01信息化三駕馬車之MES
MES(ManufacturingExecutionSystem)即制造執(zhí)行系統(tǒng), 是實(shí)現(xiàn)智能制造的核心統(tǒng)之一。
與PLM、ERP并稱為信息化三駕馬車的MES。上接ERP、PLM、CAPP等系統(tǒng),下接SCADA、PLC以及各類物理生產(chǎn)設(shè)備,主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。
數(shù)據(jù)來(lái)源:《機(jī)智 從數(shù)字化車間走向智能制造》朱鐸先等著
MES提供一個(gè)能夠集成諸如訂單執(zhí)行與跟蹤、質(zhì)量控制、生產(chǎn)調(diào)度、物料投入產(chǎn)出管理等功能的統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)ERP系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理報(bào)表功能。
相較于ERP,MES獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性高,對(duì)底層生產(chǎn)的數(shù)據(jù)把握細(xì);而ERP是一個(gè)功能更廣,但對(duì)車間生產(chǎn)執(zhí)行層了解不細(xì)致的系統(tǒng)。
目前就國(guó)內(nèi)信息化而言,大部分制造型企業(yè)已經(jīng)完成了ERP等的建設(shè),隨著智能制造的提出,技術(shù)的不斷進(jìn)步以及IT與OT的不斷深度融合,根據(jù)傳統(tǒng)的ISA-95架構(gòu),MES作為IT與OT融合的重頭戲,來(lái)自ERP、PLM等為代表的上層企業(yè)運(yùn)營(yíng)軟件服務(wù)和應(yīng)用下沉至以車間級(jí)別的設(shè)備工藝制造流程、設(shè)備管理與機(jī)臺(tái)動(dòng)作等,MES成為了其中至關(guān)重要的一環(huán)~
02MES:離散工業(yè) VS 流程工業(yè)
根據(jù)生產(chǎn)方式的不同,制造型企業(yè)一般分為三類:
一是離散工業(yè)(Discrete Industry),主要特征為生產(chǎn)過程中基本沒有發(fā)生物質(zhì)改變,只是物料的形狀和組合發(fā)生改變,典型包括汽車制造、機(jī)器人、機(jī)械制造等;
二是流程工業(yè)(ProcessIndustry),即生產(chǎn)過程中被加工對(duì)象不間斷地通過各類生產(chǎn)設(shè)備,經(jīng)過混合、分里、粉碎、加熱等物理或化學(xué)方法使原材料進(jìn)行增值,得到最終產(chǎn)品,典型包括石油化工、化工、鋼鐵制造等;
三是混合工業(yè)(HybridIndustry),如果流程型制造企業(yè)的最終輸出產(chǎn)物不是通過管道直接運(yùn)輸走,一般就需要包裝等環(huán)節(jié),且包裝環(huán)節(jié)價(jià)值在產(chǎn)品中價(jià)值占比較高,即為混合型制造企業(yè)。前期生產(chǎn)是流程、后期包裝是離散、例如制藥、造紙等。
下面我們從生產(chǎn)計(jì)劃,數(shù)據(jù)采集,自動(dòng)化水平等方面來(lái)對(duì)離散和流程工業(yè)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋?/p>
離散型制造企業(yè)與流程型制造企業(yè) | ||
離散型制造企業(yè) | 流程型制造企業(yè) | |
產(chǎn)品品質(zhì)和批量 | 多品種,小批量,生產(chǎn)設(shè)備的布置不是按產(chǎn)品而是按照工藝布置,需要對(duì)所加工的物料進(jìn)行調(diào)度 | 品種固定、批量大,生產(chǎn)設(shè)備投資高,而且按照產(chǎn)品進(jìn)行布置,對(duì)工業(yè)過程參數(shù)把控更嚴(yán)格 |
