面向智能制造的MES與傳統(tǒng)的MES有何不同？
發(fā)表于：2018/6/6 9:01:28??閱讀量：?[關(guān)閉]
來(lái)源: e-works數(shù)字化企業(yè)網(wǎng)
一、技術(shù)架構(gòu)：雖然絕大多數(shù)的用戶(hù)不會(huì)關(guān)心MES設(shè)計(jì)的技術(shù)架構(gòu)，但如果是好的MES產(chǎn)品，需先須具備先進(jìn)的技術(shù)支撐(如SOA架構(gòu))，只有先進(jìn)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)配合上可配置的模塊模組，才可快速構(gòu)建出符合不同用戶(hù)場(chǎng)景的業(yè)務(wù)功能。試想一下：在制造管理中每個(gè)人的業(yè)務(wù)愿景和管理風(fēng)格都不一樣，如果沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)龍骨而無(wú)限制地堆積客制化模塊，那么再好的系統(tǒng)都會(huì)崩塌、宕機(jī)。這就是為什么西門(mén)子、達(dá)索等工業(yè)軟件產(chǎn)品大多采用SOA架構(gòu)的原因，在此基礎(chǔ)上，再配合上MVVM模式的代碼編寫(xiě)規(guī)則，往往用幾百、數(shù)千個(gè)靈活的、低耦合性的基礎(chǔ)模組就能構(gòu)建出百萬(wàn)種不同的業(yè)務(wù)功能，讓眾口不再難調(diào)。因此，對(duì)于有高要求、特別是以面向智能制造為目標(biāo)的客戶(hù)，有必要在選擇MES產(chǎn)品之前，先了解一下支撐產(chǎn)品的底層技術(shù)。
二、基本功能：從功能涵蓋性上而言，功能全方面的MES系統(tǒng)需具備產(chǎn)品和工藝管理、計(jì)劃調(diào)度生產(chǎn)管理、物料物流管理、生產(chǎn)質(zhì)量管理、車(chē)間設(shè)備維護(hù)管理的五大基本模塊，當(dāng)然也應(yīng)同時(shí)包括生產(chǎn)資源管理等模塊。而面對(duì)智能制造的MES，還須具備系統(tǒng)集成和設(shè)備接口模塊(另述)，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)車(chē)間內(nèi)部各類(lèi)信息互通，并支撐智能化車(chē)間所需的智能調(diào)度、優(yōu)化、可視化等功能。這也是即將發(fā)布的國(guó)標(biāo)《數(shù)字化車(chē)間通用技術(shù)要求》、《智能工廠通用技術(shù)要求》中所明確要求的，因此，符合智能車(chē)間的MES須具備以上的基本功能。
三、平臺(tái)化：市場(chǎng)上的MES主要分為基于客戶(hù)需求的項(xiàng)目級(jí)、客制化產(chǎn)品，以及通用的平臺(tái)化產(chǎn)品兩種類(lèi)型。項(xiàng)目級(jí)別MES優(yōu)點(diǎn)是：個(gè)性化、適用性強(qiáng)、低成本、交付較快，但帶來(lái)的缺點(diǎn)是：開(kāi)發(fā)需求描述中缺少行業(yè)的普遍性規(guī)則，易造成系統(tǒng)不符合多變的業(yè)務(wù)需求及行業(yè)規(guī)則，一旦企業(yè)未來(lái)發(fā)展后有新的需求，則需要投入大量的二次開(kāi)發(fā)，同時(shí)，也將對(duì)軟件架構(gòu)的穩(wěn)定性形成嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
平臺(tái)化MES產(chǎn)品要求開(kāi)發(fā)者們能夠深入理解并且熟悉該行業(yè)的實(shí)際制造流程，甚至對(duì)主要生產(chǎn)工序、工藝也要有深入的了解，而不是僅從程序開(kāi)發(fā)的角度來(lái)設(shè)計(jì)MES。同時(shí)，開(kāi)發(fā)者們需要按照ISA95等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃、構(gòu)建產(chǎn)品，以利于與其它各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)化的軟件實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)及數(shù)據(jù)共享。