MES項目導入-案例分析-PCB製造廠ERP導入項目個案分析

 
本研究針對某PCB 製造廠之ERP 導入項目進行觀察性研究,以實際參與個案公司ERP項目導入之方式進行深入探討,提供未來PCB 製造業在篩選或導入ERP 系統時之參考。ERP 軟件之導入必須先訂定目標,同時將每個部門的工作執掌及互動釐清,如此方能使各流程之週期時間、數據之正確性均有所改善。爲了使ERP 項目順利導入,一套符合PCB 產業別ERP 系統、有效性的項目管理、符合預算的項目成本控管、周全的導入方法及項目問題反映及處理系統是項目成功的重要因素。個案公司依循上述原則,在導入ERP系統後之預期效益將顯現在實時性系統、總週期時間降低及庫存水平之降低等方面。
  1. 背景介紹
  1 . 1 前言

  全球競爭的環境中,信息的透明化及速度的掌握是企業立於不敗之地的首要條件。由於企業在追求彈性生產、快速組裝、迅速交貨及產品生命週期持續縮短的趨勢下, 唯有善用信息科技(Information Technology),結合信息與企業資源,在關鍵時刻做出正確的抉擇,及時滿足顧客的需求,方能掌握市場的先機。
  臺灣製造業在信息系統方面之應用,目前以財務會計系統、進銷存系統、倉儲管理系統、生產排程系統、物料需求規劃系統等的導入應用比例相對較高。然因經濟部工業局對於製造業的「產業自動化及電子化推動方案」大力推廣,再加上產業外移與企業全球運籌管理等觀念普及之後,製造業開始對於整合上下游關係的供應鏈管理系統有迫切的需求 。供應鏈整合前,須先對廠內之料件 (materials) 及產能 (capacity) 有所掌握,再進而追求上下游供應鏈之整合,所以,企業電子化的範籌包括企業內部各單位的運作電子化以及對外與上下游廠商的電子化往來;因此,由內而外循序漸進的發展企業電子化,先求內部信息整合,再求上下游協同的做法及觀念已被企業所接受。企業資源規劃(Enterprise Resources Planning; ERP)系統的使用能因應上述企業內部信息整合的需求,同時也是企業未來進行上下游整合的基礎工作。
  雖然企業信息系統之發展從早期的MRP I、MRP II、發展成ERP,然因傳統之ERP 系統所着重之重點爲以會計爲導向(Accounting-oriented information system) 之事務處理系統(Transactionbased),其中,製造部分因產業別(組裝業、半導體產業、PCB 產業、IC 設計產業等)而有不同之做法及需求。電子電機產業向來佔我國出口之大宗,對於信息化之需求及支出亦最高,其原因不外:政府推動之供應鏈計劃(A, B, C,及D 計劃)、國外大廠要求、企業自身體會電子化企業之重要性及產業外移導致信息系統在管理上之重要性日增所致;加上臺灣電機電子產業泰半爲國外大廠進行代工(OEM 或ODM)工作,因此,在外商強調交期、彈性、成本及質量策略的狀況下,如何配合外商生產成本之降低、縮短交貨期進行大量客製化生產,而又不致自身利益的前提下,一套適合特定產業之製造信息系統--ERP 所佔之角色日漸重要。
  最近十年的臺灣印刷電路板(Printed Circuit Boards; PCB)業的產值高居世界前茅。其成功之原因不外:人力素質、投資正確、上游產業完備且協同生產(Collaborative production)風氣盛、及下游信息工業快速成長,計算機出貨量持續擴大,使得臺灣PCB 製造業因此得以持續成長。在衆多的電子電機廠商中,PCB 屬較上游之產業,已廣泛應用於各式電子設施、設備中;然因兩岸三地貿易關係日漸複雜且普及,對於信息化---尤其在製造信息方面的需求益趨強烈,如何在大中華地區甚至全球維持以往之協同製造模式、確實掌握生產及製造信息、提供料件及產能狀況,成爲未來PCB 製造業者所必須面對並解決的重要課題。因此,如何導入一套適合於PCB 製造業之ERP 系統,使ERP 系統在整合性及內稽內控之原則下,補強快速響應、滿足交期及現場管理之目標,提升產業之競爭力等,已成爲PCB 製造廠經營目光之焦點。
  本研究針對某PCB 製造廠之ERP導入項目進行觀察性研究,以實際參與個案公司ERP 導入項目方式進行深入探討,提供未來PCB 製造業在篩選或導入ERP 系統時之參考。
  1.2 現況分析
  個案公司成立於民國60 年代,年營業額約二十億新臺幣,員工將近千位,主要生產信息、通訊及儲存相關產品之PCB,目前正致力於全廠電子化工作;預計2002 年中ERP 全部上線,2002 年下半年預計推動與客戶端、通路商及供貨商間之電子化,以加強供應鏈間之響應速度。
  該公司目前仰賴封閉式財務及進銷存系統、WIP(Work-In-Process)系統及機臺控制等既有系統(Legacy systems),以維持公司營運相關作業。信息系統架構如圖一所示。  

