智能制造

MES越來越有可能成為工廠運(yùn)營的核心

2018-10-16 來源：評論：0

摘要：智能工廠面臨的大規(guī)模個(gè)性化定制的生產(chǎn)問題，必須由各個(gè)系統(tǒng)（PLM、MES、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等）進(jìn)行承接和解決。

　　工業(yè)4.0重新燃起了“工業(yè)再發(fā)現(xiàn)”之火。許多概念和實(shí)踐再次被強(qiáng)化，猶如新開局的麻將牌，東風(fēng)歸位，萬象重生。在這樣一場焦點(diǎn)爭奪戰(zhàn)之中， MES系統(tǒng)毫無疑問成為眾所矚目的焦點(diǎn)。

　　智能工廠面臨的大規(guī)模個(gè)性化定制的生產(chǎn)問題，必須由各個(gè)系統(tǒng)（PLM、MES、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等）進(jìn)行承接和解決。

　　越來越多的管理者意識(shí)到，MES系統(tǒng)正在成為承載工廠核心的運(yùn)營平臺(tái)。服務(wù)于車間制造是MES的最核心的任務(wù)，因此越來越多的企業(yè)在新建工廠時(shí)，不僅考慮采購先進(jìn)的設(shè)備，也考慮MES如何將工藝研發(fā)、品質(zhì)管控、精益制造、協(xié)同供應(yīng)鏈等，統(tǒng)一到一起。MES系統(tǒng)已然成為工廠的信息樞紐。

　　從來沒有離開的MES系統(tǒng)，又回來了。憑借工業(yè)4.0的強(qiáng)勁之風(fēng)，此次倍加精神抖擻。

　　MES的歷史淵源

　　制造執(zhí)行系統(tǒng)是美國AMR公司在90年代初提出的，旨在加強(qiáng)MRP計(jì)劃的執(zhí)行功能，把MRP計(jì)劃通過執(zhí)行系統(tǒng)同車間作業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)聯(lián)系起來。

　　很顯然，MES系統(tǒng)自落地之日起，就定義了自身的使命：MES系統(tǒng)，為連接中樞而生。

　　1997年，MESA（制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)）提出的MES功能組件和集成模型，包括11個(gè)功能。同時(shí)規(guī)定，只要具備11個(gè)功能之中的某一個(gè)或幾個(gè)，也屬M(fèi)ES系列的單一功能產(chǎn)品。

　　伴隨著MES系統(tǒng)市場的發(fā)展，MES廠商猶如雨后春筍般地涌現(xiàn)出來，四路大軍殺入其中。

　?、?從自動(dòng)化設(shè)備基礎(chǔ)上發(fā)展而來的這些廠商，進(jìn)入MES領(lǐng)域有著天然的優(yōu)勢，對自動(dòng)化設(shè)備了如指掌。

　?、?從專業(yè)SCADA、HMI廠商發(fā)展而來的，多是從開發(fā)人機(jī)界面開始，然后擴(kuò)展MES領(lǐng)域的。

　?、?從專業(yè)MES發(fā)展而來的，這些廠商一開始就專注于行業(yè)MES或者M(jìn)ES中的某一項(xiàng)功能。

　?、?還有一種趨勢是ERP廠商由上向下發(fā)展MES。

　　在這個(gè)過程中，大量洗牌是不可避免的

　　而近幾年，從物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)來的MES系統(tǒng)廠商也成為熱點(diǎn)。由于具有先天的對設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)的理解，這些廠商也在成為一股不容小覷的生力軍，雖然現(xiàn)在這些公司體量較小，但是他們內(nèi)置的互聯(lián)網(wǎng)基因與基礎(chǔ)研發(fā)能力使得他們在MES應(yīng)用中如魚得水，特別在對疑難雜癥的復(fù)雜車間具有相對靈巧的技術(shù)優(yōu)勢。

　　歷史上，MES系統(tǒng)行業(yè)曾有過一次并購熱潮，是以自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商為主角，以便快速進(jìn)入該行業(yè)。這是自動(dòng)化和軟件供應(yīng)商最直接的本能反應(yīng)。實(shí)際上，這是自動(dòng)化系統(tǒng)，第一次在工廠中精確地度量了硬件設(shè)備與軟件的距離，宣告了一個(gè)正在萌芽的全新意圖：自動(dòng)化供應(yīng)商離管理，而不僅僅是控制，大大前行了一步。

　　而近幾年開始大熱的工業(yè)數(shù)字化熱浪，正在將MES的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐推向另外一個(gè)高峰。

　　一手好局，MES系統(tǒng)的發(fā)展卻出乎意料地緩慢

　　MES從上個(gè)世紀(jì)90年代開始發(fā)展，剛開始主要是在自動(dòng)化程度比較高的行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。如汽車行業(yè)、半導(dǎo)體電子、煙草行業(yè)，同時(shí)也在食品飲料、工程機(jī)械、大型離散裝配、家電行業(yè)得以推廣。

　　自動(dòng)化設(shè)備商仍是MES系統(tǒng)市場的主流供應(yīng)商，但也難以形成ERP行業(yè)的SAP這樣的寡頭。盡管ERP廠商雖然也嘗試進(jìn)入MES行業(yè)，但是，市場拓展效果不佳，很顯然，對資源管理輕車熟路的ERP廠商，對現(xiàn)場控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集，有著與生俱來的生疏和規(guī)避。

　　MES系統(tǒng)的緩慢發(fā)展，恰好跟工業(yè)化進(jìn)程密切相關(guān)

