MES的转型：从单体到开放式平台
MES的转型：从单体到开放式平台
今天，制造企业想要的不仅仅是一个制造执行系统；他们想要的是一个工厂IT解决方案，以确保他们在工业物联网（IIoT）时代保持面向未来的竞争力。数字化和脱离传统的MES本身并不是目的：现代数字工厂监控最终会提高竞争力和现场安全性。这就是为什么——和B2C领域一样——开放式平台解决方案在工业B2B领域越来越普遍的原因。
今天的制造业仍然是高度不可预测和竞争的，尽管在方法和手段上有重大进展。以至于典型的制造商必须做得更多，而不是使用最新的噱头来生存。
至关重要的是，制造商应具有多功能性，并不断优化效率，以提高质量和生产率，实现利润最大化。这需要对生产有一个全面的了解，而这一切都需要对关键流程有正确的可视性。一个具有集成MES功能的开放式MES平台起到了至关重要的作用。它可以协调及数字化生产及质量控制、机器集成、工厂维护以及基于准确车间数据的实时分析。
这有助于以更低的成本获得更高的效率，更快的决策和更高的利润，这些都是获得竞争优势和保持业务的关键因素。
什么是制造执行系统（MES）？
制造执行系统（MES）是一个制造管理系统，它可以映射、监测和控制复杂的制造过程。制造执行系统的主要目标是确保有效地执行制造操作并提高生产性能。这样做可以有助于企业实现这些目标。它通过收集和处理整个生产周期的准确、实时数据来实现这一目标。
在功能上，MES–代表制造执行系统–描述了管理、记录和同步执行将原材料转化为中间产品或成品的实时物理过程的自动化系统。其目的是利用MES的控制和功能来实现产品执行和生产的更高效率。
制造执行系统的作用远不止控制硬件，它们还处理质量、库存和制造过程的其他重要部分。这些方面通常是通过MES软件整合这些流程来解决的。
这些扩展并不容易被归类为传统MES的一部分。相反，许多MES行业的分析师将其称为制造运营管理解决方案–或MOM。无论用什么术语，MES软件的工作是报告数据，提供关于车间发生的准确信息，并使制造过程不那么困难。以下是MES系统的一些重要功能。这些功能包括机器数据采集（MDI）、车间数据采集（SFDC）、性能分析、详细调度、可追溯性和文件管理。
MES系统的重要功能
- 机器数据采集/收集（MDC）从不同年代的工厂和控制系统，以及不同的制造商那里获取数据。这些信号被统一起来并可用于评估。干净的数据构成了确定正确的关键性能指标的基础，如整体设备效率（OEE）。
- 生产数据采集（PDA）决定了组织和技术操作数据。一方面，组织运行数据包括，例如，完成一个生产订单所需的工作站和人员数据。另一方面，技术操作数据包含有关机器、流程、操作状态和产出数量的信息。因此，生产数据采集处理的是核心问题： 谁在工厂里生产了什么，什么时候，什么时间？这构成了成本单位会计的基础。
- 绩效分析收集生产中的数据，并将它们编制成有意义的报告。实时生产状态和历史分析都是可视化的。工人可以进行虚拟分析，并进行实时优化。
- ERP系统执行粗略计划，而MES系统执行详细计划。生产计划将生产订单分配给可用资源。因此，生产订单的必要操作被安排，相关资源被确定。由于有了实时数据，瓶颈问题也可以被发现，并且可以对即将到来的交货延迟做出灵活的反应。
- 追踪追溯（可追溯性）实现了产品的跟踪，从而可以在任何时候确定一个产品或部件是如何、在何处、何时生产的。因此，可以满足监管要求，并将产品责任风险降到最低。
- 文件管理将工人在工作过程中需要的所有信息进行数字化、管理和发送。这些信息被准备好并在所需的使用点及时提供。因此，文件管理有助于实现无纸化工厂的目标。同时，可以减少错误，因为数字文件不会在各个制造步骤之间丢失。
