目前全國大大小小、各行各業(yè)的國產(chǎn)MES就有數(shù)百家,國外的MES也有很多,如何在這些MES企業(yè)里找到適合自己的MES產(chǎn)品?如何參考國內(nèi)外先進(jìn)的MES來提升自己的MES?希望本文對此起到拋磚引玉的作用。
1.技術(shù)架構(gòu)
雖然絕大多數(shù)的用戶不會關(guān)心MES設(shè)計(jì)的技術(shù)架構(gòu),但如果是好的MES產(chǎn)品,需首先必須具備先進(jìn)的技術(shù)支撐(如SOA架構(gòu)),只有先進(jìn)的開發(fā)平臺配合上可配置的模塊模組,才可快速構(gòu)建出符合不同用戶場景的業(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,有的要求嚴(yán)謹(jǐn)、有的希望靈活,有的注重管控、有的專注執(zhí)行,如果沒有一個(gè)強(qiáng)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(tǒng)都會崩塌、宕機(jī)。
這就是為什么西門子、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)建出百萬種不同的業(yè)務(wù)功能,讓眾口不再難調(diào)。因此,對于有高要求、特別是以面向智能制造為目標(biāo)的客戶,有必要在選擇MES產(chǎn)品之前,先了解一下該產(chǎn)品的底層技術(shù)?! ?br />
2.基本功能
從功能涵蓋性上而言,功能全面的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。而面對智能制造的MES,還必須具備系統(tǒng)集成和設(shè)備接口模塊(另述),否則無法實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)部各類信息互通,并支撐智能化車間所需的智能調(diào)度、優(yōu)化、可視化等功能。這也是即將發(fā)布的國標(biāo)《數(shù)字化車間通用技術(shù)要求》、《智能工廠通用技術(shù)要求》中所明確要求的,因此,具備以上功能的MES才具備了建設(shè)智能車間的基礎(chǔ)條件。
3.平臺化
市場上的MES主要分為基于客戶需求的項(xiàng)目級、客制化產(chǎn)品,以及通用的平臺化產(chǎn)品兩種類型。項(xiàng)目級別MES優(yōu)點(diǎn)是:個(gè)性化、適用性強(qiáng)、低成本、快速交付,但帶來的缺點(diǎn)是:開發(fā)需求描述中會缺少行業(yè)的普遍性規(guī)則,容易造成系統(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)未來發(fā)展后有新的需求就需要投入大量的二次開發(fā),這對軟件架構(gòu)的穩(wěn)定性也是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。所以在條件允許的前提下,推薦選用產(chǎn)品級別的、并具有很好可擴(kuò)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(chǎn)品的穩(wěn)定性也將有很大的保障,降低了上線應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)、并大大延長了產(chǎn)品的應(yīng)用期?! ?o:p>
4.應(yīng)用性
平臺化MES產(chǎn)品要求開發(fā)者們能夠深入理解并且熟悉各行業(yè)的實(shí)際制造流程,甚至對主要工序的深入到的工藝也要了解,而不是僅從程序開發(fā)的角度來設(shè)計(jì)MES。
同時(shí),開發(fā)者們更要根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求將所有的工序流程關(guān)系梳理清楚,并按照ISA95等標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建平臺化MES產(chǎn)品,以利于與其它各類標(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。以上的產(chǎn)品需求不僅需要開發(fā)者們具有橫向的廣度,而且在應(yīng)用深度上也是選型的重要考量。優(yōu)秀、資深的MES企業(yè)應(yīng)該具備行業(yè)專家,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),促使工廠快速實(shí)施既符合行業(yè)共性,又滿足企業(yè)個(gè)性需求的MES系統(tǒng)?! ?o:p>
5.易操作性
隨著IT技術(shù)的快速發(fā)展,新的視覺感及操作正在深刻影響著用戶的應(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,由于用戶是基于車間層,因此需具備易學(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)、以流程引擎來推動快速應(yīng)用的操作方式。在實(shí)際應(yīng)用過程中,每個(gè)操作人員進(jìn)入系統(tǒng)后,不管是熟手還是新手都能快速的進(jìn)入自己的應(yīng)用界面、并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,并大量采用拖拉、鏈接等類似于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,不僅限如此,易操作性還包括美觀、綠色、適用的界面以及既適用鼠標(biāo)又適用與觸摸屏等方式的顯示器等?! ?o:p>
6.庫房管理功能
