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MES系统在制造业中的难点及解决方案

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  • 发布日期:2018-07-24 18:38
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详细说明
一、引言

实现工业4.0,必须实现企业内部的生产智能化和自动化, MES系统 是实现企业制造智能化的有力工具。但目前中国的MES系统市场正处于群雄并起,鱼龙混杂的竞争阶段,市场集中度并不高。绝大多数MES系统厂商都是摸着石头过河,跟随客户需求进行客制化开发,于是,在MES系统研发到实施过程中,MES系统厂商们都发现以下难点:MES系统产品难以标准化,项目费用成本高,开发时间长,项目实施难度大,用得好的项目少。

因此,本文详细分析研究MES系统在制造业中的难点,并提出应对的建议和对策,为打算实施或正在实施MES系统的相关企业提供较好的参考和借鉴价值。

MES系统

二、MES系统难以标准化

在同一个行业或者说同一个市场,客户需求往往具有相似性,产品标准化能快速地进行系统开发和实施部署。然而,我们为什么难以做到系统的产品标准化呢?

MES系统的行业特色十分明显,要求研发团队对行业的工艺生产流程有深入和全面理解。即使同一行业,企业的发展也是千差万别的,主要表现以下几点:

1、 智能制造是以MES系统为核心,与ERP、PLM、APS进行对接。开发时必须实现相互协同,形成透明产业链。而ERP、PLM、APS等软件也是定制开发,各不相同,让MES系统的开发也因应而变。
2、 管理层对生产过程管控、数据及时反馈、过程质量控制、产品过程追溯、生产成本问题等有不同的目标要求,MES系统必须有针对性地进行开发。
3、 MES系统的开发是为了实现与企业生产制造流程完美契合,生产流程的差异化要求MES系统必须进行定制开发。
4、 投入标准化研究和顶层规划的人力非常昂贵,大多数MES系统厂商往往迫于生存和短期利益驱动,不愿意投入资金和精力去研究。
5、 MES系统是一种先进的生产管理理念,标准化的MES系统系统必须是科学、规范、细化的生产管理方法。因此,当企业导入这一全新的规范生产管理工具时,必然跟该企业的行业特色、自身特色以及领导者的生产管理方式有所区别。MES系统的导入必须满足到当前的生产管理特色。
6、 MES系统具有很强的行业特点,至今不可能有一个面向全部行业的MES系统软件。

因此,MES系统,实施前还是需要根据企业自身的发展进行定制开发。那么,MES系统能否实现产品标准化?

答案是:能!

三、MES系统该如何实现标准化

智能制造的广泛普及和应用,对MES系统提出了更高的要求,如实现柔性生产、可扩展性、开放性以及能够针对外界环境变化迅速重构、快速响应市场变化。因此,MES系统的标准化应当沿着以下展开的:体系架构的标准化、业务逻辑的模型化和标准化、信息结构的标准化。随着MES系统系统实施方法论的成熟,实施模式和评价策略也在逐步走向规范化和标准化[]。

MES系统体系架构标准化

建立MES系统标准体系架构时,要站在企业经营管理的高度,由顶向下规划MES系统的总体架构体系[],并对模型下的每一个功能模块进行了定义。MES系统标准体系架构分为平台曾、执行层和业务层三部分,要求必须能实现整体过程协同和全局优化,实现不同厂商产品间标准化功能接口,提高MES系统对业务和管理持续变化的适应性。

MES系统的结构图


MES系统业务逻辑的模型化和标准化

由于经营理念、开发目标、产品的成长基础和历程不同,MES系统和经营管理以及其他生产控制系统的边界往往很难清晰界定,导致系统之间和功能模块直接存在着较多的重叠。因此,MES系统厂商应该根据行业不同,把MES系统功能模块进行划分为生产运作管理、库存运作管理、质量运作管理、维护运作管理等4个功能区,并给出这4个功能区的详细活动模型

由于理念、出发点、产品成长基础和成长历程的不同,MES系统和经营管理及生产控制系统的边界往往很难划分清楚,软件系统之间、功能模块之间存在较多的重叠。因此ISA和 ISO/IEC 避开MES系统边界到底在什么地方的争论,针对更广义的制造自动化系统构建参考模型。

MES系统的业务逻辑标准详细定义了系统功能组成及各功能模块之间的相互关系,各厂商的MES系统系统在实现与外部系统的集成时只要满足标准定义的功能关系和数据接口关系就可以实现标准的集成。

MES系统的信息结构标准化

在功能模型的基础上分析了MES系统相关的主要信息类型,辨识出MES系统应该主要考虑的职员、设备、物料、工艺段、生产能力、产品信息、生产计划和生产绩效等8个对象,使用UML定义了这些对象的模型并给出了相应的类及其属性表。采用通用的信息技术标准,实现信息交换机制和交换方式。

MES系统的实施模式和评价策略标准化

主要给出了制造MES系统的实施策略和规范,包指MES系统实施组织架构、实施过程中各阶段的作业规范、过程规范。为导入MES系统的企业和MES系统供应商进行产品咨询服务和实施提供有效的依据。

评价策略的标准化主要定义MES系统投入使用后产品运行的稳定性、 数据的准确性、响应的及时性、数据完整性等技术性能评估方法和指标以及售后服务方式,为企业对MES系统软件产品性能评价提供方向工具,也作为MES系统供应商的售后服务指导方案。

四、MES系统设计与项目实施难点

MES系统系统设计和项目实施,跟产品标准化一样,是一条布满荆棘的路。

1、工艺及生产组织的难点及对策

无论是离散型制造业还是流程型的特点是工艺路线复杂及生产组织管理困难,一个零件往往要经过多道工序加工才能完成。另外生产组织管理也十分复杂,如免检工作中心、报检即报工、首工序送料、辅助班组和工具班组等等。

针对上述工艺加工及生产组织管理特点,分别必须采用不同的设计对策。首先采用RFID技术,解决操作工与班组、操作工与所取加工任务及报工报检、一工序多工步、物料跟踪与验证、批次分拆等数据采集问题;其次PDA结合条码技术解决各种工序加工及生产组织管理流程处理难点及效率问题;再次,在程序设计时,采用嵌入式技术设计终端,采用分层设计技术及多线程同步技术访问与上下层信息接口,实现数据的“上传下达”及信息共享。

2、项目管理风险及对策

MES系统项目的实施涉及到工艺、生产、车间、质量、仓库、采购、计划等企业运营的核心部门,项目实施的范围广、参与人员多、周期长,所以在项目实施前应充分考虑到项目的风险,并寻求资源给予控制。风险主要存在选型不当、需求出现较大偏差、不切实际的期望、业务部门参与度低、不认可和接受工作习惯的改变、数据准备的工作量大以及管理层的支持度低等多方面。

因此,在实施前和过程中,必须有准备地找出解决的对策。


       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       

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