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模型要求 | 最終產(chǎn)品一定是由固定個(gè)數(shù)的零件或部件組成 | 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)往往不是很固定,對(duì)工業(yè)條件的監(jiān)控較為重要 |
自動(dòng)化水平 | 產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率很大程度上依賴于工人的技術(shù)水平,自動(dòng)化水平相對(duì)較低 | 大多采用大規(guī)模生產(chǎn)方式,生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟,生產(chǎn)過程多是自動(dòng)化的 |
數(shù)據(jù)采集方式 | 以手工上報(bào)為主,結(jié)合條形碼、RFID采集等半自動(dòng)信息采集技術(shù) | 自動(dòng)化程度較高,重點(diǎn)在于自動(dòng)化設(shè)備接口,如果自動(dòng)化設(shè)備沒有接口,需要使用工業(yè)視覺識(shí)別等Add-on方案來(lái)解決,不太容易通過掃碼槍的方式解決 |
生產(chǎn)計(jì)劃的管理 | 生產(chǎn)計(jì)劃更靈活、更短期,需要具有良好的計(jì)劃能力 | 生產(chǎn)計(jì)劃更長(zhǎng)期,年度計(jì)劃更具有重要性 |
設(shè)備管理 | 可以將單臺(tái)設(shè)備停下來(lái)檢修,并不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)生 產(chǎn) | 設(shè)備投資較大,工藝流程固定,生產(chǎn)線上的設(shè)備維護(hù)特別重要。故而更關(guān)注設(shè)備的可靠性和使用壽命,價(jià)格相對(duì)不 敏感 |
生產(chǎn)批號(hào)管理和質(zhì)量測(cè)試 | 產(chǎn)品可以逐個(gè)測(cè)試,即使缺失了對(duì)物料的追蹤,也能在最后的質(zhì)檢把握產(chǎn)品質(zhì)量 | 會(huì)產(chǎn)生各種協(xié)產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢品、回流品等,對(duì)物資的管理需要有嚴(yán)格的批號(hào)記錄 |
作業(yè)指令的下達(dá)方式 | 一般采用派工單、施工單等書面方式,或采用電子看板方式 | 不僅要下達(dá)作業(yè)指令,還要將作業(yè)指令轉(zhuǎn)化為各個(gè)機(jī)組及設(shè)備的操作指令和各種基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備的控制參數(shù) |
總結(jié) | 離散行業(yè)生產(chǎn)過程中遇到的問題更為復(fù)雜,因?yàn)樯婕拔锪习徇\(yùn)、中間庫(kù)存、小品種多批量、生產(chǎn)切換和柔性等問題,而這些問題也是精益理念和智能制造需要解決的問題 | |
來(lái)源:《落地生根 讓智能制造回歸價(jià)值》于琪著 |
正因?yàn)樵诋a(chǎn)品品質(zhì)和批 量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模型要求、生產(chǎn)計(jì)劃管理、設(shè)備管理等方面離散工業(yè)與流程工業(yè)存在著巨大的差異,因此諸多MES廠商針對(duì)于流程工業(yè)和離散工業(yè)都有對(duì)應(yīng)的解決方案套件
來(lái)源:西門子
如上圖所示為西門子針對(duì)于離散和流程制造的不同解決方案套件SIMATIC IT UADM和SIMATIC IT UAPI(目前均以改名,劃為西門子Opcenter產(chǎn)品體系,名為Opcenter EX DS和Opcenter EX PR,詳細(xì)內(nèi)容可以參看:最全解讀西門子MES/MOM平臺(tái)Opcenter,100多億美金的數(shù)字化之路) 除了離散制造與流程制造的本質(zhì)不同之外,不同行業(yè)之間在管理方法論、工藝、生產(chǎn)流程之間也存在巨大的差異,因此也誕生了各種各樣的行業(yè)解決方案套件,比如西門子半導(dǎo)體套件、高科技電子套件~ ?
