面向智能制造的MES與傳統的MES有何不同？
發表于：2018/6/6 9:01:28??閱讀量：?[關閉]
來源: e-works數字化企業網
一、技術架構：雖然絕大多數的用戶不會關心MES設計的技術架構，但如果是好的MES產品，需先須具備先進的技術支撐(如SOA架構)，只有先進的開發平臺配合上可配置的模塊模組，才可快速構建出符合不同用戶場景的業務功能。試想一下：在制造管理中每個人的業務愿景和管理風格都不一樣，如果沒有一個強大的平臺龍骨而無限制地堆積客制化模塊，那么再好的系統都會崩塌、宕機。這就是為什么西門子、達索等工業軟件產品大多采用SOA架構的原因，在此基礎上，再配合上MVVM模式的代碼編寫規則，往往用幾百、數千個靈活的、低耦合性的基礎模組就能構建出百萬種不同的業務功能，讓眾口不再難調。因此，對于有高要求、特別是以面向智能制造為目標的客戶，有必要在選擇MES產品之前，先了解一下支撐產品的底層技術。
二、基本功能：從功能涵蓋性上而言，功能全方面的MES系統需具備產品和工藝管理、計劃調度生產管理、物料物流管理、生產質量管理、車間設備維護管理的五大基本模塊，當然也應同時包括生產資源管理等模塊。而面對智能制造的MES，還須具備系統集成和設備接口模塊(另述)，否則無法實現車間內部各類信息互通，并支撐智能化車間所需的智能調度、優化、可視化等功能。這也是即將發布的國標《數字化車間通用技術要求》、《智能工廠通用技術要求》中所明確要求的，因此，符合智能車間的MES須具備以上的基本功能。
三、平臺化：市場上的MES主要分為基于客戶需求的項目級、客制化產品，以及通用的平臺化產品兩種類型。項目級別MES優點是：個性化、適用性強、低成本、交付較快，但帶來的缺點是：開發需求描述中缺少行業的普遍性規則，易造成系統不符合多變的業務需求及行業規則，一旦企業未來發展后有新的需求，則需要投入大量的二次開發，同時，也將對軟件架構的穩定性形成嚴峻的考驗。
平臺化MES產品要求開發者們能夠深入理解并且熟悉該行業的實際制造流程，甚至對主要生產工序、工藝也要有深入的了解，而不是僅從程序開發的角度來設計MES。同時，開發者們需要按照ISA95等標準規劃、構建產品，以利于與其它各類標準化的軟件實現業務關聯及數據共享。良好的平臺化MES企業首先應該是行業專家，可以根據該行業生產特性的需求，在軟件上依靠模塊化、可插拔等技術自由配置系統，促使工廠可以快速實施既符合行業共性，又滿足企業個性需求的MES系統。因此，在條件允許的前提下，推薦選用產品級的、并具有很好可擴展性能的平臺化MES，雖然前期投入的資金、人力較大，但該類產品的穩定性較好、上線應用風險低、并應用周期長。
四、易操作性：隨著IT技術的快速發展，新的視覺感及操作正在深刻影響著用戶的應用習慣。特別作為基于工廠實際應用的軟件產品，由于用戶是基于車間層，因此更需具備易學、易用、快速上手的特點，如：采用一目了然的界面功能圖標、以流程引擎來推動快速應用的操作方式等，使得在實際應用過程中，每個操作人員進入系統后，無論是熟手還是新手都能快速的進入自己的應用界面、找到自己需要的功能菜單，并明晰與自己有關的全業務流程，同時可大量采用拖拉、鏈接等類似于Win7、Win10等操作模式實現快速、便捷的組合、拆分、放大、縮小、隱藏等操作。當然，不僅如此，易操作性還包括美觀、綠色、適用的界面。
五、庫房管理功能：某些MES產品對庫房管理功能較弱，特別是國外MES更是如此，系統只能管控到物料，而將倉庫交給ERP或WMS。在近年智能制造需求的推動下，生產過程對柔性化、動態性、實時性的要求均有大幅提高，如果MES僅對車間內的物料進行管理已經無法滿足實際需求，因此，新型MES勢必將向倉庫端延伸，以獲得更多管控、調度權限，將ERP非實時庫房變成MES實時的動態庫房，并且實現數據的雙向同步。
六、數字化排產：作為計劃調度和生產管理人員，關心的是如何準時、快速交付生產訂單。這就要求MES不僅需對接ERP無限排產的MRP運算結果，而且需實現APS高級排程，當然這是理想的結果，但在實際應用中，特別是多品種、小批量的產線很少有可以真正實現全自動排產的案例。對此，我們認為，新型的MES需對設備狀態(包括預診斷)、工藝變化、人員情況進行動態數據采集、分析，并需結合生產調度仿真系統中的大數據分析、優化功能的支撐才可能實現理想中的自動排產。但在系統尚未達到這一目標之前、或作為補充，人工參與的排產將更加切合實際的應用，這就需要MES的排產功能中具有便于人工操控的快速排產、插單功能，并將在線工單執行狀態、物料齊套性、設備、治具的占用情況、預判完成周期等信息以實施、在線地呈現以供排產時參考，并具備預警、報錯等輔助功能，以上稱為“數字化排產”。
七、可視化功能：
1、先進的MES產品可視化表現形式已經越來越豐富，點狀圖、線狀圖、餅狀圖、雷達圖、甘特圖、三維圖等都已是基本的功能，而具備與生產過程仿真(優化)、物流、SCADA等數據實現對接、多維度展示生產現狀及預測的可視化，及可與移動端實現數據交互與呈現等功能已成為新型MES的發展趨勢;
2、傳統MES中可視化方式的設置，大多由MES廠家進行二次開發、或本企業的IT人員根據不斷變化的需求去逐個開發水晶報表和看板形式，這已經遠遠不能滿足當前面向智能制造的工廠多變的、個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用者根據當前生產需要而直接進行快速的設置和組態，而且操作靈活、便捷。
八、系統集成能力： 這是智能車間MES的具備智能化功能的特征表現：
1、與信息系統的集成：作為面向智能制造的MES系統，系統集成能力應為重要考量，這包括與SQL、ORCAL等數據庫集成，與PDM(對接BOM、工藝)、ERP(對接計劃、物料)、WMS(對接物流、運輸)、仿真(對接數據)等軟件集成，與IOS、Android移動端集成等;
2、與數據格式的集成：這是上面描述的那些信息集成的技術實現方式，比如：XML 、CSV、TXT、雙方約定的中間表、Web service、開放的API接口等。
九、設備接口能力：近年來，工業互聯網、工業物聯網、工業大數據等已逐步從概念轉型落地，其核心之一就是MES需與各種類型的物理設備進行數據對接。其類型包括下圖所示七個不同物理層的各種設備：儀器儀表、傳感器、AGV、機器人、工控設備、數控裝備、貼片機、AOI等等。一個好的MES系統不但能夠采集這些設備的數據，而且需采用標準化的通用格式。
各種工業總線的集成(例如OPC UA)，其設備通訊協議例如： Profibus、Profinet、Modbus、CC-Link、DF1、SNP、設備專用API、自定義等，還有一些是直接用設備數據格式對接，例如JSON、XML 、CSV、TXT等。
從幾個角度淺述了基于智能制造的新一代MES的一些特征性要求，當然尚無法蓋全，這還將涉及到具有行業特性的材料、工藝分析、診斷、優化等功能。本文旨在期望通過以上闡述，對新型MES的開發及應用起到一定的拋磚引玉的作用。
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