为什么MES的功能对制造企业至关重要？
MES的功能支持企业有效地控制和优化其生产。作为运营业务控制和流程控制层面的桥梁，公司可以直接将ERP系统的数据与实时制造数据进行匹配。这为制造业提供了空前的透明度。此外，还可以实时了解机器和系统的情况，在出现问题或发生故障时可以立即进行干预。
除了这些核心功能外，MES还通过提供产品的可追溯性，帮助企业应对和满足各个行业例如制药行业或航空航天行业的法规和准则带来的巨大挑战。此外，还可以用于航空航天、国防和汽车离散制造行业，以及流程制造。这是因为制造执行系统提供了许多基本优势：
- 提高客户满意度
- 提高合规性
- 更好的灵活性和更短的上市时间
- 提高供应链的可视化
- 缩短了生产周期
- 消除了文书工作和手工数据输入过程
- 缩短了订单周期时间
- 降低劳动成本
- 减少了在制品库存
- 提高设备利用率
因此，一个MES系统可以帮助实现时间、成本和质量这三个主要目标。
MES功能如何帮助优化生产流程？
制造执行系统正在彻底改变公司、产品和流程的管理方式。对于许多制造商来说，生存的关键是利用正确的技术来改善制造并保持领先。
制造执行系统提供了通过关键绩效指标（OEE）识别制造中的薄弱环节所需的可见性。通过这种方式，可以确定在可用性、性能程度、甚至质量方面是否存在问题。
示范性的主题可以是：
- 操作人员的能见度和效率
- 质量和产品控制
- 物料/劳动力成本
- 报告和决策
一个强大的MES可以解决这些核心问题，在正确的时间向正确的人提供可操作的数据，帮助他们做出明智的决定并提高运营的可见性。
MES还将整合不同的 “信息孤岛”，并将其解释为生产力的真实情况。这就提高了各个职能部门的效率。这种同步和协调的信息最终促进了对生产活动的严格控制，进而提高了最终产品的质量和首次生产的可重复性。
另外，值得注意的是，MES建立了一个记录和发布信息流程的自动化系统，不仅符合ISO9000的要求，而且还消除了纸质系统中出现的混乱和错误。
制造执行系统的好处
制造执行系统的好处怎么强调都不为过。它们会影响制造商创新和改进运营的能力。使用MES，可以轻松克服常见的制造挑战。
这些好处包括，但不限于：
- 改善质量管理和控制： MES为提高机器效率和解决损失来源提供了数据基础。
- 符合监管要求： MES还能确保产品召回或与监管机构就产品质量和缺陷发生纠纷的风险大大降低。
- 快速而准确的管理报告： MES可以确保公司的每个人都能在需要的时候获得他们所需要的洞察力
- 提高可视性和效率：市场执行系统提供有关正在发生的实时信息的仪表板，因此你可以及早发现问题，保持运营的顺利进行。
- 整体设备效率（OEE），提高机器的利用率。
- 降低成本： MES对底线有奇效：通过减少生产所需的时间，实现直接节约。
- 改善MES的供应链合作： MES确保供应商能够获得准确的数据，使他们更容易进行合作，并使他们的交货与生产过程保持一致。
- 更好更容易的系统管理：云软件MES可以通过将系统维护外包给云MES软件供应商来简化IT，使制造商从相当大的IT负担中解放出来。
- 更好的设备利用率。
为什么开放的MES平台如此重要？
与传统的制造执行系统不同，MES平台提供互操作性，以及与第三方系统合作的能力。因此，在车间获得的数据可以提供给其他系统，从而为工业4.0做出重要贡献。另一方面，传统的MES系统主要是单一的，没有提供与其他系统交流操作数据或机器数据的可能性。这导致了对供应商的依赖、投资风险和交易成本。