又比如另一工業(yè)巨頭羅克韋爾的汽車行業(yè)套件(AutoSuite)、制藥行業(yè)套件(PharmaSuite)、快消行業(yè)行業(yè)套件(CPGSuite)等(如下圖):
來(lái)源:羅克韋爾
再比如,在國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)MES龍頭企業(yè)寶信軟件,也逐步向醫(yī)藥行業(yè)滲透。目前已經(jīng)推出了“制藥MES V2.0”和“制藥LIMS V1.0”,并在上藥東英藥業(yè)等企業(yè)成功實(shí)施上線~
來(lái)源:寶武集團(tuán)官網(wǎng),信達(dá)證券
當(dāng)然,國(guó)內(nèi)制造業(yè)的自動(dòng)化水平極不均衡。整體上看流程工業(yè)自動(dòng)化水平高于離散工業(yè),不過比如離散制造中國(guó)的汽車制造,卻也是離散制造制造之中的標(biāo)桿,其自動(dòng)化和信息化水準(zhǔn)均走在制造業(yè)前列~
來(lái)源:億歐智庫(kù)
不過就大方向來(lái)說,離散工業(yè)是未來(lái)智能化改造的主戰(zhàn)場(chǎng)。目前,國(guó)內(nèi)不足半數(shù)的企業(yè)應(yīng)用了MES系統(tǒng),但其中仍有半數(shù)企業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)上層管理系統(tǒng)和下層執(zhí)行系統(tǒng)的集成,未來(lái)MES系統(tǒng)的普及與升級(jí)改造需求有望帶來(lái)較大的發(fā)展空間。
MES靠近設(shè)備層,但每個(gè)行業(yè)的設(shè)備差異度大,故難以標(biāo)準(zhǔn)化,同時(shí)MES側(cè)重管理細(xì)節(jié)化,
需要軟件設(shè)計(jì)貼合生產(chǎn),導(dǎo)致MES軟件設(shè)計(jì)需要大量所在行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),這些特點(diǎn)使得MES
軟件市場(chǎng)難出現(xiàn)幾家獨(dú)大的局面。
03系統(tǒng)認(rèn)識(shí)MES/MOM與其功能
對(duì)于MES的定義與標(biāo)準(zhǔn),前面我們就介紹過,按照時(shí)間順序,大致是下圖所示這樣的。其中以MESA International提出的MESA標(biāo)準(zhǔn)和儀表、系統(tǒng)和自動(dòng)化協(xié)會(huì)的ISA-95最為知名(當(dāng)然也有德國(guó)的VDI 5600等,以及國(guó)內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)部搞出的的MES規(guī)范,不過相比較前兩大標(biāo)準(zhǔn),知名度不高)
來(lái)源:MPDV
經(jīng)過多年發(fā)展之后的MES,MOM(ManufacturingOperationsManagement)概念在ISA-95中被首次提出,MOM覆蓋了其中的LEVEL 3包括文檔管理、配置,模 型、企業(yè)制造智能,報(bào)表、計(jì)劃調(diào)度、工單等子系統(tǒng),整體是一個(gè)完整的平臺(tái)層(如下圖)。現(xiàn)實(shí)中大部分公司因?yàn)闅v史原因,其產(chǎn)品名一直被叫做MES,即使功能已接近或與MOM的定義完全一致。
MES主要能夠幫助制造企業(yè)解決如何生產(chǎn)的問題,例如,幫助企業(yè)提高設(shè)備利用率、降低交貨周期、實(shí)現(xiàn)質(zhì)量保障與追溯等目標(biāo)。具體而言,如下圖所示,MES的主要功能包括生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理、產(chǎn)品質(zhì)量管理、生產(chǎn)實(shí)時(shí)管控、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)度等,對(duì) 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”均實(shí)現(xiàn)了有效管理,緊扣質(zhì)量管理理論中的六要素。
下面為國(guó)內(nèi)數(shù)字化工廠解決方案提供商銳制軟件的MOM制造運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)功能清單
來(lái)源:銳制軟件
當(dāng)然無(wú)論是遵照MESA、ISA-95還是VDI5600,對(duì)于MES的功能描述框架描述差異均不是太大(如下圖分別列出了MESA、ISA-95和VDI5600對(duì)MES功能的描述)
MESA標(biāo)準(zhǔn)下的MES功能
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
ISA-95標(biāo)準(zhǔn)下的MES功能
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
VDI5600標(biāo)準(zhǔn)下的MES功能