  圖一. 個案廠商IT 架構

  其中,財務、人事及進銷存作業在封閉式平臺中完成,然因此係統已設置二十多年,且屬封閉式系統,所以對未來強化供應鏈的信息處理能力已顯不足。現場WIP 及工單處理則以本土現場監控供貨商之應用軟件爲主,但此係統缺乏與前端之業務、採購、庫存及後端之財務、成本系統的整合能力;且對製程信息蒐集之詳細程度,已漸不敷新生產技術(如盲埋孔、HDI 等)之需求,無法滿足短交期、高彈性的生產需求。所以,未來之規劃即以替代此封閉式交易系統(Transaction system)及WIP系統爲主。
  個案公司目前利用網絡進行接單、發放採購單及製作規範傳送等簡單之電子商務,因此,在圖二 ERP/E-Business 對應矩陣圖6中,個案廠商計劃在導入ERP 後,將電子化企業之定位從圖二之A 處提升至B 處,在整合的ERP 解決方案中,將客戶與供貨商的營運及前端流程整合到自身的作業中,以加強上下游間之關係。  

  圖二. ERP/E-Business 矩陣圖 6

 
   
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2. ERP解決方案評選  目前ERP 軟件在財務及配銷上之功能均大同小異,因此,個案廠商在ERP 軟件之評選方向除了成本考慮外,其餘如考慮製造模塊之功能、軟件架構是否具有彈性及未來進行電子化之擴充性等,均爲評估重點。其中,製造模塊之功能與PCB製造業之特色能否吻合尤其重要。
  綜觀PCB 製造業之發展,臺灣PCB 製造業在生產製造方面之特色如下:
  1. 屬接單後生產(Build to Order),且爲出口導向,因此相關產業須累積開發經驗及申請納入保稅體系,以降低成本、節省稅賦,擴大收益。
  2. PCB 製造業特別重視質量、價格、交期,而產品製程多達數十站以上,製造過程中可能影響產品良率的變量可觀。亦即必須隨時掌握WIP狀況,同時估算產出率。
  3. PCB 產品制途程變化多端,各種製程生產設備投資門坎高,產能差異大,常因生產狀況造成管制負荷或替換情形。
  4. 產品所需原材料種類繁多,且製程投料、質量、庫存數量管制變化極爲複雜,單位轉換(UOM; Unit of Measurement)需求高(如工作排版、出貨排版等)。  