工业物联网平台的设计是为了打破与MES相关的供应商依赖性。MES平台确保不受限制地访问在车间收集的数据。为此，MES平台的采集系统和在其上运行的应用程序之间的严格分离是至关重要的。所有系统成员之间的相互数据交换是通过基于标准互联网技术（开放API）的公开记录的网络服务进行的。经典的MES供应商和制造执行系统通常不提供这种服务。
开放式MES平台可被视为经典MES软件的现代发展。例如，现有的制造执行系统可以无缝集成到今天的平台。
单机式和现代MES系统的比较
开放式MES平台有以下特点：
- 客户可完全访问其运营数据，并自行控制访问权限（即数据主权仍在公司内部）
- 整个公司的运营数据都是可用的，包括生产（车间）和计划（顶层- SAP/ERP）
- 将运营数据整合到公司的所有系统中-这是提高生产力、资源效率和降低成本的关键
- 现在和将来都可以访问所有可用的智能工厂应用程序
- 通过对过去运营数据的大数据分析，实现稳定、有效的详细订单规划
- 预测性维护： 大数据分析可在故障发生前确定故障原因
- 投资的安全性和灵活性，因为MES平台对第三方系统是开放的，并为任何智能制造应用提供所有er需要的信息，无论制造商是谁
这与单一式制造执行系统形成对比，后者具有以下特点：
- 客户通过授权的制造商程序访问他们的操作数据。
- 操作数据只在MES世界中可用。生产主要是在IT方面与企业的其他部分隔离开来。
- 数据孤岛与工业0和智能工厂的概念相矛盾–跨工厂和工厂门的智能、数字网络化生产。
- 往往是冗余的数据管理。
- 不可能使用智能工厂的应用程序。
- 用平均值进行详细规划，而这些平均值通常在数小时后就已经过时了。
- 只有通过MES供应商的内部资源才能实现主动的质量保证，如果这些资源是可用的。
- MES中的操作和机器数据收集将客户引入对供应商的依赖和技术死胡同。高投资风险和交易成本。
在工业物联网（IIoT）时代，制造企业关注的是未来十年的正确技术战略。必须用适当的解决方案打破数据孤岛，以提高生产力和盈利能力。为什么开放的MES平台会更好？因为对于即将到来的第三个十年，制造企业需要灵活和可自由扩展的解决方案，以优化他们今天和未来的生产力。
MES平台必须具备的功能
在对一项平台技术进行投资决策时，有三点应该是至关重要的： 该解决方案可以方便快捷地集成到现有的IT架构中，该解决方案通过统一的生产数据模型为所有部门创造全面的透明度和清晰度，该解决方案在所需的IT基础设施方面是灵活的（本地、边缘或云），并且对当前和未来的应用集成是开放的。
为工厂引入数字平台解决方案不一定要复杂或昂贵。解决方案越简单，公司内部的接受度就越高。而启动套件和试点项目有助于使第一步变得高效。
简单 – 对制造业管理者来说，第一步的意义最大： MES平台解决方案必须首先实现IT平台上机器的简单联网，以及连接车间和顶层（ERP – 企业资源规划）。
快速 – 数字化工厂监控的实时速度对所有利益相关者都很重要。平台解决方案必须能够在计算机上生成生产的数字镜像，生产经理和工人可以用它来虚拟分析关键数字，如整体设备效率（OEE），并对其进行实时优化，控制可以用工厂的事实来工作。
灵活性 – 最后，如果解决方案能够提供开放的应用接口（OPEN API），那么拥有开放式工业4.0平台的公司在今天和未来都能保持灵活性。这使得公司能够创建他们的工厂IT架构，并在今天和未来对新的应用程序保持开放。
开放式平台解决方案可满足这些要求，其中基本的MES解决方案已预先安装并可随时使用。两者结合在一起–开放平台解决方案和预装的MES解决方案–创造了随时可以使用的IT解决方案，使企业可以立即开始使用，同时保持灵活性，以整合当前和未来的IT解决方案。