良好的平臺(tái)化MES企業(yè)首先應(yīng)該是行業(yè)專(zhuān)家，可以根據(jù)該行業(yè)生產(chǎn)特性的需求，在軟件上依靠模塊化、可插拔等技術(shù)自由配置系統(tǒng)，促使工廠可以快速實(shí)施既符合行業(yè)共性，又滿(mǎn)足企業(yè)個(gè)性需求的MES系統(tǒng)。因此，在條件允許的前提下，推薦選用產(chǎn)品級(jí)的、并具有很好可擴(kuò)展性能的平臺(tái)化MES，雖然前期投入的資金、人力較大，但該類(lèi)產(chǎn)品的穩(wěn)定性較好、上線應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)低、并應(yīng)用周期長(zhǎng)。
四、易操作性：隨著IT技術(shù)的快速發(fā)展，新的視覺(jué)感及操作正在深刻影響著用戶(hù)的應(yīng)用習(xí)慣。特別作為基于工廠實(shí)際應(yīng)用的軟件產(chǎn)品，由于用戶(hù)是基于車(chē)間層，因此更需具備易學(xué)、易用、快速上手的特點(diǎn)，如：采用一目了然的界面功能圖標(biāo)、以流程引擎來(lái)推動(dòng)快速應(yīng)用的操作方式等，使得在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，每個(gè)操作人員進(jìn)入系統(tǒng)后，無(wú)論是熟手還是新手都能快速的進(jìn)入自己的應(yīng)用界面、找到自己需要的功能菜單，并明晰與自己有關(guān)的全業(yè)務(wù)流程，同時(shí)可大量采用拖拉、鏈接等類(lèi)似于Win7、Win10等操作模式實(shí)現(xiàn)快速、便捷的組合、拆分、放大、縮小、隱藏等操作。當(dāng)然，不僅如此，易操作性還包括美觀、綠色、適用的界面。
五、庫(kù)房管理功能：某些MES產(chǎn)品對(duì)庫(kù)房管理功能較弱，特別是國(guó)外MES更是如此，系統(tǒng)只能管控到物料，而將倉(cāng)庫(kù)交給ERP或WMS。在近年智能制造需求的推動(dòng)下，生產(chǎn)過(guò)程對(duì)柔性化、動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性的要求均有大幅提高，如果MES僅對(duì)車(chē)間內(nèi)的物料進(jìn)行管理已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求，因此，新型MES勢(shì)必將向倉(cāng)庫(kù)端延伸，以獲得更多管控、調(diào)度權(quán)限，將ERP非實(shí)時(shí)庫(kù)房變成MES實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)庫(kù)房，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向同步。
六、數(shù)字化排產(chǎn)：作為計(jì)劃調(diào)度和生產(chǎn)管理人員，關(guān)心的是如何準(zhǔn)時(shí)、快速交付生產(chǎn)訂單。這就要求MES不僅需對(duì)接ERP無(wú)限排產(chǎn)的MRP運(yùn)算結(jié)果，而且需實(shí)現(xiàn)APS高級(jí)排程，當(dāng)然這是理想的結(jié)果，但在實(shí)際應(yīng)用中，特別是多品種、小批量的產(chǎn)線很少有可以真正實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)排產(chǎn)的案例。對(duì)此，我們認(rèn)為，新型的MES需對(duì)設(shè)備狀態(tài)(包括預(yù)診斷)、工藝變化、人員情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集、分析，并需結(jié)合生產(chǎn)調(diào)度仿真系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化功能的支撐才可能實(shí)現(xiàn)理想中的自動(dòng)排產(chǎn)。但在系統(tǒng)尚未達(dá)到這一目標(biāo)之前、或作為補(bǔ)充，人工參與的排產(chǎn)將更加切合實(shí)際的應(yīng)用，這就需要MES的排產(chǎn)功能中具有便于人工操控的快速排產(chǎn)、插單功能，并將在線工單執(zhí)行狀態(tài)、物料齊套性、設(shè)備、治具的占用情況、預(yù)判完成周期等信息以實(shí)施、在線地呈現(xiàn)以供排產(chǎn)時(shí)參考，并具備預(yù)警、報(bào)錯(cuò)等輔助功能，以上稱(chēng)為“數(shù)字化排產(chǎn)”。