  圖三. PCB 製造業之營運模式

  因此,不難從圖三之PCB 製造業之營運模式中瞭解,前端接單系統與後端生產系統間之溝通異常重要。如何透過ERP 之前端業務系統將訂單需求(如規格、交期等)信息傳至後端,並以之作爲產品分類、生產投產及派工之依據;同時能提供彈性之途程分類、組合、替代料管理,將各站之生產狀況回饋前端系統,作爲響應客戶之參考。除此之外,現場信息的回饋或轉換亦需實時反映至財會系統中。
  因此一套符合PCB 製造業的ERP 系統,從PCB 製造業接單時便需考慮下列信息之收集
  1. 接單前須能正確評估受訂產品之下列需求及預定交期,以便進行報價。
  A. 材質:基板、銅箔、膠片規格及廠牌
  B. 結構:壓合迭板對應之內外層板料號及數量
  C. 工程規格:發料尺寸與成型尺寸(包含PANEL 與PCS)
  D. 製造途程:內層板與外層板加工製程及標準工時、標準用料之設定
  E. 預估用料與製造良率:內層板與外層板各加工製程包含損耗、報廢在內之標準用料的設定
  2. 接單時須考慮產能規劃與製作能力、生產成本等限制,以及原物料供應與保稅、財務融資等作業需求。
  3. 出貨時須考慮出貨分級、配送與文件之籌備。
  4. PCB 產業因製程繁複、分工精細,在製程與品檢作業上,必須考慮試產、量產拆批、並批,甚至多製程重工或質量異常處理等各種作業狀態之批量管制追?尤應結合SPC 與WIP 之應用。
  5. 須考慮近年來發展之各型新制程技術,如HDI、BGA、埋盲孔等。對於新制程技術,信息系統設計必須具備彈性的製程設定能力。
  6. PCB 產業真實產能有限,而實際產銷排程常因計劃或訂單需求,或設備維修等因素進行調整;產業生產管制及物料管制人員對於新訂單是否能如期交貨,必然須提前進行產能規劃模擬,甚至物料需求計劃模擬,以期發現產能或物料有無超額或不足,而進行後續產能或物料需求規劃之調整安排。
  除正常生產型態外,PCB 產業由於設備投資門坎高,制前處理及製程專業分工技術能力不同、生產成本懸殊、用料取得難易程度等因素,而衍生全製程委外、制前處理委外、單一製程委外之情況:
  1. 全製程委外:因考慮技術層次或生產成本,甚至遇有三角(轉口)貿易或兩岸三地分工模式因素影響所及,產業接單即須考慮全製程委外生產出貨。然其委外生產型態往往因備料量、品檢作業負荷及備料期間不易評估等因素,當地外包廠商往往必須自行備料投產,而非僅爲來料加工模式處理。
  2. 制前處理委外:因考慮制前處理須耗費諸多技術人力,產業須評估有無必要將線路圖(內外層板)LAYOUT作業,及線路圖文件輸出底片作業委外處理,如前者必須具備相當之工程素養的人才進行線路LAYOUT 設計,後者則須考慮製作完成的底片能否經得起顯影或曝光過程中作業耗損之考驗。
  3. 單一製程委外:通常單一製程委外多因生產成本或生產負荷考慮,但託外廠應密切注意外包廠商之生產質量與交期。
  基於上述PCB 製造業之特殊需求,目前各家PCB 廠商所採用之信息系統大抵區分爲ERP 系統與MES(Manufacturing Execution System)系統,兩者之系統供貨商分屬不同廠商,因此在追求快速響應及全球競爭的策略下,必須加強兩者間之整合接口,所下之功夫不可謂不深。
  個案公司在篩選軟件廠商之標準不外: 適用性—適合PCB 產業、成本、公司的營運規模、同業口碑等,在考慮自身之財力及資源及同業在導入時之失敗因素後,決定尋找一套具有彈性架構,已有完整功能的ERP 軟件,而此ERP 軟件供貨商具有PCB 相關經驗籍建置全廠信息系統經驗。在既有之ERP 軟件架構下,由個案廠商提供領域知識(Domain Knowledge),進行製造模塊之開發;最後選定以Delphi爲開發工具的慧盟信息ERP系統— I-ERP,以建置/發展一套以PCB 製造爲基礎之ERP 系統導入。
 
 
   
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3. ERP 導入專案  3.1 導入規劃
  ERP 之導入策略可分爲: 一次進行一個模塊導入的漸進式(Step-by-step)、各功能模塊全面展開導入的全面式(Big bang)導入及先建立導入成功模式後再逐步推展至其他範圍的階段式(Roll-out)導入。本個案實行之導入策略在標準模塊部分採全面式導入,至於須因應PCB 產業特殊需求的部分則採階段式導入(如表一)。  

