原創|解決方案|編輯:陳俊吉|2023-07-17 11:55:06.600|閱讀 103 次
概述:隨著電子制造行業中制造執行系統(MES)的廣泛應用,越來越多的制造企業購買或自主研發適合自身工廠的MES產品,以實現智能工廠的目標。
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MES產品的技術架構是一個重要考量因素,盡管大多數用戶可能不會太關注。然而,一個優秀的MES產品首先必須具備先進的技術架構,例如基于SOA架構的開發平臺和可配置的模塊模組。只有在這樣的技術基礎上,才能快速構建適應不同業務場景的功能需求。在工廠管理中,每個人的業務要求和管理風格都有所不同,一些人要求嚴謹,一些人希望靈活,有些人注重管控,有些人專注執行。
如果沒有一個強大的平臺來支撐自由堆疊定制模塊,即使是最好的系統也會崩潰。這也是為什么西門子、達索等工業軟件產品普遍采用SOA架構的原因。在這個基礎上,采用MVVM模式的代碼編寫規則,可以通過數百甚至數千個靈活、低耦合的基礎模塊構建出百萬種不同的業務功能,滿足不同用戶的需求。因此,對于那些有高要求、特別是以實現智能制造為目標的客戶而言,在選擇MES產品之前,了解該產品的底層技術是必要的。
MES系統的功能應該全面涵蓋產品和工藝管理、計劃調度、生產管理、倉儲物料管理、產品質量管理和車間設備維護管理等五個基本模塊,同時還應該包括基礎數據管理、系統管理等其他模塊。對于追求完善的MES系統,還需要具備系統集成和設備接口模塊,以實現車間內各類信息的互通,并支持智能調度、優化和可視化等功能。具備上述功能的MES系統才能為建設數字化車間提供基礎支持。
市場上的MES系統主要分為2種類型:一種是基于項目需求的定制化系統,一種是通用的平臺化產品。定制化系統的優點在于個性化、適用性強、可以根據項目的實際需求定制,然而,不足之處也很明顯,成本高、交付時間周期長,如果企業在未來發展中有新的需求,就需要進行二次開發,比較適合中大型企業,特別是多品種、小批量的生產模式。另外,對于中小型離散制造企業,建議選擇具有良好可擴展性的平臺化MES產品。產品型的MES系統比較具備行業特征,并且前期可以實際看到產品的實際操作,價格會比定制化少的多,實施快,且后期可拓展性強。
平臺化MES產品的開發者們需要深入了解并熟悉各行業的實際制造流程,甚至對主要工序的工藝要求也要有所了解,而不僅僅是從程序開發的角度設計MES系統。同時,開發者們還需要根據生產的實際需求梳理清楚所有工序流程關系,并根據ISA95等標準構建平臺化MES產品,以便與其他各類標準化軟件實現業務關聯和數據共享。以上的產品要求不僅需要開發者們具備廣泛的橫向知識,還需要在應用深度上具備豐富經驗。優秀且經驗豐富的MES企業應該擁有行業專家顧問,他們可以根據行業生產特性的需求,在軟件上通過模塊化、可插拔等技術自由配置系統,促使工廠快速實施符合行業共性且滿足企業個性需求的MES系統。
隨著IT技術的快速發展,新的視覺感和操作方式正在深刻影響用戶的應用習慣。特別是作為基于工廠實際應用的軟件產品,由于用戶是基于車間層級使用系統,因此易學、易用和快速上手成為重要特點。為了實現這一點,MES系統可以采用一目了然的界面功能圖標和流程引擎等操作方式。在實際應用過程中,每個操作人員進入系統后,無論是熟練還是新手,都能快速進入自己的應用界面,并找到所需功能菜單。此外,MES系統還應大量采用類似于Windows 7、Windows 10等操作系統中的拖拉、鏈接等操作模式,實現快速、便捷的組合、拆分、放大、縮小、隱藏等操作。此外,易操作性還包括界面的美觀、顏色、字體及按鈕大小、適用性以及對鼠標和觸摸屏等不同方式的顯示器的適配性。