大多傳統(tǒng)的MES只能管控到物料,而將倉庫交給ERP或WMS進(jìn)行管理。但在近些年智能工廠的建設(shè)中,由于生產(chǎn)對柔性化、動態(tài)性、實(shí)時(shí)性的要求更高,MES僅對物料管理已經(jīng)無法滿足這一需求,因此勢必將向倉庫端延伸,以獲得更多管控、調(diào)度權(quán)限。MES的一個(gè)重要作用是把各類庫房高效有序地管理起來。因?yàn)楹芏嗥髽I(yè)的隕落不是其產(chǎn)品或者市場做的不好,而是其過低的庫存周轉(zhuǎn)率導(dǎo)致大量原料、產(chǎn)品、資金積壓而造成的。MES的設(shè)計(jì)者必須將其中包括的:原材料庫、電子料庫、裝配件庫、保稅庫、外協(xié)庫、線邊倉、物料塔、立體庫、半成品庫、成品庫等最基本的物流關(guān)系梳理清楚,并按照ISA95標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建新一代MES,以便把ERP非實(shí)時(shí)的靜態(tài)庫房變成MES實(shí)時(shí)的動態(tài)庫房,并且與之一一對應(yīng)、雙向同步起來。
如果上了ERP系統(tǒng)還要在用WMS系統(tǒng)去和制造的數(shù)字化數(shù)據(jù)對接,這將嚴(yán)重影響到生產(chǎn)計(jì)劃的節(jié)拍,造成更多的管理資源浪費(fèi)并產(chǎn)生更多的孤島數(shù)據(jù)。所以一個(gè)好的MES系統(tǒng)必須覆蓋WMS庫房管理的基本功能,做到與ERP直接銜接?! ?br />
7.數(shù)字化排產(chǎn)
作為計(jì)劃調(diào)度和生產(chǎn)管理人員,他們最關(guān)心的是如何按時(shí)快速交付生產(chǎn)訂單?這就要求MES系統(tǒng)考慮如何對接ERP里面的無限排產(chǎn)MRP運(yùn)算結(jié)果?如何根據(jù)已知的工單數(shù)量、產(chǎn)線配置、工序時(shí)間、人員分布、生產(chǎn)成本、交付時(shí)間等約束條件做出MES里面的自動APS高級計(jì)劃與排程?如何一目了然的在APS數(shù)字化排產(chǎn)界面中看到動態(tài)的工單執(zhí)行狀態(tài)?如何自動計(jì)算工單發(fā)料、生產(chǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)量和庫房實(shí)際物料數(shù)量的齊套性?如何將自動APS高級計(jì)劃與排程數(shù)據(jù)發(fā)送到仿真系統(tǒng)進(jìn)行全面的模擬生產(chǎn)和閉環(huán)優(yōu)化排產(chǎn)?
很多企業(yè)在數(shù)字化都沒實(shí)現(xiàn)的情況下就過高的要求上全自動排產(chǎn),結(jié)果導(dǎo)致大幅的人力資源投入、并引發(fā)利潤被這些增加的成本蠶食。反之毫無數(shù)字化要求的紙質(zhì)人工排產(chǎn)勢必讓企業(yè)離智能制造的趨勢漸行漸遠(yuǎn),最后徹底掉隊(duì),失去了中國制造2025這個(gè)彎道超車的機(jī)會和政策紅利。以上這些數(shù)字化自動排產(chǎn)的基本要素都是大家選擇一個(gè)適合的MES產(chǎn)品的依據(jù)?! ?o:p>
8.可視化功能
隨著中國制造水平的突飛猛進(jìn),以前很多國外的所謂先進(jìn)制造技術(shù)在中國已經(jīng)嚴(yán)重落后了。比如傳統(tǒng)的IT人員根據(jù)使用部門固化的需求去開發(fā)一個(gè)個(gè)水晶報(bào)表和看板的客制化模式,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今中國制造快速的個(gè)性化生產(chǎn)管理需要。再比如以前單調(diào)乏味的報(bào)表&看板的格式內(nèi)容,早就難以滿足現(xiàn)今客戶的要求和品位。好的MES產(chǎn)品可視化表現(xiàn)形式已經(jīng)越來越豐富:點(diǎn)狀圖、線狀圖、柱狀圖、餅狀圖、雷達(dá)圖、甘特圖、漏斗圖、三維圖等都不在話下?;疽螅好烙^震撼、一看就懂、信息全面?! ES的可視化功能還要滿足多變的客戶報(bào)表要求、靈活的用戶參觀看板需要,越來越多的移動端訪問數(shù)據(jù)等,這些都在要求MES可視化背后的技術(shù)必須是便捷的組建方式:智能化可配置、客戶可任意搭建、自由拖拽方式、所見即所得等。
9.系統(tǒng)集成能力
這里所說的系統(tǒng)集成包括兩個(gè)方面:
(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 Server、Oracle等數(shù)據(jù)庫集成,與PDM(對接BOM、工藝)、ERP(對接計(jì)劃、物料)、WMS(對接物流、運(yùn)輸)、仿真(對接數(shù)據(jù))等軟件集成,與iOS、Android移動端集成等。
(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、開放的API接口等?! ?o:p>
10.設(shè)備接口能力
最近工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)等概念越來越多的被大家提及,說白了其核心就是讓制造執(zhí)行系統(tǒng)或其他系統(tǒng)去和各種類型的物理設(shè)備做虛擬對接,并提取到生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)。類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)不但能夠收集這些設(shè)備的數(shù)據(jù),而且采用的收集方式也是以符合國標(biāo)要求和國際標(biāo)準(zhǔn)的通用格式為主。在MES選型時(shí)請注意考察其數(shù)據(jù)采集的規(guī)范性和可拓展性,而不僅僅是達(dá)到暫時(shí)的目的。各種工業(yè)總線的集成(例如OPC),其設(shè)備通訊協(xié)議例如:Profibus、Profinet、Modbus、 DF1協(xié)議、SNP協(xié)議、設(shè)備專用API、自定義等。還有一些是直接用設(shè)備數(shù)據(jù)格式對接,例如JSON、XML、CSV、TXT等。
原文刊載于《制造業(yè)ERP與MES實(shí)施》公眾號平臺