  表一. 導入階段

  3.2 導入程序
  此次ERP 項目所實行之導入步驟及方法如表二所示。整個項目從2001 年五月開始導入,預定於2002年六月底上線,目前正進行上線前之規劃及準備工作。
  

  表二. 導入階段及交付資料

  4. 導入問題及效益分析
  許多學者針對ERP 導入之成功與失敗關鍵因素進行研究,本研究將導入關鍵因素歸納成四點: 系統面、項目管理面、人員面及企業文化面。
  一、系統面: 針對ERP 系統之關鍵因素中,與ERP系統相關之因素有:
  1. ERP 軟件功能之完整性(跨國之需求)。導入時,一方面期望ERP 軟件能符合自身知產業之需求;一方面又希望ERP 系統能具備一定程度之典範效果,以助企業進行流程之再造。然而,企業內不同組織階層員工對於ERP 軟件之導入及BPR 之期待有所差異,一旦高階主管決定導入ERP 軟件,其對ERP 項目之支持便無庸置疑(否則不需投資巨大金額);彼等亦知: 爲使ERP 項目成功,適度改變企業流程及信息系統是不可避免的事4+,惟實際負責之作業階層員工是否願意接受改變(抑或認爲ERP 流程、做法優於現況)、如何將項目進度及狀況以高階主管所能理解的方式真實表達,便成爲導入時必須克服的課題。
  2. ERP 軟件成本。
  ERP 軟件未來之擴充性。必須能夠因應未來功能上及營業模式(Business model)上之擴充或改變。
  二、項目管理面: 通常強調正規的項目控管技巧、項目管理工具及有效的溝通等,除此之外,對於項目範圍的改變、顧問師或key users 異動等變革管理(Change management)的妥善處理,是讓項目重回掌控的重要因素5+。
  三、人員面: 包括導入公司之顧問師及導入廠商之項目成員、key users、end users。對於顧問師而言,導入技巧、溝通能力、對產業之熟悉度等是主要考慮之因素;對公司內成員而言,慎選項目相關成員,強化項目信念、並給予適度的生涯規劃及紮實的教育訓練視同等重要。
  四、企業文化面: 項目之初必須設定明確的項目目標(如本研究及以總週期時間當作項目目標之一)。仔細瞭解企業文化後,施以不同策略以達成項目目標及願景。
  後續章節及根據前述之考慮因素,對個案公司ERP 導入過程中所發現之問題及潛在之效益進行分析。
 
 
   
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4.1 導入問題探討  問題一: 新需求及規格的控制
  導入慧盟信息之ERP 系統前,個案廠商的各信息系統(人事薪資、現場監控、會計處理及生產管理等)分屬不同時期購入、不同軟件公司所提供,因此各部門人員使用之軟件通常以追求部門效益、各自優化之原則進行作業,對於其他部門或公司整體目標較無總體概念;ERP 導入項目涉及專業判斷的障礙、流程方面的障礙、公司文化方面之障礙及個人學習方面的障礙等,在清除障礙過程中,需要各種不同領域的專業人才(廠內顧問或廠外顧問)運用高度思考力及溝通能力一起完成。但每一位專家都會在系統里加入一些個人偏好的流程,雖然流程自動化的運作令人印象深刻,但過度自動化及華而不實的方法及流程,反而使管理階層產生盲點。所以,導入過程中常以原有系統之觀點審視新系統,導致項目過程中時常發生增加”新需求”的現象(尤其在Stage II 及Stage III)。
  解決方式
  爲解決此問題,除在導入各階段(表二)產生必要之文件外(須經過key users 確認),爲使各階段之問題得到完整跟催,同時避免Stage II 及StageIII 之問題發散, 因此, 導入廠商內部佈署”客戶問題及項目問題管制”(如圖四及五所示)系統,供作項目經理及項目成員規劃、控制項目之作業平臺,使導入過程中之問題得到時效性的控制。  