許多傳統的MES系統只能管理物料,而將倉庫管理交給ERP或WMS系統。然而,隨著智能工廠的建設,對柔性化、動態化和實時性的要求越來越高,僅物料管理已無法滿足需求,因此必須將MES系統延伸至倉庫端,以獲得更多的管控和調度權限。
MES系統在庫房管理方面發揮著重要作用。許多企業之所以失敗并非因為產品或市場表現不佳,而是因為庫存周轉率過低,導致大量原材料、產品和資金積壓。因此,MES系統的設計者必須清晰梳理各類庫房(如原材料庫、電子料庫、裝配件庫、保稅庫、外協庫、線邊倉、物料塔、立體庫、半成品庫、成品庫等)之間的物流關系,并按照ISA95標準構建新一代MES系統,將ERP中非實時的靜態庫房轉變為MES中實時的動態庫房,并實現與之一 一對應、雙向同步。如果ERP系統上線后還需要與WMS系統進行數據對接,將嚴重影響生產計劃的節奏,導致更多的管理資源浪費和孤立數據的產生。因此,一個優秀的MES系統必須具備WMS庫房管理的基本功能,并與ERP系統直接銜接。
作為計劃調度和生產管理人員,最關心的是如何按時快速交付生產訂單。因此,MES系統需要考慮如何與ERP系統中的無限排產MRP計算結果對接,以及如何根據已知的工單數量、產線配置、工序時間、人員分布、生產成本和交付時間等約束條件,在MES系統中實現車間級計劃排產,與主計劃進行對接。同時,MES系統還應提供具有實時工單執行狀態的可視化界面,自動計算工單發料、實際生產數量和庫房實際物料數量的齊套性。
隨著中國制造水平的迅速提高,許多國外所謂的先進制造技術在中國已經落后。例如,以前IT人員根據部門固化的需求開發定制化的水晶報表和看板方式已經遠遠不能滿足中國制造快速個性化生產管理的需求。因此,優秀的MES產品提供豐富多樣的可視化表現形式,如點狀圖、線狀圖、柱狀圖、餅狀圖、雷達圖、甘特圖、漏斗圖、三維圖等。基本要求是美觀、簡潔、且可根據車間的實際需求做動態調整。
MES系統還需要滿足多變的客戶報表需求、企業客戶參觀看板需求以及越來越多的移動端訪問需求等。這些要求需要MES系統具備便捷的組建方式,例如很多傳統企業開會時需要手動去收集大量生產相關數據、人員績效數據等,MES系統中的報表引擎可根據部門需要定制個性化的報表模版,開會時直接一鍵打印即可,節約了大量的數據收集及整理時間。
系統集成在選擇MES系統時是一個重要考量因素,包括與信息系統的集成和與數據格式的集成兩個方面。信息系統集成包括與SQL、Oracle等數據庫的集成,與PDM(對接BOM、工藝)、ERP(對接計劃、物料)、WMS(對接物流、運輸)、仿真(對接數據)等軟件的集成,以及與iOS、Android移動端的集成。數據格式集成是實現信息集成的技術實現方式,如XML、CSV、TXT、雙方約定的中間表、Web服務、開放的API接口等。
工業互聯網、工業物聯網和工業大數據等概念越來越受關注,其核心是讓制造執行系統或其他系統與各種類型的物理設備進行對接,并提取生產測試數據。這些設備包括儀器儀表、傳感器、AGV、機器人、工控設備、數控裝備、貼片機等等。優秀的MES系統不僅能夠收集這些設備的數據,而且采用的數據采集方式應符合國家標準和國際通用格式。系統集成應支持各種工業總線(如OPC),設備通信協議(如Profibus、Profinet、Modbus、DF1協議、SNP協議、設備專用API、自定義等),以及直接與設備數據格式對接(如JSON、XML、CSV、TXT等)。
最后,本文概述了新一代MES系統的一些特點和要求。如果您的企業目前也在進行MES系統的調研與規劃,歡迎訪問慧都網咨詢,或直接撥打023-68661681,我們將安排專業顧問為您解答。
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