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
不論參照哪一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),MES作為一個(gè)重要的生產(chǎn)過程管理與監(jiān)控者,承接了上層管理系統(tǒng)和下層執(zhí)行系統(tǒng)的集成。在數(shù)據(jù)越來(lái)越重要的今天,起著極其關(guān)鍵的作用。下圖為《機(jī)·智:從數(shù)字化車間走向智能制造》叢書中總結(jié)的MES功能框架:
很多人可能注意到了,從功能上看,ERP和MES中確實(shí)是有重復(fù)的功能模塊,比如設(shè)備管理、計(jì)劃管理等。但在ERP和MES中的角色卻不一樣,對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的顆粒度,MES更細(xì)、更實(shí)時(shí),而ERP更粗、更滯后。
04MES實(shí)施之殤
我們知道,MES能夠幫助制造企業(yè)解決如何生產(chǎn)的問題,例如,幫助企業(yè)提高設(shè)備利用率、降低交貨周期、實(shí)現(xiàn)質(zhì)量保障與追溯等目標(biāo)。但是在MES實(shí)施過程中,會(huì)有各種各樣的難點(diǎn)與痛點(diǎn),因此導(dǎo)致國(guó)內(nèi)MES的成功率并不是太高,我總結(jié)了以下幾個(gè)在MES實(shí)施過程中的重點(diǎn)與難點(diǎn):
1)工藝建模
2)工廠建模
3)數(shù)據(jù)采集與解析
4)行業(yè)know-how
5)管理模式
MES貫穿了整個(gè)生產(chǎn)流程,從制造業(yè)信息化的角度,需要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程建模。為了讓不了解制造業(yè)的朋友有一個(gè)比較具象化的了解,我們以GE這份制造業(yè)生產(chǎn)過程的整體業(yè)務(wù)流程(如下圖)為例來(lái)講解,MES系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)其中從原材料到產(chǎn)成品的全過程,包括生產(chǎn)調(diào)度、工單協(xié)調(diào)與 執(zhí)行、現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制與監(jiān)控、設(shè)備管理、質(zhì)量監(jiān)控等過程。
MES整體業(yè)務(wù)流程
來(lái)源:GE
那如何實(shí)現(xiàn)上面所謂的生產(chǎn)流程的建模呢?為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的建模與后續(xù)分析,需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與解析、工藝建模、工廠建模。
1.數(shù)據(jù)采集與解析
如今談及各種數(shù)字化工廠、信息化改造或是智慧工廠,自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集都是其中及其關(guān)鍵的一環(huán)。但是由于工業(yè)場(chǎng)景的復(fù)雜性,對(duì)于有些場(chǎng)景而言,數(shù)據(jù)采集難度極高(如下圖某國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)工廠數(shù)據(jù)采集流程)~
實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集與解析需要MES廠商對(duì)各類硬件設(shè)備所支持的通訊協(xié)議(數(shù)據(jù)采集)以及設(shè)備輸出數(shù)據(jù)的含義(數(shù)據(jù)解析)有較深入的了解,而這需要對(duì)各類通訊協(xié)議以及行業(yè)Know-How有持續(xù)的研究。(如下圖)
現(xiàn)實(shí)中,不少OEM設(shè)備廠商并不會(huì)對(duì)外開放其數(shù)據(jù)接口或通過收費(fèi)的方式開放部分?jǐn)?shù)據(jù)接口,使得第三方MES廠 商無(wú)法直接獲取數(shù)據(jù),又或者現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備過于老舊,無(wú)法獲得理想的高質(zhì)量有效數(shù)據(jù),前面我們談過的工業(yè)當(dāng)中的各種協(xié)議、工業(yè)以太網(wǎng)無(wú)不說明了這一點(diǎn):
技術(shù)解讀PROFINET、Ethernet/IP等7種主流工業(yè)以太網(wǎng)
最全整理工業(yè)通訊上的領(lǐng)域各種總線+協(xié)議+規(guī)范+接口—數(shù)據(jù)采集與控制