七、可視化功能：
1、先進(jìn)的MES產(chǎn)品可視化表現(xiàn)形式已經(jīng)越來(lái)越豐富，點(diǎn)狀圖、線狀圖、餅狀圖、雷達(dá)圖、甘特圖、三維圖等都已是基本的功能，而具備與生產(chǎn)過(guò)程仿真(優(yōu)化)、物流、SCADA等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)接、多維度展示生產(chǎn)現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)的可視化，及可與移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互與呈現(xiàn)等功能已成為新型MES的發(fā)展趨勢(shì);
2、傳統(tǒng)MES中可視化方式的設(shè)置，大多由MES廠家進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)、或本企業(yè)的IT人員根據(jù)不斷變化的需求去逐個(gè)開(kāi)發(fā)水晶報(bào)表和看板形式，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足當(dāng)前面向智能制造的工廠多變的、個(gè)性化的可視化管理需求。新一代MES的可視化功能已可以由應(yīng)用者根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)需要而直接進(jìn)行快速的設(shè)置和組態(tài)，而且操作靈活、便捷。
八、系統(tǒng)集成能力： 這是智能車(chē)間MES的具備智能化功能的特征表現(xiàn)：
1、與信息系統(tǒng)的集成：作為面向智能制造的MES系統(tǒng)，系統(tǒng)集成能力應(yīng)為重要考量，這包括與SQL、ORCAL等數(shù)據(jù)庫(kù)集成，與PDM(對(duì)接BOM、工藝)、ERP(對(duì)接計(jì)劃、物料)、WMS(對(duì)接物流、運(yùn)輸)、仿真(對(duì)接數(shù)據(jù))等軟件集成，與IOS、Android移動(dòng)端集成等;
2、與數(shù)據(jù)格式的集成：這是上面描述的那些信息集成的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，比如：XML 、CSV、TXT、雙方約定的中間表、Web service、開(kāi)放的API接口等。
九、設(shè)備接口能力：近年來(lái)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)等已逐步從概念轉(zhuǎn)型落地，其核心之一就是MES需與各種類(lèi)型的物理設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接。其類(lèi)型包括下圖所示七個(gè)不同物理層的各種設(shè)備：儀器儀表、傳感器、AGV、機(jī)器人、工控設(shè)備、數(shù)控裝備、貼片機(jī)、AOI等等。一個(gè)好的MES系統(tǒng)不但能夠采集這些設(shè)備的數(shù)據(jù)，而且需采用標(biāo)準(zhǔn)化的通用格式。
各種工業(yè)總線的集成(例如OPC UA)，其設(shè)備通訊協(xié)議例如： Profibus、Profinet、Modbus、CC-Link、DF1、SNP、設(shè)備專(zhuān)用API、自定義等，還有一些是直接用設(shè)備數(shù)據(jù)格式對(duì)接，例如JSON、XML 、CSV、TXT等。
從幾個(gè)角度淺述了基于智能制造的新一代MES的一些特征性要求，當(dāng)然尚無(wú)法蓋全，這還將涉及到具有行業(yè)特性的材料、工藝分析、診斷、優(yōu)化等功能。本文旨在期望通過(guò)以上闡述，對(duì)新型MES的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用起到一定的拋磚引玉的作用。
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