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製造執行系統
(美國AMR公司在90年代初提出的執行功能)
鎖定
- 中文名
- 製造執行系統
- 外文名
- manufacturing execution system
- 簡 稱
- MES
- 提 出
- 90年代
- 包 括
- PLC程控器
製造執行系統歷史淵源
MES的使命
製造執行系統是美國AMR公司在90年代初提出的,旨在加強MRP計劃的執行功能,把MRP計劃通過執行系統同車間作業現場控制系統聯繫起來。很顯然,MES自落地之日起,就定義了自身的使命:MES,為連接中樞而生。1997年,MESA(製造執行系統協會)提出的MES功能組件和集成模型,包括11個功能。同時規定,只要具備11個功能之中的某一個或幾個,也屬MES系列的單一功能產品。MES主要是面向企業生產製造層,它能快速實現生產計劃的下達和監控生產計劃的執行。
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受益MES技術的製造行業覆蓋機械、電子、醫藥、化工、通訊等領域,它在縮短製造週期、壓縮在製品、保證產品質量、提高設備利用率等方面發揮着重要作用
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。
伴隨着MES市場的發展,MES廠商猶如雨後春筍般地湧現出來,四路大軍殺入其中。
1、從自動化設備基礎上發展而來的,這些廠商進入MES領域有着天然的優勢,對自動化設備瞭如指掌。這類 廠商的代表有:GE、Siemens、Rockwell等。
洗牌不可避免
最近,從物聯網行業來的MES廠商也成為熱點。由於具有先天的對設備、網絡的理解,這些廠商也在成為一股不容小覷的生力軍,雖然這些公司體量較小,但是他們內置的互聯網基因與基礎研發能力使得他們在MES應用中如魚得水,特別在對疑難雜症的複雜車間具有相對靈巧的技術優勢。深圳的RichonTech在數字車間及定製化MES就是一類。
歷史上,MES行業曾有過一次併購熱潮,是以自動化設備供應商為主角,以便快速進入該行業。如Siemens收購比利時的Compex IT Plant Solutions公司的MES產品proCX,GE Fanuc併購MES軟件產品的供應商Mountain Systems,Rockwell自動化對Enterprise Technology Group、Datasweep的收購。
最直接的本能反應
實際上,這是自動化系統,第一次在工廠中精確地度量了硬件設備與軟件的距離,宣告了一個正在萌芽的全新意圖:自動化供應商離管理,而不僅僅是控制,大大前行了一步。最近開始大熱的工業數字化熱浪,正在將MES的認識和實踐推向另外一個高峯。
工四100術語定義
MES:美國先進製造研究機構AMR定義為“位於上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”。它為操作人員/管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客户需求等)的當前狀態。目的是解決工廠生產過程的黑匣子問題,實現生產過程的可視化、可控化。
製造執行系統不離舞台卻非明星
一手好局,MES的發展卻出乎意料地緩慢。MES從上個世紀90年代開始發展,剛開始主要是在自動化程度比較高的行業得到廣泛應用。如汽車行業、半導體電子、煙草行業,同時也在食品飲料、工程機械、大型離散裝配、家電行業得以推廣。
MES競爭激烈
自動化設備商仍是MES市場的主流供應商,但也難以形成ERP行業的SAP這樣的寡頭。儘管ERP廠商雖然也嘗試進入MES行業,但是,市場拓展效果不佳,很顯然,對資源管理輕車熟路的ERP廠商,對現場控制系統、數據採集,有着與生俱來的生疏和規避。
MES發展緩慢
MES的行業性需求與通用型產品之間的矛盾日漸突出,產品化程度不夠。與ERP不同,MES從產生開始,就是為了解決通用型的ERP功能難以解決的工廠管控問題,因此,即使有多年的發展,MES也無法擺脱行業性對其形成的侷限。如PSI、寶信等專著於鋼鐵行業,即使有雄心向鋼鐵之外的產業發展,受到最近鋼鐵市場的快速萎縮的影響,也難以從主流鋼鐵市場轉向其他行業。行業Know-How是跨不過的門檻。為此一些MES廠商(如西門子)是通過併購來開拓新的行業,例如西門子在2014年收購美國的CamStar,就是為了強化在電子、醫療器械等領域。
MES遇門檻
隨着智能工廠的建設熱潮,對於MES的集成提出更高的要求,縱向集成要求MES不僅與ERP集成,還要求與控制系統進行集成;不僅要求進行數據採集,還希望實現控制參數、工藝標準的下達。這也對MES供應商提出很大的挑戰。
值得注意的一個現象是,儘管MES發展多年,但其產業化規模仍然不足。一個成熟的產業應該是由供應商、服務商(經銷商)和用户組成的,比如ERP、PLM。而最近的MES多是供應商直接面向用户,產業規模還遠遠沒有發展起來。
由於MES的數據表單,來源於工廠的多個角度。因此如果企業自身的工藝資源、製造資源、流程節點不能規範有效的時候,MES廠家將不得不撅着屁股,先幫着企業整理自身的資源數字化。想為客户紡出五彩錦緞,而用户首先搬出的是一堆攪在一起的亂線頭。這對MES廠商往往苦不堪言。
製造執行系統MES的未來
隨着CPS賽博物理系統正在逐步成為指導智能工廠建設的重要因素,物聯網IoT的影響範圍和對象越來越大,MES將對更多的“人、機、料、法、環”的信息進行閉環處理,從採集、傳輸、分析、控制、乃至巨大的提升。
如何利用MES掌握的即時、準確的生產信息成為各MES廠商競相競爭的基礎,例如:對於某些設備管控上移到MES層是充分利用MES掌握在製品狀態的信息,對於AGV由MES系統調度是充分利用MES掌握生產節奏的信息等等,隨着實時工業網絡在製造現場的部署,MES由於掌握最全面、最精細的生產系統信息會顯得越來越重要,同樣地,MES系統所涵蓋的功能也將不僅僅侷限與AMR定義的十一個模塊,MES系統會適時、動態、與時俱進地增加更多有價值的軟件模塊。
典型的應用如設備維修知識庫,工藝異常調整知識庫、最佳實踐(最佳工藝、最佳設備運行參數)等將大幅度提高MES的應用普及,而MES未來將向雲端進行轉移。對於一些製造過程比較簡單的中小企業,基於雲平台的MES不失為一種低成本的解決方案。
製造執行系統MES的功能定義
2、詳細工序作業計劃;
3、生產調度;
4、車間文檔管理;
5、數據採集;
6、人力資源管理;
7、 質量管理;
8、 工藝過程管理;
9、設備維修管理;
10、產品跟蹤;
11、業績分析。
- 參考資料
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- 1. 蓋勒普MES解決方案助力企業實現精細化管理 .eworks.2013年10月8日[引用日期2013-12-13]
- 2. 先進製造技術 .超星發現[引用日期2017-11-19]
- 3. 田丹.MES系統在熱軋產品質量管理中的應用[J].天津冶金,2021(6):54-57
- 4. 饒運清,李培根,李淑霞,朱傳軍,張超勇,金願華,張晴.製造執行系統的現狀與發展趨勢[J].機械科學與技術,2002,21(6):1011-1016