　　MES系統(tǒng)的行業(yè)性需求與通用型產(chǎn)品之間的矛盾日漸突出，產(chǎn)品化程度不夠。與ERP不同，MES系統(tǒng)從產(chǎn)生開始，就是為了解決通用型的ERP功能難以解決的工廠管控問題，因此，即使有多年的發(fā)展，MES系統(tǒng)也無法擺脫行業(yè)性對其形成的局限。

　　與此同時(shí)，集成難度是另外一個(gè)MES系統(tǒng)難以快速鋪展的門檻。隨著智能工廠的建設(shè)熱潮，對于MES的集成提出更高的要求，縱向集成要求MES系統(tǒng)不僅與ERP集成，還要求與控制系統(tǒng)進(jìn)行集成；不僅要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，還希望實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)、工藝標(biāo)準(zhǔn)的下達(dá)。這也對MES供應(yīng)商提出很大的挑戰(zhàn)。

　　值得注意的一個(gè)現(xiàn)象是，盡管MES系統(tǒng)發(fā)展多年，但其產(chǎn)業(yè)化規(guī)模仍然不足。一個(gè)成熟的產(chǎn)業(yè)應(yīng)該是由供應(yīng)商、服務(wù)商(經(jīng)銷商)和用戶組成的，比如ERP、PLM。而現(xiàn)在的MES系統(tǒng)多是供應(yīng)商直接面向用戶，產(chǎn)業(yè)規(guī)模還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)展起來。

　　實(shí)際上，MES系統(tǒng)是一個(gè)企業(yè)信息化程度的體溫計(jì)。由于MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表單，來源于工廠的多個(gè)角度。因此如果企業(yè)自身的工藝資源、制造資源、流程節(jié)點(diǎn)不能規(guī)范有效的時(shí)候，MES系統(tǒng)廠家將不得不撅著屁股，先幫著企業(yè)整理自身的資源數(shù)字化。想為客戶紡出五彩錦緞，而用戶首先搬出的是一堆攪在一起的亂線頭。這對MES系統(tǒng)廠商往往苦不堪言。

　　MES系統(tǒng)的未來

　　從國外的發(fā)展趨勢看，已經(jīng)形成了一批MES軟件產(chǎn)品商和行業(yè)解決方案商。ERP和MES系統(tǒng)的分工也愈加清晰。企業(yè)智能制造的應(yīng)用焦點(diǎn)已經(jīng)由ERP轉(zhuǎn)向MES，MES系統(tǒng)已經(jīng)由ERP的配角轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)管家的主角。

　　隨著CPS賽博物理系統(tǒng)正在逐步成為指導(dǎo)智能工廠建設(shè)的重要因素，物聯(lián)網(wǎng)IoT的影響范圍和對象越來越大，MES將對更多的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”的信息進(jìn)行閉環(huán)處理，從采集、傳輸、分析、控制、乃至巨大的提升。

　　一方面，MES系統(tǒng)將與精益管理思想進(jìn)行更深入的融合。相比ERP，MES在企業(yè)的精益管理思想落地方面更具有可操作性，在汽車、家電等裝配行業(yè)，借助MES的物料拉動(dòng)功能，企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)JIT、JIS管理。

　　另一方面，基于MES的制造大數(shù)據(jù)的分析處理將成為MES面臨的課題和挑戰(zhàn)，與ERP層的BI分析處理不同，MES產(chǎn)生的制造數(shù)據(jù)不僅包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，還包括大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)如實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫、圖片等。

　　在新一代軟件技術(shù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)思維的支持下，MES在內(nèi)涵中也增加了多個(gè)角色功能。

　　如何利用MES系統(tǒng)掌握的即時(shí)、準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息成為各MES廠商競相競爭的基礎(chǔ)，例如：對于某些設(shè)備管控上移到MES層是充分利用MES掌握在制品狀態(tài)的信息，對于AGV由MES系統(tǒng)調(diào)度是充分利用MES掌握生產(chǎn)節(jié)奏的信息等等，隨著實(shí)時(shí)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在制造現(xiàn)場的部署，MES由于掌握最全面、最精細(xì)的生產(chǎn)系統(tǒng)信息會(huì)顯得越來越重要，同樣地，MES系統(tǒng)所涵蓋的功能也將不僅僅局限與AMR定義的十一個(gè)模塊，MES系統(tǒng)會(huì)適時(shí)、動(dòng)態(tài)、與時(shí)俱進(jìn)地增加更多有價(jià)值的軟件模塊。

　　隨著對于行業(yè)的規(guī)范化，知識(shí)管理的思想將滲透和融入到未來的MES系統(tǒng)中。

　　典型的應(yīng)用如設(shè)備維修知識(shí)庫，工藝異常調(diào)整知識(shí)庫、最佳實(shí)踐（最佳工藝、最佳設(shè)備運(yùn)行參數(shù)）等將大幅度提高M(jìn)ES系統(tǒng)的應(yīng)用普及，而MES未來將向云端進(jìn)行轉(zhuǎn)移。對于一些制造過程比較簡單的中小企業(yè)，基于云平臺(tái)的MES不失為一種低成本的解決方案。

　　而隨著谷歌眼鏡、VR/AR、智能手表的引入，MES系統(tǒng)跟人的連接也將更加頻繁和自然。而當(dāng)下智能制造的許多熱點(diǎn)話題，可以從MES本身可以一一展開。

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