前面我們通過文章最詳細(xì)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)與協(xié)議總結(jié)解讀(現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無(wú)線)詳細(xì)描述了工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的各種五花八門的協(xié)議(如下圖)
并從現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無(wú)線等各個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的描述,無(wú)論是基于RS485類網(wǎng)絡(luò)和FieldBUS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò),PROFINET、POWERLINK、ETHERNET/IP、ETHERCAT、SERCOSIII、MODBUS TCP、CC-LINK IE等工業(yè)以太網(wǎng),又或者802.11.x Wi-Fi、藍(lán)牙、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、無(wú)需許可證的私有 ISM 頻段無(wú)線電以及 WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA 以及 ZigBee 等基于802.15.4 的協(xié)議,都做了詳細(xì)的介紹和對(duì)比分析~
2.工藝建模
不同行業(yè)、不同工廠產(chǎn)品生產(chǎn)流程不一致的原因主要在于車間的生產(chǎn)過程環(huán)節(jié), 這些環(huán)節(jié)與工藝有關(guān)。制造企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一即為其生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)工藝在較大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量與價(jià)格。因此,由不同廠商生產(chǎn)的同一種產(chǎn)品因生產(chǎn)工藝不同,其工藝建模也會(huì)大相徑庭。
MES工藝建模示意圖
國(guó)內(nèi)某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工廠羅克韋爾FTPC工藝路徑配置界面
如,根據(jù)《機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):機(jī)械制造工藝方法分類與代碼》,機(jī)械制造工藝共有9大類,共710細(xì)分種類。不同細(xì)分工藝的組合就構(gòu)成的不同企業(yè)的制造工藝流程。
因此,標(biāo)準(zhǔn)化的、同時(shí)適用于多個(gè)企業(yè)的MES系統(tǒng)基本不存在,需要MES廠商為每個(gè)企業(yè)量身定制符合其自身工藝流程的MES系統(tǒng),這對(duì)MES廠商的工藝流程理解能力提出了較高要求,同時(shí)也延長(zhǎng)了MES的實(shí)施周期。
機(jī)械制造工藝種類 | ||
工藝 | 細(xì)分種類 | 標(biāo)準(zhǔn) |
鑄造 | 47 | JB5992.2-1992 |
壓力加工 | 129 | JB5992.3-1992 |
電焊 | 89 | JB5992.4-1992 |
切削加工 | 141 | JB5992.5-1992 |
特種加工 | 37 | JB5992.6-1992 |
熱處理 | 70 | JB5992.7-1992 |
覆蓋層 | 85 | JB5992.8-1992 |
裝配與包裝 | 47 | JB5992.9-1992 |
其它工藝方法 | 65 | JB5992.10-1992 |
來(lái)源:機(jī)械制造工藝方法分類與代碼 |
3.工廠建模
工藝建模僅是建立從原材料到產(chǎn)成品的變化路徑,而推動(dòng)原材料質(zhì)變或形變需要企業(yè)人員的干預(yù),即使在自動(dòng)化、智能化程度較高的階段。例如,緊急加工一批短缺產(chǎn)品時(shí),需要對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行中斷,這就需要各級(jí)生產(chǎn)管理人員的審批。
因此,工廠建模就必不可少。簡(jiǎn)單理解,工廠建模即對(duì)工廠管理中的生產(chǎn)組織方式(例如車間各級(jí)人員架構(gòu)、管理與從屬關(guān)系、不同崗位工作職責(zé))、生產(chǎn)流程進(jìn)行建模,其中需要考慮的是企業(yè)本身自動(dòng)化和信息化水平、員工技能等多個(gè)因素。
即使工藝完全一樣,生產(chǎn)類似產(chǎn)品的制造企業(yè)的生產(chǎn)流程建模也不會(huì)完全一樣, 因?yàn)楦髌髽I(yè)生產(chǎn)組織方式、自動(dòng)化和信息化水平等方面可能都不一樣。這就使得MES廠商在實(shí)施過程中需要反復(fù)向企業(yè)確認(rèn)其生產(chǎn)流程、不同崗位人員職責(zé)等個(gè)性化特點(diǎn),并且,項(xiàng)目實(shí)施周期也將隨之延長(zhǎng)。
