经验型问题处理 |
| 质量检验 | 1. 自动下发检验标准(如抽样比例、合格范围)2. 采集检验数据,SPC 实时分析预警3. 判定合格 / 不合格,触发后续流程(返工 / 放行) | 1. 按标准抽样、检测(如用卡尺测量尺寸)2. 录入检验数据(人工抽检部分)3. 不合格品的返工 / 报废处理 | 系统:标准下发、数据分析、规则判定人工:物理检验操作、复杂质量问题判定 |
| 报工结算 | 1. 自动接收设备产量数据 / 人工录入数据2. 核算工单完成率、工时、产能3. 同步数据至 ERP,支撑成本核算 | 1. 录入人工辅助数据(如返工原因)2. 确认报工数据准确性3. 工单完工后的总结 | 系统:数据核算、同步、报表生成人工:补充非结构化数据、确认审核 |
2. 核心分析方法:"5W1H" 追问法
对每个环节反复追问,明确系统与人工的分工:
- What(做什么):该环节的核心目标是什么?(如报工是为了统计产量、核算成本)
- Why(为什么):为什么需要系统 / 人工做?(如系统报工是为了避免数据误差,人工确认是为了保证真实性)
- When(何时做):系统 / 人工的介入时机是什么?(如 SPC 预警需实时,人工处理可滞后 10 分钟)
- Where(何地做):操作场景是系统端还是现场?(如排程在 MES 端,拣货在仓库现场)
- Who(谁来做):对应角色的核心职责是什么?(如计划员负责排程,操作工负责加工)
- How(怎么做):系统 / 人工的操作流程是什么?(如系统自动排程用 APS 算法,人工调整用拖拽功能)
3. 实操工具:系统支撑矩阵表
| 分析维度 | 系统支撑(MES 核心价值) | 人工不可替代(经验 / 物理操作) | 待优化边界(可通过系统迭代提升) |
|---|---|---|---|
| 数据处理 | 高频数据采集(如设备 1 秒 / 次)、海量数据计算(如 OEE)、数据追溯绑定 | 非结构化数据录入(如故障描述)、数据审核确认 | 部分人工录入数据可通过 IoT 传感器替代(如人工抽检→在线检测设备) |
| 流程管控 | 刚性规则执行(如缺料不允许开工)、异常实时报警、流程节点追溯 | 柔性决策(如插单优先级判断)、突发情况处理(如设备抢修) | 简单经验规则可转化为系统算法(如插单规则→APS 自动识别紧急订单) |
| 决策支持 | 数据可视化(看板)、趋势分析(如良率趋势)、预警提示 | 复杂问题根因分析(如批量不良的工艺优化)、战略决策 | 引入 AI 算法提升决策支持能力(如预测性维护、质量异常预警) |
4. 注意事项
- 避免 "系统替代所有":MES 是 "辅助工具",而非 "替代人工",需保留人工对 "不确定性、复杂决策" 的干预空间;
- 结合行业特性:离散制造更侧重 "流程柔性"(如人工调整排程),流程制造更侧重 "系统刚性"(如参数自动控制),边界划分需适配行业;
- 关注 "人机协同":优秀的 MES 设计是 "系统做擅长的(数据、规则),人工做擅长的(经验、判断)",如系统预警异常,人工排查原因。
三、模拟不同角色工作场景:沉浸式理解业务痛点
核心目标
通过 "角色扮演" 或 "场景还原",站在实际使用者的角度,感受工作中的痛点、难点,理解 MES 功能设计的 "底层逻辑"------ 所有功能都是为了解决具体角色的具体问题。
详细实操步骤
1. 选择核心角色与典型场景
聚焦 MES 的核心使用者,每个角色选取 3-5 个高频工作场景(覆盖日常操作、异常处理):
| 角色 | 典型工作场景 | 场景描述 |
|---|---|---|
| 生产计划员 | 1. 日常排程:接收 3 个订单,需分配 2 条产线2. 插单处理:客户临时追加紧急订单,需调整现有排程3. 排程冲突:某设备故障,导致原排程无法执行 | 核心诉求:快速排程、冲突预警、灵活调整 |
| 车间操作工 | 1. 工单执行:接收工单,确认物料、工艺参数2. 异常处理:加工中设备故障 / 物料不合格3. 报工统计:下班前统计产量、合格数,提交报工单 | 核心诉求:操作便捷、信息同步、异常快速响应 |
| 质量质检员 | 1. 来料检验:接收供应商原料,按标准抽检2. 过程巡检:每小时抽检工序产品,记录数据3. 不合格处理:发现批量不良,追溯原因并处理 | 核心诉求:标准清晰、数据记录便捷、追溯高效 |
| 设备维护员 | 1. 预防性维护:按计划执行设备保养2. 故障报修:接收操作工的设备故障申请3. OEE 分析:分析设备效率低的原因 | 核心诉求:维护计划明确、故障响应及时、数据支撑优化 |
2. 场景模拟实操:三步法
第一步:场景还原(代入角色)
- 设定场景背景:如 "离散制造电子厂,计划员小李 9:00 上班,收到 ERP 下发的 3 个订单(A 订单 1000 台耳机,交货期 3 天;B 订单 500 台音箱,交货期 5 天;C 订单 800 台充电器,交货期 4 天),现有 2 条 SMT 产线,其中 1 条产线下午有 2 小时设备保养";
