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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。

    4.智能是趋势

    本次工业革命的核心就是智能制造,打造智能化车间,就是要在设备等物理实体、MES等赛博虚体中充分发挥自动化、数字化、网络化、智能化的优势,打造出虚实融合、具有CPS特色的智能化MES系统。

    基于这些年的研究与思考,笔者于2015年提出了智能制造下的“六维智能”理论,并用“六维智能”指导兰光MES的研发与实施,取得了很好的应用效果。“六维智能”是分别从计划源头、过程协同、设备底层、资源优化、质量控制、决策支持等6个方面着手,实现生产过程的自动化、数字化、网络化、智能化的管理与控制。

六维智能

图7 六维智能

    1)智能互联互通

    通过实施设备物联网系统,将车间中机床、机器人、AGV、热处理设备等数字化设备实现互联互通,包括加工程序的网络化传输、设备状态的远程自动采集、工业大数据智能化分析与可视化展现,生产设备由信息化孤岛变为一个个信息化节点,物理设备融入到赛博空间,构成了一个设备层面的CPS系统,这是智能MES的物理基础。

    2)智能计划排产

    通过APS高级排产算法,按照交货期、生产周期等多种排产方式,将每一道工序、分解到每一设备的每一分钟,可最大程度地减少交期延误,以及最大程度从整体上提升设备的有效利用率。只有从源头上做到计划的智能化,才能保证生产过程的有序、高效。

    3)智能生产协同

    十几年来,兰光创新已经为500余家军工等企业实施了设备物联网系统,根据这些一手的数据,我们发现绝大部分企业的机床利用率徘徊在30%左右,远低于日本90%,欧美70-80%的水平。经过分析发现,企业机床利用率低的原因主要原因是串行准备,比如工人忙于编程序、模拟轨迹、找刀、找料、装夹等各种辅助活动,机床真正干活的时间却少之又少。

    早在2009年,兰光创新就提出生产协同的理念,以设备为中心,工人、库房、技术、检验等相关人员并行准备、协同生产,这样,通过智能化的生产协同管理,将串行工作变为并行工工作,从而明显地减少设备等待时间,提升了设备的利用率,缩短了产品生产周期。

    4)智能资源管理

    通过对生产资源(物料、刀具、量具、夹具等)进行出入库、查询、盘点、报损、并行准备、切削专家库、统计分析等功能,实现库存的精益化管理,有效地避免因生产资源的积压与短缺,可最大程度地减少因生产资源不足带来的生产延误,也可避免因生产资源的积压造成生产辅助成本居高不下的问题。

    5)智能质量控制

    困扰中国很多企业的质量问题,不是不能生产出高质量的产品(超过国外的质量偶尔都是可以的),而是产品质量不稳定,找不出规律与原因,企业不知道如何提升。

    通过对熔炼、压铸、热处理、涂装等数字化生产设备进行数据采集与智能化管理,对各类工艺过程数据进行实时监测、动态预警、过程记录分析等功能,可实现对加工过程实时的、动态的、严格的工艺控制,确保产品生产过程完全受控。

    当生产一段时间,质量出现一定的规律时,通过对工序过程的主要工艺参数与产品质量进行综合分析,为技术人员与管理人员进行工艺改进提供科学、量化的参考数据,在以后的生产过程中,避免不好的参数,确保最优的生产参数,从而保证产品的一致性与稳定性。

    6)智能决策支持

    通过对生产过程中的设备、生产、质量、库存等多维数据的采集、分析、挖掘、展现,为各类人员提供科学、直观的各类统计分析报表,为科学的管理提供决策支持与数据支撑。

    兰光智能MES系统正是在以上理论的指导下,结合企业的实际情况,已经成功在众多单位的得到成功应用,并荣获“工业大数据十大创新引领”、“2016年度中国工业软件优秀产品奖”等荣誉。实践证明,这些理念对MES的研发是非常重要的。

    5.落地是关键

    本文初稿完成以后,呈请PLCopen中国组织名誉主席、著名MES专家彭瑜教授审阅。在进行了充分的肯定后,彭教授提出“再好的MES平台和软件,没有结合工厂的实际规划,实施效果未必就好。你们兰光做了那么多军工等企业的MES项目,具有非常丰富的成功经验,能否在实施的落地性方面进行适当补充?”

