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面向智能制造的MES與傳統(tǒng)的MES的區(qū)別是什么,一文帶你了解

時間:2018-06-05 16:23:27來源:網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載

導語:?雖然絕大多數(shù)的用戶不會關心MES設計的技術架構,但如果是好的MES產(chǎn)品,需首先必須具備先進的技術支撐(如SOA架構),只有先進的開發(fā)平臺配合上可配置的模塊模組,才可快速構建出符合不同用戶場景的業(yè)務功能。

一、技術架構

雖然絕大多數(shù)的用戶不會關心MES設計的技術架構,但如果是好的MES產(chǎn)品,需首先必須具備先進的技術支撐(如SOA架構),只有先進的開發(fā)平臺配合上可配置的模塊模組,才可快速構建出符合不同用戶場景的業(yè)務功能。試想一下:在制造管理中每個人的業(yè)務愿景和管理風格都不一樣,如果沒有一個強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。這就是為什么西門子、達索等工業(yè)軟件產(chǎn)品大多采用SOA架構的原因,在此基礎上,再配合上MVVM模式的代碼編寫規(guī)則,往往用幾百、數(shù)千個靈活的、低耦合性的基礎模組就能構建出百萬種不同的業(yè)務功能,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的客戶,有必要在選擇MES產(chǎn)品之前,先了解一下支撐產(chǎn)品的底層技術。

二、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、車間設備維護管理的五大基本模塊,當然也應同時包括生產(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)集成和設備接口模塊(另述),否則無法實現(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《數(shù)字化車間通用技術要求》、《智能工廠通用技術要求》中所明確要求的,因此,符合智能車間的MES必須具備以上的基本功能。

三、平臺化

市場上的MES主要分為基于客戶需求的項目級、客制化產(chǎn)品,以及通用的平臺化產(chǎn)品兩種類型。項目級別MES優(yōu)點是:個性化、適用性強、低成本、交付較快,但帶來的缺點是:開發(fā)需求描述中缺少行業(yè)的普遍性規(guī)則,易造成系統(tǒng)不符合多變的業(yè)務需求及行業(yè)規(guī)則,一旦企業(yè)未來發(fā)展后有新的需求,則需要投入大量的二次開發(fā),同時,也將對軟件架構的穩(wěn)定性形成嚴峻的考驗。

平臺化MES產(chǎn)品要求開發(fā)者們能夠深入理解并且熟悉該行業(yè)的實際制造流程,甚至對主要生產(chǎn)工序、工藝也要有深入的了解,而不是僅從程序開發(fā)的角度來設計MES。同時,開發(fā)者們需要按照ISA95等標準規(guī)劃、構建產(chǎn)品,以利于與其它各類標準化的軟件實現(xiàn)業(yè)務關聯(lián)及數(shù)據(jù)共享。優(yōu)秀、資深的平臺化MES企業(yè)首先應該是行業(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、可插拔等技術自由配置系統(tǒng),促使工廠可以快速實施既符合行業(yè)共性,又滿足企業(yè)個性需求的MES系統(tǒng)。因此,在條件允許的前提下,推薦選用產(chǎn)品級的、并具有很好可擴展性能的平臺化MES,雖然前期投入的資金、人力較大,但該類產(chǎn)品的穩(wěn)定性較好、上線應用風險低、并應用周期長。

四、易操作性

隨著IT技術的快速發(fā)展,新的視覺感及操作正在深刻影響著用戶的應用習慣。特別作為基于工廠實際應用的軟件產(chǎn)品,由于用戶是基于車間層,因此更需具備易學、易用、快速上手的特點,如:采用一目了然的界面功能圖標、以流程引擎來推動快速應用的操作方式等,使得在實際應用過程中,每個操作人員進入系統(tǒng)后,無論是熟手還是新手都能快速的進入自己的應用界面、找到自己需要的功能菜單,并明晰與自己有關的全業(yè)務流程,同時可大量采用拖拉、鏈接等類似于Win7、Win10等操作模式實現(xiàn)快速、便捷的組合、拆分、放大、縮小、隱藏等操作。當然,不僅限如此,易操作性還包括美觀、綠色、適用的界面。

