随着工厂数字化转型的推进,制造企业生产车间的数字化建设正在进行中。制造执行系统(MES)作为重要的工业软件之一,是智能制造的引擎、数字工厂的核心,在技术及新兴势力的推动下,正焕发出新的活力,以MES的生产订单、生产作业、质量管理、物料库存管理为主的精益化生产解决方案正在加快部署中。
I D C发布《中国制造业MES市场份额报告》显示,2020年中国MES软件市场快速增长,软件总市场规模达到30.9亿元人民币,年复合增长率为24.3%。西门子基于其在制造领域出色产品和丰富的行业套件覆盖最多行业,以11.1%的市场份额排名第一;宝信软件凭借其在钢铁行业深度耕耘及对制药行业的拓展,以7.5%的市场份额排名第二;SAP提供从企业资源管理到制造执行的集成解决方案,以7.2%的市场份额排名第三。此外,鼎捷软件、罗克韦尔、黑湖科技、中控技术、上海纽酷等企业榜上有名。
MES应对工厂管理挑战
因为工厂级、车间级管理面临着新的挑战:需要上下游车间的高效沟通,信息的及时性、准确性,随时面临的计划变动,越来越小的任务单元,越来越高的质量追溯要求,管理人员成本的不断升高等。MES从时间空间角度以及业务链条看,是企业管理中的不可或缺的领域和环节。
MES是如何帮助制造企业的车间生产管理实现信息化,加强生产车间产品生产的管理与控制,降低产品的成本,提高生产效率的?
通过“计划”与“执行”密切结合。管理人员可以在最短时间掌握生产现场变化,做出准确的判断并快速提供应对措施,保证生产计划得到合理快速修正,达到现场操作无纸化,车间信息收集的实时化以及生产过程全过程管理。
实现生产过程的有效控制。通过现场终端机进行实时信息收集管理、生产报工、质量检测和预警功能,以及电子看板的物料需求、问题反馈。通过可视化管理实现对人、料、设备等的动态监控,实现生产过程的有效控制。
在实现生产过程信息的可视化、实时化基础上,结合物料管理、设备管理、质量管理,通过二次开发报表与看板,实现生产过程分析,掌握加工生产周期,不断持续改进。
国际上公认的信息化总体架构原则上是将框架划分为3层:PCS层、MES层、ERP层。PCS层为底层,以硬设备为主,主要面向操作工人,实现生产过程操作运转自动化,减少操作工人编制;MES层为中间层,承上启下,以生产运行管理软件为主,主要面向生产管理人员,实现生产管理信息化,以及管理组织的扁平化和紧密化;ERP层为最高层,以经营管理软件为主,主要面向经营管理和决策人员,实现经营决策管理信息化以及管理组织的扁平化和集约化。
MES的发展历程
随着买方时代市场对商品的多元化需求,制造型企业的生产模式逐步从规模化大生产向精益生产和柔性制造转型。MES系统这种聚合计划层和执行端的管理信息系统受到了普遍的青睐。根据MES系统的作用分类,MES系统发展大致经历了三个阶段:
专用MES。为了解决企业在车间维护、设备管理等单一专业上的突出矛盾,第一代专用MES系统得以诞生。但其仅仅解决了生产管理某一个点上的问题,缺乏较为系统的信息化建设规划,容易在横向形成信息孤岛,同时也缺乏与上层生产管理信息化系统的交互。
集成化MES。依托制造业生产能力的不断提升,在产线自动化水平较高、信息基础建设较为健全的制造业领域开始建设集成化MES系统。它横向在一定程度上打通了信息孤岛,纵向可以对接上层事务处理和下层实时控制系统。集成化MES比专用MES迈进了一大步,但也存在系统的定制化性强,在系统扩展方面具有局限性等缺点。
可集成的I-MES。为了提高MES系统的前瞻性和可配置性。伴随计算机编程语言从面向过程逐步转变为面向对象开发,一种面向对象的I-MES开始进入生产管理领域。I-MES系统积极引入组件技术,使得I-MES的每一个模块即能实现上下两层之间的集成,又可以作为一个单独的组件配置。
结语
MES技术的应用,促进了离散制造业信息化建设水平的提升,降低企业生产成本,提高生产效率,满足节能降耗目标,促进绿色制造的发展,同时促进企业精益生产,提高制造企业的信息化与竞争力。
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