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工业4.0下的MES系统建设

卓想软件科技 发布于:2015-07-21 15:30:13 阅读: 1714

       在工业4.0的大背景下,制造业企业对于MES系统的建设如火如荼,但是MES系统到底怎么建,建成什么样,企业并没有清楚的认识,而供应商概念和版本层出不穷,企业眼花缭乱。为帮助企业拨云见日,下面对于当前形势下的MES系统建设进行初步的探讨和解析。文/吴梅磊

  一、 什么是MES(制造执行系统)?

  MES,英文全称为Manufacturing Execution System,中文译为制造执行系统,MES是美国制造研究和生产管理界于20世纪90年代提出的关于生产组织和管理的新概念。按MESA国际联合会(MESA International)的定义,“MES能通过信息的传递,对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理,对工厂发生的实时事件,及时做出相应的反应和报告,并用当前准确的数据对进行相应的指导和处理”。简单地讲,MES就是面向车间的生产过程管理与实时信息系统,主要解决车间生产任务的执行问题。

  二、 为什么要建设MES?

  经过多年的信息化建设,各生产制造企业在管理信息化领域,尤其是ERP领域投入了大量的精力和财力,在企业内部业务运转、各部门有效协同方面取得了较好的效果。但是在传统的生产制造领域,尤其是车间管理方面还存在较大的问题,主要体现在以下几个方面:

  (1)生产执行与计划经常脱节。企业车间管理面临的一大问题就是业务系统中生产计划与实际车间执行严重脱节,导致计划与执行两种皮,计划指导作用较差。

  (2)生产过程管理不够精细。对于部分产品质量追溯要求高的企业,精细的质量追溯要求追溯到单件产品、单台设备、单个人员,传统的ERP质量追溯到批次不能满足此要求。

  (3)生产要素管控不强。制约企业生产能力的一大因素是设备能力,ERP系统虽然实现了对设备的事前、事中、事后的全过程管理,但是这种管理还是依靠人工进行,缺少对设备的状态信息的及时监控与反馈,生产过程中的设备问题不能及时反馈到业务管理系统,导致计划编排出现偏差。

  (4)生产执行数据传递不及时、不准确。即便企业应用了ERP系统,但是车间完工报表的填报还是依靠传统的人工录入方式进行,存在数据不准确和不及时的现象。

  (5)车间生产智能程度不高。企业ERP建设后,与企业自动化设备之间存在断层,导致企业在纵向管理上数据链断裂,车间生产缺乏大脑的指挥,企业大脑也缺少车间自动化设备及数据的支撑,整体智能化水平不高。

  而MES从本身定位上讲,就是为了解决这些问题诞生的。MES有以下主要特点:

  (1)MES是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁,填补了计划与控制的鸿沟,建立了计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”。

  (2)MES采集从接受订货到制成最终产品全过程的各种数据和状态信息,目的在于优化管理活动,对随时可能发生变化的生产状况做出快速反应。

  (3)MES改善设备投资回报率,以及改善及时交货、库存周转、毛利和现金流通性能。

  三、 MES与ERP的联系与区别

  对于ERP与MES的功能,ERP厂商与MES厂商各执一词,两者互相渗透。为有效界定两者之间的联系与区别,国际自动化学会ISA发布了ISA-95标准,对企业信息化各个层次进行了清晰的界定,明确了MES系统的基本功能,如下图。

  

  根据上图所示,同时结合制造企业关心的三个问题“生产什么?生产多少?如何生产?”来看:ERP回答的是前两个问题“生产什么和生产多少”,而MES回答是“如何生产”的问题。其中“如何生产”(可以生产什么?在什么时间生产什么?在什么时间已生产什么?质量如何?效益如何?)由生产现场的过程控制系统“掌握”。

  对于“计划”如何下达到“生产”环节,生产过程中变化因素如何快速反映给“计划”,在计划与生产之间需要有一个“实时的信息通道”,MES(制造执行系统)就是计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”。只有在MES提供了详尽的生产状况反馈后,ERP才能有效地运作计划的职能。

  从时间因素分析,ERP等计划系统考虑的问题域是中长期的生产计划(时间因子=100倍),执行层系统MES处理的问题域是近期生产任务的协调安排问题(时间因子=10倍),控制层系统则必须实时地接收生产指令,使设备正常加工运转(时间因子=1倍)。它们相互关联、互为补充,实现企业的连续信息流。

  四、 如何建设MES?

  企业如何建设好MES系统,并达到预期的效果?笔者提供如下建议做参考:

  首先,企业核心管理人员应对MES有一个清楚的认识。在准备建设MES系统之前,企业主要人员应该对“MES到底是什么?有什么用?怎么做?”有一个清晰的认识,避免被供应商误导。在具体选型之前,进行必要的可行性论证必不可少,避免对项目的盲目乐观和范围扩大化,识别其中的技术难点,提前组织攻关或对供应商进行关键内容的考察,树立“以我为主,合作共建”的建设思路。

  其次,企业应对MES解决的问题及需求有清晰的定义。企业两化融合建设到底存在哪些问题?哪些问题是MES系统可以解决?哪些问题不是MES系统解决的?MES系统与其他系统如何衔接?数据如何传输?针对这些内容企业都应该有清楚的识别,对于这些问题到底能解决到什么程度,企业也应该有正确的认识,并作为后期项目选型和验收的依据。

  再者,企业应对MES厂商要进行综合的认识和考量。MES系统的建设涉及到软件、工业通讯、传感设备、现有设备改造等内容,需要既懂自动化、又懂信息化的专业团队,既要考量人的能力,还要考量设备的可靠性,同时还要考量技术的可行性和经济性,与传统的信息化选型和建设存在一定差异,必须进行全面、综合的评比和考察。

  最后,企业应对MES系统建设采用适当的上线策略。MES系统建设是一项复杂的系统工程,在实施时应综合考虑上线时机、切入点、阶段划分等,采用“总体规划、分布实施”的策略,避开生产高峰期,模块实施采取先易后难、先试点后推广的策略,先实现数据采集、再实现计划调度,最后实现精益生产、智慧生产,确保系统建设整体有序、相关投资物有所值。

  五、 小结

  在打造智能制造的过程中,MES系统的建设必不可少,与其他的信息系统建设一样,关键是企业本身要有正确的认识,对MES系统建设效果有合理的预期,避免盲目贪大求全,采用合适的策略,确保系统可用、适用、好用。

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