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传统MES已经过时,智能制造呼唤新理念

2017/6/29    来源:e-works    专家:朱铎先      
关键字:MES  智能工厂  工业4.0  数字化工厂  
本文分析了MES市场乱象的根本原因,并进一步探讨了在智能制造背景下MES的发展方向。

    2.过时的原因

    笔者认为传统的MES理念已经过时,需要与时俱进。

    1)MES定义时间

    1990年美国AMR提出概念,离现在已经27年了,当时是为了弥补ERP不能对设备层直接进行管控而衍生出的一个新概念。1997年MESA进行了进一步定义,2004年又稍加完善。即便是2004年,离现在也有13年了,MESA在MES定义及概念、目标等方面并没有实质性的改变。

    2)定义不严谨

    MESA规定只要具备11个之中的某一个或几个,也属于MES系列的单一功能产品。这个定义对当时界定哪些模块属于MES范畴有很好的促进作用,但定义的过于宽泛,一个模块就属于MES,11个模块也叫MES,现在市场上功能强大点的MES动辄就十多个MES,比如兰光MES已经研发出20多个功能模块,尽管功能非常强大,但也只能叫MES(委屈啊)。笔者认为,这是造成今天MES市场混乱的根本,按照MESA的定义,一个模块也叫MES,因此,做条码的公司开发个软件就可以叫MES系统,做物料的开发一个库存模块也可以叫MES,这都不能说人家不对,的的确确是符合MESA定义的。所以说,MESA标准定义的不严谨,是市场上MES系统鱼目混珠的根本原因。

    3)没有与时俱进

    前文提到MESA对企业实施MES后的效果指标,比如“减少数据录入时间,通常达到75%或更高;减少文档间的传递,达到平均61%;减少纸面文档,达到平均56%”等等。笔者认为,这些指标也严重过时。试问,在当今CAD/CAM/DNC/PLM/ERP等系统大量应用的今天,很多纸面的工作已经早已给取代,哪里有这么多纸面的录入、传递等工作?很明显,这些指标也是90年代的指标。但令人哑然失笑的时,这些指标还经常被一些公司甚至是专家引用,这些数据真的权(guo)威(shi)吗?

    MESA对MES的定义已经十多年没更新了,但近年来,全球兴起了智能制造的浪潮,工业4.0、物联网、云计算、大数据、CPS等理念近几年层出不穷,这些理念必将对制造也产生重大影响,但作为承上启下,处于智能制造核心的MES系统,其定义根本就没有体现出来这些理念,以前的MES定义属于典型的工业3.0以前的概念。如果软件公司按照这些理念研发,或者制造业引进这些理念指导下的MES,用工业3.0以前的系统,如何体现智能制造的核心?又如何促进企业智能制造的转型升级?这分明是几十年前的MIS系统嘛,(制造信息系统--Manufacturing Information System,叫Manufacturing Integration System,制造集成系统,都不算不上),用20多年前的理念推动日新月异的智能制造,难道您感觉不是个笑话吗?(此处只能“呵呵”,不能“哈哈”,是涵养问题)

    3.已有尝试

    如何根据中国制造业的实际情况,结合工业4.0、智能制造等新理念,丰富MES的内涵与拓展MES外延?笔者在这些年里做了一些研究与探索。

    比如,早在2009年,笔者就提出,MES系统不是一套简单的信息化系统,MES是有灵魂的,那就是精益生产,并强调指出,精益生产是MES的精髓,MES是精益生产落地的载体。

    2014年,笔者发表《离散行业MES选型“三忌”》一文,第二忌就是切忌将MES平庸化,将一两个模块就叫MES,这种过低的要求会误导制造企业,影响MES的健康发展。

    2015年,笔者提出“六维智能理论”,从六个方面打造以智能MES为核心的智能工厂,该文被新华网、网易等众多媒体转载,成为很多制造企业进行智能制造的重要参考。

    在智能制造的大潮中,笔者认为无论是制造企业,还是MES公司,都应该具有一定的前瞻性,要打造一套基于3.0,面向4.0的MES系统,而不仅仅满足于一套传统的信息化系统。

四、智能制造背景下MES的发展方向

    在MES定义不严谨,理念不够与时俱进的情况下,在智能制造浪潮一浪高过一浪的今天,在制造企业亟待转型升级的期盼中,中国的MES市场应该如何发展?应该如何在摸索中前行?如何更好地支撑制造业对智能制造的需求?