  圖四. “客戶問題及項目問題管制”登錄畫面

  

  圖五. “客戶問題及項目問題管制”系統

  問題二: 現場人員教育訓練
  此項目重點之一在於製造模塊之開發及與其他模塊之整合性,因此現場人員之配合程度便成爲重要因素之一。然現場人員之素質及抗拒性成爲必須克服的重點,因此,如何須設法在上線前讓在線人員熟悉計算機操作、使其對於新系統之接口具一定程度之熟悉度。
  解決方式
  製造模塊導入過程中,先以key users 作爲訓練對象,並針對key users 進行先導運作(Pilot Run),以公司之實際數據進行製造例行作業(如發料、過賬、半成品領料、分/並批及入庫等),待無問題後,再行由key users 對end users 進行教育訓練,以減低徑行上線之風險。
  問題三: 企業文化
  因個案公司具三十多年曆史,具有一定程度老態公司的企業文化,項目的進度跟催及控管頗爲吃力,加上導入之模塊多達16 個,爲確保順利上線,必須透過慎密的項目管理以確保項目時程。
  解決方式
  此項目中共使用如每日之問題條例(Daily log)反映、項目工作展開(Work Breakdown Structure/Schedule; WBS)、及Microsoft Project 等工具。
  4.2 導入後之效益
  降低總週期時間(Total Cycle Time)是此次ERP 導入項目所設定之目標,總週期時間之定義爲12+: 從顧客表達需求(如詢價、下單)開始計算,直到客戶的需求被滿足爲止(Order Fulfillment)爲止,所花費的總體時間。總週期時間亦包括所有次工作中之次週期時間。然因國內企業導入ERP 系統因正處於發展階段,時成效尚未完全發揮9+,再者,此項目仍在進行中(預計2002 年7 月底結案),因此,本節之效益部分乃經合理推算而得,真實之效益則尚須待上線後仔細評估。
  預估個案公司導入ERP 系統後之效益,應可顯現在下列三項
  1. 實時性系統: 因前端進、銷、存系統與製造系
  統、財務系統整合,因此可快速響應客戶需求。
  2. 總週期時間降低: 從客戶下訂單、訂單轉工單、採購料件、工單跟催、委外生產、完工入庫等均在相同平臺上完成,因此週期時間可大幅縮短。目前作顯而易見的便是每月結賬時間可縮短10 天左右。
  3. 庫存水平之降低: 此點是最共通的績效。週期時間縮短後平均庫存水平自然降低。
  5. 結論
  本研究乃經由實際參與ERP 項目導入之方式,將導入ERP 之經驗予以整理。從案例導入過程中觀察到,ERP 項目必須配合軟件所提供之模塊、功能及作業流程,對企業現有之流程做法重新思考及改造。根據第四節對ERP 項目關鍵因素分析,可看出ERP 軟件之導入必須先訂定目標,同時將每個部門的工作執掌及互動釐清,使各流程之週期時間、數據之正確性均有所增進。爲了使ERP 項目順利導入,除了倚勢優異的軟件開發能力、完全吻合的軟件功能、有效性的項目管理、符合預算的項目成本控管、周全的導入方法及項目問題反映及處理系統外,下列常見於PCB 廠ERP 項目中之現象亦必須避免,如此,未來PCB製造業在篩選ERP 系統或進行ERP 項目時方能順利且事半功倍。
  1. 製程作業之彈性需求高於ERP 所能提供之功能 (如拆並批作業)
  2. ERP 之流程設計需兼顧Cost Management 之考慮, 導致生產管理之相關功能無法比照原本之生產管理系統之運作方式運作.
  3. 生產基本數據建立頻繁, ERP 所能提供之建置方式(以Assembly 之思考模式設計) 常爲PCB 產業User 所無法認同.
  4. 對Shop Floor Control 之功能要求高, 無法以ERP 之WIP 滿足其相關需求
  5. 系統整合(ERP 與Shop Floor Control System)之成本效益評估困難, 且使系統之導入及後續應用相關作業風險相對提高。
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