在談到數字化工廠時，行業關注的焦點往往集中在自動化和控制系統，那為什么在有自動化系統的基礎上，還要推行MES系統呢？自動化和制造執行系統MES如何為制造企業的數字化轉型打下堅實的基礎？

為了回答這兩個問題，本文將通過一些實際應用場景，帶您了解MES和自動化系統是如何與智能制造技術相結合，助力制造企業實現數字化轉型的。

這些應用場景適用于眾多過程、離散行業，是以自動化和MES為基礎開啟的數字化轉型。

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物料清單、工藝和作業指導書的數字化

物料清單（BOM）定義了制造產品所需的材料和數量，工藝定義了使用的具體步驟，作業指導書提供了制造過程中使用的規范、圖紙、方法、程序等?？偟膩碚f，這些內容包括很多信息，如果是以紙質文件的形式體現，可能會復雜，還不利于保存。

可以將這些信息從紙質文件轉移到MES中，并與自動化系統緊密結合。這些系統的整合使物料清單、配方和作業指導書的管理、傳播、使用和執行變得更加簡單快捷，讓正確的工作人員能夠隨時隨地獲得所需的信息，同時消除了使用紙質文件時常見的人工錯誤。

MES向自動化系統提供物料清單和工藝流程，自動化系統利用這些信息執行配方并消耗指定數量的材料。MES和自動化系統中的算法，允許在必要時調整材料或是使用替代材料，甚至手動添加材料?？傊?，MES和自動化系統消除了紙質文檔和潛在的人工錯誤。

有了MES和自動化系統作為基礎，下一步就是與新一代智能制造技術的結合。IIoT 用于從整個工廠的設備中傳播和收集信息。AR/VR 工具用于向操作員提供基于增強現實的交互式工作指導。人工智能（AI）用于分析數據收集，深入挖掘根本原因，并優化操作和材料。它們以MES和自動化系統為基礎，并隨著智能制造新技術的進步而不斷發展。

MES與自動化系統協同實現生產防錯

除了消除紙張并自動執行物料清單、生產工藝和作業指導書外，MES和自動化系統還可以防止在整個制造過程中出錯。錯誤不僅發生在基于紙面的過程中，還會發生在任何手動執行的過程中。

生產工藝通常涉及多個步驟，其中大部分必須按順序執行，并且只有在前序步驟成功完成后才能開始。MES與自動化和控制系統協同工作，以確保在進入下一步之前，正確、完整地執行前序步驟。

當跳過正常步驟、未按順序執行或根本沒有完成時，就會出現錯誤。在制造操作中，如果需要不同的人在不同地方完成不同步驟，則特別容易出錯。例如，在稱重位置，有人執行材料稱重過程，而在配料罐位置，另一個人執行添加和混合過程，而質量保證實驗室的另一人執行質量分析。讓這些步驟按順序正確執行，確保某個步驟在下一個步驟開始之前完成是極其困難的。但這種同步執行正是MES所做的，也是MES和自動化協同工作如此重要的原因所在。

在與下一代智能制造技術結合的方面，IIoT是實時收集數據的關鍵技術，這樣每個員工都可以立即獲得每個步驟的狀態和結果。數字線程則連接整個工廠范圍內多個區域的每個步驟。數字孿生則收集有關設備運行的詳細信息。AI和高級分析則用于構建預測性和規范性分析，用于協調和優化整個制造過程的運營。

通過數據收集、認證和審批實現質量保證

為了進一步闡述質量保證測試，請考慮可能遇到的各種不同類型的測試，以及該測試通常如何與制造過程交織在一起。整個制造過程中,很多產品使用在線、近線和實驗室組合測試。這意味著需要有幾個不同的測試點，每個地點都有許多不同類型的測試設備和不同的測試人員。

同時，在生產制造過程中，這些測試需要在不同點進行，因此，除非前序測試完成，否則該過程不應進入下一步。直到所有測試都成功完成，證書和簽名都到位，整個制造過程才算完成。

MES與自動化系統一起執行制造過程中的各個步驟，并從執行測試的各個位置和設備收集數據。MES與自動化系統聯鎖以確保所有步驟都能成功完成，并且在前序步驟完成之前，不會啟動下一步。結果是，所有對質量控制至關重要的步驟都按順序正確完成，收集所有必要的數據，并按要求完成帶有簽名的產品認證。

這種情況下，在支持自動化和MES方面，IIoT發揮了更大作用。在整個設施中，有這么多不同設備需要收集這么多的數據，實際上IIoT是唯一選擇。同樣，這也是分析和AI發揮更大作用的領域，因為它們能夠分析所有設備數據，以提供快速而深入的結果，直指問題本質，這樣就可以在問題升級之前解決問題。

物料管理優化工具

通常，企業需要根據質量保證測試結果，對產品或批次進行材料調整。該想法并不是簡單地添加更多材料直至特定水平，而是優化材料，以便盡可能添加最少的材料，從而以最低的成本實現所需的結果。如果需要在制造過程中的不同位置進行多個級別的測試，添加多級別材料，優化會變得更加復雜。

實現真正優化的唯一方法，就是通過MES和自動化系統的一些高級功能，通過算法與MES相連，用于執行最低成本計算，例如推薦需要添加的特定材料。

為了實現這一點，在過程的每一步，MES必須獲得所需的質量保證測試結果，并且必須實現自動化，以準確測量添加到具有嚴格公差要求的特定材料。這些算法以及集成的MES和自動化流程，必須確保能夠快速聚焦于成本最低的解決方案，這主要是因為大多數過程在主配方中的可用添加數量有限。

使用高級分析工具來分析這些大數據集以及彼此之間的相互關系，以了解潛在趨勢，洞悉根本原因，并在潛在問題成為問題之前很久，就深入了解這些問題。這樣做帶來的回報是巨大的，因為我們知道每一種產品或每一批產品，都希望使用盡可能低的成本，生產出滿足產品規格的產品。

集成MES、自動化系統的好處

將MES和自動化系統作為基礎，與生產制造過程緊密集成，可以為制造企業帶來很多好處。使用MES以及自動化系統來提供物料清單和工藝流程數字化、防錯、質量保證測試和物料優化等功能，展示了其它任何方式都無法實現的顯著優勢。

這樣不僅降低了物料和勞動力成本，提高了生產率、良品率和產量，還減少廢料和返工。所有這些都是通過MES系統、自動化系統緊密集成實現的，并利用它們提供專注于制造過程中這些關鍵要素的新功能。

所有新工業4.0技術看起來都非?？?。AI、IIoT、AR/VR和許多其它技術，已在現代制造業中占有一席之地。但它們需要一個基礎，MES和自動化系統就是這個基礎。

MES和自動化是智能制造的起點，可幫助企業持續改善生產運營并在可預期的未來實現重要的商業價值。

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