    彭教授的建议的确非常有价值,企业实施一套MES系统,即便是理论再先进,软件再智能,但如果不能得到成功的应用,对企业而言,结果就是零,甚至是负数,因为这不但浪费了企业大量的人力、财力,而且还影响了企业的正常生产,并严重地打击了企业对信息化的热情与信心,这些损失对企业而言都是难以计量的。

    但现实中,MES实施的成功率是非常低的,这里面的因素很多,限于篇幅,在此就不一一展开。要保证MES系统的成功落地,笔者认为以下三点值得重视。

    1)专案化

    在2016年9月2日“首届工业软件与制造业融合发展高峰论坛”上,时任工信部副部长怀进鹏发表主题演讲中强调:“未来的软件行业将向网络化、平台化、生态化、专案化四个方向转型。”

    作为工业软件的代表,MES系统是高度浓缩工业知识的工业软件,具有最明显的行业特征,无论是MES供应商还是制造企业选择MES系统,专案化是必须要考虑的重要因素。MES供应商不要贪多,企图占领很多不同领域,制造业也不要听信一些供应商的夸大宣传。纵观国内外,MES具有很强的行业特点,除了流程、离散两大行业外,即便是离散行业,也存在机械、电子、服装、汽车等不同行业,行业与行业的特点不同,对软件的差异化要求也很大,不可能像CAD、PLM一样一款软件可以通吃天下。而这恰恰是中国MES软件公司的机会,在自己擅长的领域深耕细作,将行业知识浓缩到软件中,为行业客户提供最专业的服务,就将不畏所谓“国际巨头”的竞争。事实证明,在MES行业,国外品牌并不占据优势,他们项目失败的几率也非常高。

    专案化将是MES软件公司成功的第一因素,也是企业成功实施MES风险最小的选择。笔者曾开玩笑地说:“如果一款MES宣称适合很多行业,只有两种可能,一种是他傻,不懂得MES需要深厚的行业知识;另一种是你傻,他想骗你而已。”

    2)以人为本

    这不是套话,在MES行业,只有真正理解并做到“以人为本”,MES项目才有可能成功,否则你都不知道项目是怎么死的。

    MES不同于ERP、PLM等系统,使用的对象不是工程师等技术人员,大部分是车间工人,相比专业的技术人员,这些使用者在计算机水平方面具有很大的差距,很多人甚至不会使用计算机。如何让这些一线工人能把系统用好,首要的考虑因素就是站在他们的角度,把系统设计的简单实用,不增加他们太多工作量,在他们面前,软件“炫”不是必需品,傻瓜式操作最受欢迎。比如,如何减少每个菜单点击,如何让他们少移动哪怕是1厘米的鼠标距离,这对每天操作很多遍软件的一线工人来说都是福音。

    很多公司经常宣称“我们的MES具有非常强大的透明化管理,让管理者对车间现场进行透明化、精细化管控”。MES系统具有透明化、精细化管理没错,这是基本的功能,但一定不要为了“管理而管理”,一定要记住,MES不只是为管理者使用的,还包括很多的班组长、库房管理、一线工人等,如果让这些直接使用者认为“上MES系统会给我们增加很多工作量,会让领导管控我们更方便”,这套系统的结局基本就是失败的,在连续不断的负面报告,比如:“这系统不好用”、“我不会”、“我要的功能没有”等等,领导会逐渐丧失信心,项目必然会以失败告终。

    任何系统不可能满足全部要求,任何系统不可能让所有人满意,这些问题往往是表象,是借口,其实深层次的问题往往是:增加了他们的工作量,透明了他们的过程,甚至是影响了他们的“权利”。

    这些问题应该如何解决?答案还是以人为本。

    对一线工人,在不增加他们较多工作量的情况下,能明显提升他们收入的系统是最受欢迎的。比如兰光MES通过协同生产管理,生产过程中做到了并行准备,减少了操作工的等待时间及相关的“催要”工作,使设备利用率明显提升,他们的收入明显提高,工人都是抢着用这些系统的。

    很多MES项目的失败,往往不是技术问题,而是因为没有真正体现“以人为本”的思想。

    3)务实性

    MES实施的成功与否,往往与甲方的务实性也有很大关系。有些客户在听到或者看到一些“专家”的“最新理念”后,要求AI、大数据等等这些自己都搞不明白的概念在软件里体现;有些客户希望MES能解决车间所有的问题;有些客户希望成本最低,功能最强,服务最好……

    针对以上客户,软件公司一定要派出资深的顾问对客户进行“调研号脉”,分析出他们存在的主要问题,制订出最有价值的解决方案,并同客户进行深入的沟通。务实性非常重要,项目成功是第一关键考量因素,解决企业的主要问题是项目的基础,让客户认识到很多问题也并非完全靠软件自身能解决的,需要借助制度、管理的配合,确保系统真正成功应用起来,确保为客户产生最大的价值。

五、结语

    作为智能制造的核心,MES在企业智能化转型升级中发挥着越来越重要的作用。但由于MES提出的年代久远,并随着工业4.0、智能制造等新理念日新月异的发展,MES的现有理念已经落后于时代的步伐。一方面,我们既要认真领会MES的真正内涵,挖掘出MES应有的价值;另一方面,我们一定不要拘泥于国外已有定义,要借鉴工业4.0等先进理念,结合中国制造业的现状,与时俱进,勇于提出我们自己的理念,将一些传统的精华、先进的理念融于MES系统中,使MES真正成为企业智能制造的核心使能系统,满足中国制造业智能化转型升级的需求。同时,也本着高要求、促发展的精神,促进MES市场的健康发展。

责任编辑:程玥
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