    作为潜心研究十多年MES的兰光创新认为,除了在平台化、云计算、移动互联等计算机技术进行拓展应用以外,作为MES方案的提供者,我们更应该站在制造业使用者的角度,以中国制造2025为宗旨,以精益生产为主线,以两化深度融合为突破口,参考德国工业4.0等先进理念,结合企业实际情况,建设基于工业3.0,面向工业4.0、体现CPS特点的智能MES系统,构建“生产精益化+设备自动化+管理信息化+人员高效化”的“新四化”智能车间,为制造企业智能化转型升级奠定坚实的基础。

    站在制造业使用者角度,从功能上讲,将来的MES要体现出以下特点。

    1.回归本质

    MES之所以叫制造执行系统,非常强调“执行”二字:一方面,将ERP的生产计划根据车间实际情况,将每一工序分解到每一设备、每一分钟精细执行,并实现透明化的精确管理;另一方面,在车间内部,形成计划排产、作业执行、数据采集、在制品管理、库存管理、质量管理等一个全闭环管理,环环紧扣,而非简单的一个数据库管理系统。

    精准化、精细化、协同化是MES的重要特点,否则生产无法高效、高质的运行。那种通过凭经验、靠感觉进行计划制订、现场管理的信息化系统,称之为MES,从一定程度上讲是名不副实的。

    2.贯穿精益

    在迈向工业4.0过程中,我们经常讲:“2.0补课,3.0普及,4.0示范”,那么2.0到底是要补什么,3.0到底是要普及什么?笔者认为,除了实现对自动化、数字化、网络化等这些大家能看到的软硬件装备以外,更重要的是补上、普及我们欠缺的工业文明,比如员工的技能、素养,企业管理的模式、方法以及社会上的契约精神、合作精神等等,而作为工业3.0最精华的精益生产,是制造业所必须补上、必须普及的重要部分。

    在MES系统中一定要充分体现精益生产的理念,通过MES这个信息化手段与工具,促进精益生产在企业中的进一步落地,比如:

    *准确分析非增值劳动,提高生产效率、进行有效质量管理、降低生产库房、工具等辅助成本。

    *科学准确自动排产、合理解决紧急插单等问题、确保生产计划最优。

    *实现目视化管理、信息最大程度透明化。

    *生产过程控制,实现产品“流”的生产。

    *实现生产数据及时、准确反馈,提供科学决策基础。

    3.体现CPS

    德国人认为工业4.0是以智能制造为主导的第四次工业革命,通过CPS等先进手段,将制造业向智能化转型。

    《中国制造2025》也是强调“以提质增效为中心,以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向”。

    我们从这些表述中可以看到,无论是德国工业4.0还是中国制造2025,均是以智能制造为主导(或者叫为方向),以CPS技术为技术手段。

    作为智能制造核心的MES系统,必须要体现以CPS为特点的智能制造。

    德国人认为:“在制造业领域,CPS系统包括智能机器、存储系统和生产设施,能够相互独立地自动交换信息、触发动作和控制。CPS将推动生产对象直接或借助互联网通过M2M(Machine to Machine,机器对机器)通信自主实现信息交换、运转和互相操控。”从本段**们可以了解到,对车间中的机床、机器人等各类数字化设备进行互联互通,就是德国人认为的CPS在车间的具体应用。

    在日前工信部发布的《信息物理系统白皮书(2017)》中,工信部信软司副司长安筱鹏博士在序言《关于CPS的几点思考——CPS是什么?如何看?怎么干?》中明确指出:“由传感器、控制终端、组态软件、工业网络等构成的分布式控制系统(DCS)和数据采集与监控系统(SCADA)是系统级CPS,由数控机床、机器人、AGV小车、传送带等构成的智能生产线是系统级CPS,通过制造执行系统(MES)对人、机、物、料、环等生产要素进行生产调度、设备管理、物料配送、计划排产和质量监控而构成的智能车间也是系统级CPS。”从中可以看到,在智能化车间里,CPS并不神秘,具有互联互通功能的智能化生产线就是一种CPS,智能化的MES也是一种CPS,两者结合在一起,以数字化设备、设备互联互通系统、MES系统组成的整个智能化车间就是一个更高级的CPS系统。

    因此,在MES中要体现CPS特点,车间中设备的互联互通是基础。

责任编辑:程玥
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