智能制造背景下MES的发展方向

2018-05-07 16:29:03 43

MES管理系统

在MES定义不严谨,理念不够与时俱进的情况下,在智能制造浪潮一浪高过一浪的今天,在制造企业亟待转型升级的期盼中,中国的MES市场应该如何发展?应该如何在摸索中前行?如何更好地支撑制造业对智能制造的需求?

除了在平台化、云计算、移动互联等计算机技术进行拓展应用以外,中国制造业使用的MES系统应以中国制造2025为宗旨,以精益生产为主线,以两化深度融合为突破口,参考德国工业4.0等先进理念,结合企业实际情况,建设基于工业3.0,面向工业4.0、体现CPS特点的智能MES系统,构建“生产精益化+设备自动化+管理信息化+人员高效化”的“新四化”智能车间,为制造企业智能化转型升级奠定坚实的基础。

在智能制造背景下,从功能上讲,将来的MES要体现出以下特点。

1、回归本质

MES之所以叫制造执行系统,非常强调“执行”二字:一方面,将ERP的生产计划根据车间实际情况,将每一工序分解到每一设备、每一分钟精细执行,并实现透明化的精确管理;另一方面,在车间内部,形成计划排产、作业执行、数据采集、在制品管理、库存管理、质量管理等一个全闭环管理,环环紧扣,而非简单的一个数据库管理系统。

精准化、精细化、协同化是MES的重要特点,否则生产无法高效、高质的运行。那种通过凭经验、靠感觉进行计划制订、现场管理的信息化系统,称之为MES,从一定程度上讲是名不副实的。

2、贯穿精益

在迈向工业4.0过程中,我们经常讲:“2.0补课,3.0普及,4.0示范”,那么2.0到底是要补什么,3.0到底是要普及什么?笔者认为,除了实现对自动化、数字化、网络化等这些大家能看到的软硬件装备以外,更重要的是补上、普及我们欠缺的工业文明,比如员工的技能、素养,企业管理的模式、方法以及社会上的契约精神、合作精神等等,而作为工业3.0最精华的精益生产,是制造业所必须补上、必须普及的重要部分。

MES系统中一定要充分体现精益生产的理念,通过MES这个信息化手段与工具,促进精益生产在企业中的进一步落地,比如:

  • 准确分析非增值劳动,提高生产效率、进行有效质量管理、降低生产库房、工具等辅助成本。

  • 科学准确自动排产、合理解决紧急插单等问题、确保生产计划最优。

  • 实现目视化管理、信息最大程度透明化。

  • 生产过程控制,实现产品“流”的生产。

  • 实现生产数据及时、准确反馈,提供科学决策基础。


3、体现CPS

德国人认为工业4.0是以智能制造为主导的第四次工业革命,通过CPS等先进手段,将制造业向智能化转型。《中国制造2025》也是强调“以提质增效为中心,以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向”。我们从这些表述中可以看到,无论是德国工业4.0还是中国制造2025,均是以智能制造为主导(或者叫为方向),以CPS技术为技术手段。作为智能制造核心的MES系统,必须要体现以CPS为特点的智能制造。

德国人认为:“在制造业领域,CPS系统包括智能机器、存储系统和生产设施,能够相互独立地自动交换信息、触发动作和控制。CPS将推动生产对象直接或借助互联网通过M2M(Machine to Machine,机器对机器)通信自主实现信息交换、运转和互相操控。”从本段**们可以了解到,对车间中的机床、机器人等各类数字化设备进行互联互通,就是德国人认为的CPS在车间的具体应用。

在工信部发布的《信息物理系统白皮书(2017)》中,工信部信软司副司长安筱鹏博士在序言《关于CPS的几点思考——CPS是什么?如何看?怎么干?》中明确指出:“由传感器、控制终端、组态软件、工业网络等构成的分布式控制系统(DCS)和数据采集与监控系统(SCADA)是系统级CPS,由数控机床、机器人、AGV小车、传送带等构成的智能生产线是系统级CPS,通过制造执行系统(MES)对人、机、物、料、环等生产要素进行生产调度、设备管理、物料配送、计划排产和质量监控而构成的智能车间也是系统级CPS。”从中可以看到,在智能化车间里,CPS并不神秘,具有互联互通功能的智能化生产线就是一种CPS,智能化的MES也是一种CPS,两者结合在一起,以数字化设备、设备互联互通系统、MES系统组成的整个智能化车间就是一个更高级的CPS系统。

因此,在MES中要体现CPS特点,车间中设备的互联互通是基础。

4、智能是趋势

本次工业革命的核心就是智能制造,打造智能化车间,就是要在设备等物理实体、MES等赛博虚体中充分发挥自动化、数字化、网络化、智能化的优势,打造出虚实融合、具有CPS特色的智能化MES系统。

智能化MES系统将分别从计划源头、过程协同、设备底层、资源优化、质量控制、决策支持等6个方面着手,实现生产过程的自动化、数字化、网络化、智能化的管理与控制,完成智能互联互通,智能计划排产,智能生产协同,智能资源管理,智能质量控制和智能决策支持的各项功能。

5、落地是关键

再好的MES平台和软件,没有结合工厂的实际规划,实施效果未必就好。不论之前再多的案例和经验,也必须具体落实在企业后,具体情况具体分析。企业实施一套MES系统,即便是理论再先进,软件再智能,但如果不能得到成功的应用,对企业而言,结果就是零,甚至是负数,因为这不但浪费了企业大量的人力、财力,而且还影响了企业的正常生产,并严重地打击了企业对信息化的热情与信心,这些损失对企业而言都是难以计量的。

作为智能制造的核心,MES在企业智能化转型升级中发挥着越来越重要的作用。但由于MES提出的年代久远,并随着工业4.0、智能制造等新理念日新月异的发展,MES的现有理念已经落后于时代的步伐。一方面,我们既要认真领会MES的真正内涵,挖掘出MES应有的价值;另一方面,我们一定不要拘泥于国外已有定义,要借鉴工业4.0等先进理念,结合中国制造业的现状,与时俱进,勇于提出我们自己的理念,将一些传统的精华、先进的理念融于MES系统中,使MES真正成为企业智能制造的核心使能系统,满足中国制造业智能化转型升级的需求。同时,也本着高要求、促发展的精神,促进MES市场的健康发展。


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