- 代入角色动作:按小李的工作流程,一步步完成排程,记录每个步骤的 "操作动作、遇到的问题、期望的解决方案"。
第二步:痛点挖掘(记录问题)
按 "操作繁琐、信息滞后、风险较高、决策困难" 分类,记录角色在场景中的痛点:
| 角色 | 场景 | 具体痛点 | 期望的 MES 功能 |
|---|---|---|---|
| 计划员小李 | 日常排程 | 1. 需手动查询每条产线的负载,耗时 30 分钟2. 不清楚物料是否齐套,排程后发现缺料3. 排程结果需手动下发至各车间,信息同步慢 | 1. 自动展示产线负载看板2. 排程时自动校验物料齐套性,预警缺料3. 排程方案一键下发,车间实时接收 |
| 操作工小张 | 工单执行 | 1. 需到办公室打印工单和工艺文件,来回跑耗时 10 分钟2. 加工中不清楚上工序是否合格,担心做错3. 报工时需手动填写产量、合格数,容易填错 | 1. 移动端接收工单和工艺文件2. MES 标注上工序合格状态,不合格不允许开工3. 扫码报工,自动获取产量数据,仅需确认 |
| 质检员小王 | 过程巡检 | 1. 需手动携带检验标准表,查找对应工单标准耗时 5 分钟2. 检验数据需手写记录,后续录入系统重复工作3. 发现不良后,需手动追溯该批次的物料、设备信息 | 1. 移动端扫码调取工单检验标准2. 移动端直接录入检验数据,自动同步至 MES3. 输入批次号,一键追溯物料、设备、人员信息 |
第三步:关联 MES 功能(解决方案匹配)
将挖掘的痛点与 MES 核心功能对应,理解 "功能设计的初衷":
- 痛点:排程时手动查询负载→ 对应功能:MES 产能负载看板、APS 自动排程;
- 痛点:报工手动填写数据→ 对应功能:MES 移动端扫码报工、设备自动采集产量;
- 痛点:检验标准查询繁琐→ 对应功能:MES 检验标准管理模块、移动端扫码调取。
3. 实操工具:角色痛点访谈记录表(模板)
| 角色 | 工作场景 | 具体操作步骤 | 遇到的痛点(效率 / 风险 / 体验) | 现有解决方案 | 理想 MES 功能需求 | 对应 MES 模块 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 设备维护员 | 故障报修 | 1. 接收操作工口头报修2. 到现场查看故障情况3. 手动记录故障原因、维修时间4. 反馈给计划员调整排程 | 1. 报修信息不明确(如 "设备坏了"),需反复沟通2. 维修记录手写,后续查询不便3. 维修进度无法实时同步给计划员 | 电话沟通、纸质记录 | 1. 移动端故障报修,可上传图片 / 视频2. 维修记录自动录入 MES,生成故障台账3. 维修进度实时同步至排程模块 | 设备管理模块 |
4. 进阶实操:现场跟岗(条件允许)
- 跟岗时间:每个角色跟岗 1-2 天(如上午跟操作工,下午跟质检员);
- 记录方式:用手机拍摄操作场景(需征得同意)、填写《工作观察记录表》,重点记录:
- 角色的 "无效工作"(如重复录入数据、来回跑取文件);
- 角色的 "决策难点"(如不清楚设备状态、缺料信息);
- 角色的 "风险点"(如人工判断失误导致错料);
- 总结输出:跟岗后整理 "角色痛点清单",并对应到 MES 的功能设计,形成《MES 需求分析初稿》。
注意事项
- 避免 "主观臆断":痛点需基于实际场景,而非 "我觉得",最好通过访谈或跟岗验证;
- 关注 "隐性痛点":有些痛点角色不会主动提及(如 "排程调整后需手动通知 5 个车间,很麻烦"),需通过观察发现;
- 结合行业差异:离散制造的操作工更关注 "换型便捷性",流程制造的操作工更关注 "参数稳定性",痛点挖掘需适配行业。
四、学习方法落地行动清单
| 时间节点 | 任务内容 | 输出成果 | 检验标准 |
|---|---|---|---|
| 第 1 周 | 选择 1 个核心流程(如离散制造 "工单执行流程"),绘制泳道图 | 含信息流、物流、控制点的泳道图(DrawIO 格式) | 流程逻辑完整,控制点标注准确,可清晰看懂 "谁在什么环节做什么" |
| 第 2 周 | 基于泳道图,分析每个环节的系统与人工边界 | 系统支撑矩阵表(Excel 格式) | 边界划分合理,符合 "系统做规则,人工做判断" 的原则 |
| 第 3 周 | 选择 1 个核心角色(如操作工),模拟 3 个典型场景 | 角色痛点访谈记录表(Word 格式) | 痛点真实,对应 MES 功能准确,能解释 "功能为什么要这么设计" |
| 第 4 周 | 整合前三周成果,撰写《MES 业务逻辑分析报告》 | 分析报告(含流程图、边界矩阵、痛点清单) | 能清晰阐述 "MES 如何通过功能解决业务痛点,支撑生产 |