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MES之我见----MES实施项目的规划、计划与实施

2017/9/19    来源:e-works    特约撰稿人:纪多斌      
关键字:MES  实施  
伴随着数字化制造的浪潮,越来越多的制造企业开始在生产部门部署实施MES系统,以期获得生产效率的提升,从而获得在一定阶段内的产品价格竞争优势。实际在一些企业部署MES后,其并未能兑现上述美好的期望,甚至出现MES部署项目执行不下去的窘境。究其原因往往在于未能做识别企业自身特点,过于盲目夸大制造业数字化所带来的效益,完全是领导层的政绩工程等。本文将根据自身经历的MES实施项目,阐述个人对这些问题的理解及自己的观点,限于个人经历,文中所述观点必不完善,欢迎指正。

    下面的内容也全部是个人经验总结,因而只能是姑妄言之,姑妄听之。

    1. 规划

    在具体的执行之前,一个高层次的规划对阶段性的实施MES非常有指导意义。这个规划是基于对工厂评估后的有价值信息而生成的。如工厂有哪些车间,每个车间自动化程度如何,哪些车间间存在接口等,都属于此类可用于规划的信息。

    一般而言,MES实施比较推荐的路径是先确认整个项目的可行性,再进行推而广之。因而比较理想的做法就是在企业内部受控的过程中,围绕产品选择相关各个车间的产线进行部署。举例而言,某装配件某装配件涉及两个注塑产品,一个冲压产品,那么最理想的做法就是选出注塑车间的相应注塑设备,冲压车间的相应冲压设备,装配车间的相应装配线,按照打包的方法,验证整个MES的可行性。这样做的另一个好处是可以帮助在后期进行规模化部署时,有效预算和控制成本。毕竟,任何成本预算,能列出的都是一些已知费用,而对于一些意外所造成的成本,很难用成本储备去控制的,更何况很多企业根本不给成本储备。人月神话,不只发生在软件开发行业,至少系统部署行业也一样多例子。

    规划的另一目的也是在于确定整个MES部署的范围和可行性的试飞的小范围。在范围确定后,按照产品线和车间划出清晰的图表,如下图。

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    根据这个图表,很容易选择出产品5的产线作为小范围试飞的对象,而在此同时我们也可以对半自动线和手动线将来再进行MES部署时候可以做哪些事情,做到心中有数。比如对半自动线的升级改造,使之全自动化以适合MES部署;或者对于手工线安排相应的传感器、以达到和MES系统整合的目的。对这张图进行统计也可以识别出每条产线的重要程度,若是再能结合每个产品在企业中的权重加以统计,那么可以优选出最值得部署的产线来进行试点,并且也可以统计出最合适的部署范围,以最小成本实施MES。

    这里再补充一点,规划这件事不是一蹴而就的,定期把MES项目的规划拿出来Review,增补上近阶段变化的内容,对规划做相应的调整能有效指导相应阶段的计划。毕竟MES项目是要从一台台的连接设备开始的,因而MES的实施也基本上都是分阶段的,每阶段完成相应设备的整合。

    2.计划

    计划算是阶段性执行的具体行动方案,需要澄清本阶段将完成的任务,如连接具体哪些设备,定制开发什么样的HMI等细节内容均需要在计划得到体现。这段工作任务从软件和硬件的角度可以分为两块,及设备连接和软件开发。设备连接的工作主要由电气工程师完成,网络协议的匹配,选择合适的接口盒子,采集数据入库等。软件开发则是最要负责数据库的搭建,MES前端界面的开发,部分HMI的开发,功能模块开发等。

    这里需要提一下的MES数据库的设计的两个问题。其一,是否设置数据库Cache服务器;其二,数据库设计的内部关系。第一个问题,这依赖于客户工业网络的健壮性,网络健壮可靠,或者设备自身具有缓存保存一段时间的数据,这时候其实不需要搭建CacheServer。第二个问题,数据库设计是个仁者见仁智者见智的事情,一般推荐是设备表和数据表分开,数据表按照设备类型划分成多种,同种类型的设备用一张表或同表头的一类表。如,注塑机因型号不同可能每台设备采集到的数据种类并不完全相同,这时候需要与负责设备连接的电气工程师协调只采集特定的需要的数据,对于缺少的想法通过增加传感器补足,对于不需要的数据直接裁剪掉。由此而引出值得思考的则是对于数据库的选型,Cache sever推荐用时序型小数据,主数据库则还是推荐用主流的关系型数据库。

    计划也需要考虑两方面需要协调的内容,特别是在联机调试的阶段,因而识别这两部门的接口就显得尤其重要。通常推荐第一阶段协作处理确定好数据库设计,进入第二阶段软件和硬件团队可考虑独立工作,分别解决机器连接和功能模块,前端界面开发的工作,第三阶段则是联机调试和协作开发HMI部分。设备连接工作基于结果比较容易判断,基本就是0和1。软件开发工作因其特点需要更多花费精力与最终用户沟通,UI的易用性、模块和数据库的健壮性对实施成败影响很大。如果展开单独就软件开发就能写很长的内容,这里也不在赘叙。

    3. 执行

    这里不谈按照计划去做准备完成的工作,只看看执行中会遇到哪些根源性问题。
   
    MES系统的部署时对工厂生产管理的变革,既然是变革必然会触动一些利益。MES项目多数死在执行上的原因就有触动了一些利益。举例而言,因为MES的部署,产线的原材料利用率透明了,产生的废料数量也就透明了,不再需要线上拉长、车间主任去手工报废品率了,看似是MES带来的优势,但在不知不觉中也触动了相应的利益。当这些关键干系人由积极或中立态度转变为消极态度时,没有决策层的支持,MES是再难推进一步了实施MES。如果连机器都不能接,MES吹的再好也只是空中楼阁了。当让也不全是阻力,也有化阻力为动力的例子,而且绝对属于无心插柳类型,工厂做成本核算的会计,本没考虑成为利益干系人的角色,却因为MES系统的部署帮助她三番五次跟产线拉长确认数据核算成本,转向直接可以自动拉出材料消耗快捷计算成本,而且其准确度远高于之前口口相传的数据,说白了过去全靠蒙,现在有数据了。诸如设备利用率、人员效率更透明都是在规划是就能看到的,因而对于收益与这些数据的人,其态度也是支持,只是因为预期冲淡的效果远不如前者的支持强烈。

    MES团队内部意见的统一很重要。MES项目实施很多时候需要依赖具体工厂的配合,涉及最多的人群是工厂的电气工程师,机修工程师和制造工程师,特别是电气工程师需要配合完成设备连接的许多事情,因而基本可以算是团队成员。实际情况却常常是给这些人开工资的却是工厂的高层。因而很多时候对于MES的态度,他们通常是配合,按照老板的指示配合,这种配合是非常弱的协作关系,对他们而言,MES的优先级也远不如其它被安排的事情。如果这时候再是将软件开发外包给第三方开发商开发的,几乎很容易就陷入了群龙无首的装填,一旦陷入,就再难统一意见,MES实施项目也成为了人月神话。

    末了写点自己的感受,对于这类东西常常自我感觉胸中有千言,笔下却难有一个,细想来还是自己的知识不够体系化。这篇也就写了想说的十之一二,一点点关于评估和实施的理解。打算继续写写几款熟悉的MES软件的比较及常用MES功能模块的理解。再次重申,这只是一点自己的理解,姑妄言之姑妄听之,欢迎不同见解的指导。

责任编辑:郑倩
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