MES工廠建模示意圖
4.管理模式~
MES是將很多管理理念(如JIT、精益等)提煉出來(lái),并用IT工具來(lái)實(shí)現(xiàn),是精益管理理念與IT工具的結(jié)合。前面說到的數(shù)據(jù)采集與分析、工藝建模、工廠建模等更多是使用IT技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)與流程進(jìn)行梳理與實(shí)現(xiàn),但MES系統(tǒng)涉及多個(gè)部門,橫跨多個(gè)領(lǐng)域,業(yè)務(wù)復(fù)雜且多變,挑戰(zhàn)更大的反而是管理理念。
對(duì)企業(yè)調(diào)研與需求分析不是為了確定用哪種IT手段,而是尋找分析企業(yè)的痛點(diǎn)、弊端,構(gòu)思企業(yè)管理的藍(lán)圖。所以MES很大程度是一種管理思路的咨詢。北京航空航天大學(xué)劉強(qiáng)教授曾提出“三不要理論”:不要在落后的工藝基礎(chǔ)上搞自動(dòng)化,不要在落后的管理基礎(chǔ)上搞信息化,不要在不具備數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)時(shí)搞智能化”。闡明了如今制造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型底層邏輯,前面我們?cè)诮榻B西門子數(shù)字化工廠架構(gòu)的時(shí)候:
就闡述了工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不是一蹴而就前期需要根據(jù)自身現(xiàn)狀規(guī)劃建立一個(gè)靈活度高、可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成性好、適合公司未來(lái)發(fā)展的頂層設(shè)計(jì),然后再分步實(shí)施
對(duì)于MES而言,也只有自身的管理思維與執(zhí)行跟得上,才能得到最終期待的結(jié)果,關(guān)于MES系統(tǒng)的規(guī)劃與實(shí)施,更多可以參見我們前面的文章:MES從來(lái)不止是乙方的事:淺談MES系統(tǒng)規(guī)劃及實(shí)施原則
5.行業(yè)Know-How
行業(yè)Know-How在MES的搭建過程中至關(guān)重要。就像前面我們說到的西門子、羅克韋爾的工業(yè)巨頭MES的不同行業(yè)套件一樣,MES本質(zhì)還是依靠IT工具實(shí)現(xiàn)的一套濃縮了精益理念的管理系統(tǒng),幫助客戶進(jìn)行管理上的升級(jí)。在缺乏行業(yè)Know-How時(shí),即使完成了工藝建模、工廠建模、數(shù)據(jù)采集與解析, 客戶也很可能并不認(rèn)可最終搭建完成的MES。
只有通過對(duì)行業(yè)生產(chǎn)工藝、工廠崗位設(shè)定、生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)管理體系等多方面的深入理解,并結(jié)合精益管理念與IT工具,才能真正使MES的作用發(fā)揮出來(lái),使其與公司的、生產(chǎn)、工藝與管理等更加匹配~
05 主流的MES廠商有哪些?
MES位于數(shù)字化廠體系架構(gòu)中間位置,主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。從MES供應(yīng)商的初始業(yè)務(wù)角度看,MES廠商可分為5類:
(1)初始為企業(yè)層軟件(ERP、PLM等)供應(yīng)商,后通過收購(gòu)或自研等方式逐 步由上至下拓展至MES,典型如SAP、Oracle以及國(guó)內(nèi)的鼎捷、用友等;
(2)成立之初即為MES廠商,專注于部分細(xì)分行業(yè),例如專注于食品飲料、消費(fèi)包裝等行業(yè)的MountainSystem(后被GEFanuc收購(gòu));專注于食品行 業(yè)的CompexITplantsolution(后被西門子收購(gòu));
(3)初始為行業(yè)頭部廠商產(chǎn)品的實(shí)施服務(wù)商。在實(shí)施的過程中,隨著經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)的積累,這些廠商通常會(huì)從較邊緣的功能模塊開始,嘗試自主開發(fā),甚至最終推出自主全套MES產(chǎn)品。典型公司包括賽意信息、漢得信息等。
(4)初始業(yè)務(wù)主要為硬件設(shè)備數(shù)據(jù)采集與展示,后逐步向MES拓展,典型即為Wonderware(后并入施耐德,目前屬于AVEVA),其成立之初的核心產(chǎn)品為InTouch,一款HMI軟件;
(5)由硬件設(shè)備廠商發(fā)展而來(lái),典型如西門子、施耐德等,這類廠商一般有較長(zhǎng)的發(fā)展歷史,且硬件基因較重,往往傾向于通過并購(gòu)補(bǔ)強(qiáng)其MES能力。
整體而言,MES市場(chǎng)依然及其分散,并沒有真正的具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的巨頭,前面在文章:
工業(yè)軟件:一文講透國(guó)內(nèi)外MES/MOM市場(chǎng)格局,主流廠商及其優(yōu)勢(shì)行業(yè)
當(dāng)中列舉了一些國(guó)內(nèi)外比較知名廠商,但MES這樣的行業(yè),只有合適的才是最好的,不要過度迷信于其外在宣傳和知名度,相比于霍尼韋爾、西門子、達(dá)索系統(tǒng)、GE、ABB、羅克韋爾等國(guó)際大廠商,或許國(guó)內(nèi)MES廠商的知名度并不算高,但是國(guó)內(nèi)眾多MES廠商通過多年的深耕,在部分行業(yè)和市場(chǎng)卻具有更大的靈活性與優(yōu)勢(shì),MES和CAD/CAE/CAM等工業(yè)軟件不一樣,外國(guó)的月亮還真不一定比國(guó)內(nèi)圓,比如寶信軟件靠著多年積累就在鋼鐵行業(yè)占有極高的市場(chǎng)份額,某些國(guó)外大牌廠商看著再高大上的平臺(tái),忽悠得多么牛逼的技術(shù),最后也是落得一地雞毛~
06 MES未來(lái):ISA-95架構(gòu)的重構(gòu)?
一直以來(lái),制造業(yè)企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)普遍遵循以ISA-95為代表的金字塔體系架構(gòu),其核心是打通企業(yè)商業(yè)系統(tǒng)與生產(chǎn)控制系統(tǒng),由上至下將訂單逐步分解為企業(yè)資源計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、直至生產(chǎn)硬件設(shè)備的具體指令,主要通過ERP、MES、SCADA等一系列軟件系統(tǒng)的協(xié)同來(lái)驅(qū)動(dòng)制造企業(yè)數(shù)字化和信息化發(fā)展。
大家經(jīng)常所聽說的IT與OT融合,其實(shí)也就源于此。隨著智能化的不斷發(fā)展,現(xiàn)有體系架構(gòu)的問題也逐漸暴露,主要問題有兩點(diǎn):
一是信息孤島問題仍然存在,無(wú)法形成對(duì)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與處理,而這也阻礙了大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用;
二是靈活性欠缺,ERP、MES系統(tǒng)均屬于重應(yīng)用,即若企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)生變化時(shí),需再次定制化開發(fā),無(wú)法動(dòng)態(tài)組裝及時(shí)響應(yīng)。
因此,從更長(zhǎng)的周期看,或許工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將逐步取代或部分取代以ISA-95為代表的金字塔體系架構(gòu),具體或?qū)⒂袃纱蟮难葸M(jìn)趨勢(shì):
(1)傳統(tǒng)ERP、MES、PLM等信息化產(chǎn)品的邊界將被打破,平臺(tái)化架構(gòu)+更輕量級(jí)更靈活的工業(yè)APP將成為主流,支持企業(yè)快速適應(yīng)市場(chǎng)變化、滿足客 戶個(gè)性化需求;
(2)數(shù)據(jù)成為制造企業(yè)智能化發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng),大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù) 將在更大程度上賦能制造企業(yè),而這需要以數(shù)據(jù)采集與管理平臺(tái)為底座。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),可以重構(gòu)企業(yè)傳統(tǒng)IT架構(gòu),打通IT系統(tǒng)和OT系統(tǒng),推動(dòng)企業(yè)架構(gòu)的扁平化。
一方面,平臺(tái)從OT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)采集數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的匯聚集成,形成數(shù)據(jù)湖,基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)源開發(fā)應(yīng)用服務(wù),消除了數(shù)據(jù)孤島。另一方面,基于數(shù)據(jù)建模和分析構(gòu)建的工業(yè)APP,推動(dòng)裝備/產(chǎn)品和生產(chǎn)從“功能機(jī)”演進(jìn)為“智能機(jī)”,構(gòu)建起了狀態(tài)感知-實(shí)時(shí)分析-科學(xué)決策-精準(zhǔn)執(zhí)行的閉環(huán)智能。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:超全MES/MOM系統(tǒng)知識(shí)完整解析
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