五、庫房管理功能

某些MES產(chǎn)品對庫房管理功能較弱,特別是國外MES更是如此,系統(tǒng)只能管控到物料,而將倉庫交給ERP或WMS。在近年智能制造需求的推動下,生產(chǎn)過程對柔性化、動態(tài)性、實時性的要求均有大幅提高,如果MES僅對車間內(nèi)的物料進行管理已經(jīng)無法滿足實際需求,因此,新型MES勢必將向倉庫端延伸,以獲得更多管控、調(diào)度權限,將ERP非實時庫房變成MES實時的動態(tài)庫房,并且實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向同步。

六、數(shù)字化排產(chǎn)

作為計劃調(diào)度和生產(chǎn)管理人員,最關心的是如何準時、快速交付生產(chǎn)訂單。這就要求MES不僅需對接ERP無限排產(chǎn)的MRP運算結果,而且需實現(xiàn)APS高級排程,當然這是最理想的結果,但在實際應用中,特別是多品種、小批量的產(chǎn)線很少有可以真正實現(xiàn)全自動排產(chǎn)的案例。對此,我們認為,新型的MES需對設備狀態(tài)(包括預診斷)、工藝變化、人員情況進行動態(tài)數(shù)據(jù)采集、分析,并需結合生產(chǎn)調(diào)度仿真系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化功能的支撐才可能實現(xiàn)理想中的自動排產(chǎn)。但在系統(tǒng)尚未達到這一目標之前、或作為補充,人工參與的排產(chǎn)將更加切合實際的應用,這就需要MES的排產(chǎn)功能中具有便于人工操控的快速排產(chǎn)、插單功能,并將在線工單執(zhí)行狀態(tài)、物料齊套性、設備、治具的占用情況、預判完成周期等信息以實施、在線地呈現(xiàn)以供排產(chǎn)時參考,并具備預警、報錯等輔助功能,以上稱為“數(shù)字化排產(chǎn)”。

七、可視化功能

1、先進的MES產(chǎn)品可視化表現(xiàn)形式已經(jīng)越來越豐富,點狀圖、線狀圖、餅狀圖、雷達圖、甘特圖、三維圖等都已是最基本的功能,而具備與生產(chǎn)過程仿真(優(yōu)化)、物流、SCADA等數(shù)據(jù)實現(xiàn)對接、多維度展示生產(chǎn)現(xiàn)狀及預測的可視化,及可與移動端實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互與呈現(xiàn)等功能已成為新型MES的發(fā)展趨勢;

2、傳統(tǒng)MES中可視化方式的設置,大多由MES廠家進行二次開發(fā)、或本企業(yè)的IT人員根據(jù)不斷變化的需求去逐個開發(fā)水晶報表和看板形式,這已經(jīng)遠遠不能滿足當前面向智能制造的工廠多變的、個性化的可視化管理需求。新一代MES的可視化功能已可以由應用者根據(jù)當前生產(chǎn)需要而直接進行快速的設置和組態(tài),而且操作靈活、便捷。

八、系統(tǒng)集成能力

這是智能車間MES的最具備智能化功能的特征表現(xiàn):

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)集成能力應為重要考量,這包括與SQL、ORCAL等數(shù)據(jù)庫集成,與PDM(對接BOM、工藝)、ERP(對接計劃、物料)、WMS(對接物流、運輸)、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實現(xiàn)方式,比如:XML、CSV、TXT、雙方約定的中間表、Webservice、開放的API接口等。

九、設備接口能力

近年來,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)等已逐步從概念轉(zhuǎn)型落地,其核心之一就是MES需與各種類型的物理設備進行數(shù)據(jù)對接。其類型包括下圖所示七個不同物理層的各種設備:儀器儀表、傳感器、AGV、機器人、工控設備、數(shù)控裝備、貼片機、AOI等等。一個好的MES系統(tǒng)不但能夠采集這些設備的數(shù)據(jù),而且需采用標準化的通用格式。

各種工業(yè)總線的集成(例如OPCUA),其設備通訊協(xié)議例如:Profibus、Profinet、Modbus、CC-Link、DF1、SNP、設備專用API、自定義等,還有一些是直接用設備數(shù)據(jù)格式對接,例如JSON、XML、CSV、TXT等。

從幾個角度淺述了基于智能制造的新一代MES的一些特征性要求,當然尚無法蓋全,這還將涉及到具有行業(yè)特性的材料、工藝分析、診斷、優(yōu)化等功能。本文旨在期望通過以上闡述,對新型MES的開發(fā)及應用起到一定的拋磚引玉的作用。

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