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MES越来越有可能成为工厂运营的核心

工业4.0重新燃起了“工业再发现”之火。许多概念和实践再次被强化,犹如新开局的麻将牌,东风归位,万象重生。在这样一场焦点争夺战之中, MES系统毫无疑问成为众所瞩目的焦点。

智能工厂面临的大规模个性化定制的生产问题,必须由各个系统(PLM、MES、现场数据采集系统等)进行承接和解决。

越来越多的管理者意识到,MES系统正在成为承载工厂核心的运营平台。服务于车间制造是MES的最核心的任务,因此越来越多的企业在新建工厂时,不仅考虑采购先进的设备,也考虑MES如何将工艺研发、品质管控、精益制造、协同供应链等,统一到一起。MES系统已然成为工厂的信息枢纽。

从来没有离开的MES系统,又回来了。凭借工业4.0的强劲之风,此次倍加精神抖擞。

MES的历史渊源

制造执行系统是美国AMR公司在90年代初提出的,旨在加强MRP计划的执行功能,把MRP计划通过执行系统同车间作业现场控制系统联系起来。

很显然,MES系统自落地之日起,就定义了自身的使命:MES系统,为连接中枢而生。

1997年,MESA(制造执行系统协会)提出的MES功能组件和集成模型,包括11个功能。同时规定,只要具备11个功能之中的某一个或几个,也属MES系列的单一功能产品。

伴随着MES系统市场的发展,MES厂商犹如雨后春笋般地涌现出来,四路大军杀入其中。

① 从自动化设备基础上发展而来的这些厂商,进入MES领域有着天然的优势,对自动化设备了如指掌。

② 从专业SCADA、HMI厂商发展而来的,多是从开发人机界面开始,然后扩展MES领域的。

③ 从专业MES发展而来的,这些厂商一开始就专注于行业MES或者MES中的某一项功能。

④ 还有一种趋势是ERP厂商由上向下发展MES。

在这个过程中,大量洗牌是不可避免的

而近几年,从物联网行业来的MES系统厂商也成为热点。由于具有先天的对设备、网络的理解,这些厂商也在成为一股不容小觑的生力军,虽然现在这些公司体量较小,但是他们内置的互联网基因与基础研发能力使得他们在MES应用中如鱼得水,特别在对疑难杂症的复杂车间具有相对灵巧的技术优势。

历史上,MES系统行业曾有过一次并购热潮,是以自动化设备供应商为主角,以便快速进入该行业。这是自动化和软件供应商最直接的本能反应。实际上,这是自动化系统,第一次在工厂中精确地度量了硬件设备与软件的距离,宣告了一个正在萌芽的全新意图:自动化供应商离管理,而不仅仅是控制,大大前行了一步。

而近几年开始大热的工业数字化热浪,正在将MES的认识和实践推向另外一个高峰。

一手好局,MES系统的发展却出乎意料地缓慢

MES从上个世纪90年代开始发展,刚开始主要是在自动化程度比较高的行业得到广泛应用。如汽车行业、半导体电子、烟草行业,同时也在食品饮料、工程机械、大型离散装配、家电行业得以推广。

自动化设备商仍是MES系统市场的主流供应商,但也难以形成ERP行业的SAP这样的寡头。尽管ERP厂商虽然也尝试进入MES行业,但是,市场拓展效果不佳,很显然,对资源管理轻车熟路的ERP厂商,对现场控制系统、数据采集,有着与生俱来的生疏和规避。

MES系统的缓慢发展,恰好跟工业化进程密切相关

MES系统的行业性需求与通用型产品之间的矛盾日渐突出,产品化程度不够。与ERP不同,MES系统从产生开始,就是为了解决通用型的ERP功能难以解决的工厂管控问题,因此,即使有多年的发展,MES系统也无法摆脱行业性对其形成的局限。

与此同时,集成难度是另外一个MES系统难以快速铺展的门槛。随着智能工厂的建设热潮,对于MES的集成提出更高的要求,纵向集成要求MES系统不仅与ERP集成,还要求与控制系统进行集成;不仅要求进行数据采集,还希望实现控制参数、工艺标准的下达。这也对MES供应商提出很大的挑战。

值得注意的一个现象是,尽管MES系统发展多年,但其产业化规模仍然不足。一个成熟的产业应该是由供应商、服务商(经销商)和用户组成的,比如ERP、PLM。而现在的MES系统多是供应商直接面向用户,产业规模还远远没有发展起来。

实际上,MES系统是一个企业信息化程度的体温计。由于MES系统的数据表单,来源于工厂的多个角度。因此如果企业自身的工艺资源、制造资源、流程节点不能规范有效的时候,MES系统厂家将不得不撅着屁股,先帮着企业整理自身的资源数字化。想为客户纺出五彩锦缎,而用户首先搬出的是一堆搅在一起的乱线头。这对MES系统厂商往往苦不堪言。

MES系统的未来

从国外的发展趋势看,已经形成了一批MES软件产品商和行业解决方案商。ERP和MES系统的分工也愈加清晰。企业智能制造的应用焦点已经由ERP转向MES,MES系统已经由ERP的配角转变为生产管家的主角。

随着CPS赛博物理系统正在逐步成为指导智能工厂建设的重要因素,物联网IoT的影响范围和对象越来越大,MES将对更多的“人、机、料、法、环”的信息进行闭环处理,从采集、传输、分析、控制、乃至巨大的提升。

一方面,MES系统将与精益管理思想进行更深入的融合。相比ERP,MES在企业的精益管理思想落地方面更具有可操作性,在汽车、家电等装配行业,借助MES的物料拉动功能,企业已经实现JIT、JIS管理。

另一方面,基于MES的制造大数据的分析处理将成为MES面临的课题和挑战,与ERP层的BI分析处理不同,MES产生的制造数据不仅包括结构化数据,还包括大量的非结构化数据如实时历史数据库、图片等。

在新一代软件技术和工业互联网思维的支持下,MES在内涵中也增加了多个角色功能。

如何利用MES系统掌握的即时、准确的生产信息成为各MES厂商竞相竞争的基础,例如:对于某些设备管控上移到MES层是充分利用MES掌握在制品状态的信息,对于AGV由MES系统调度是充分利用MES掌握生产节奏的信息等等,随着实时工业网络在制造现场的部署,MES由于掌握最全面、最精细的生产系统信息会显得越来越重要,同样地,MES系统所涵盖的功能也将不仅仅局限与AMR定义的十一个模块,MES系统会适时、动态、与时俱进地增加更多有价值的软件模块。

随着对于行业的规范化,知识管理的思想将渗透和融入到未来的MES系统中。

典型的应用如设备维修知识库,工艺异常调整知识库、最佳实践(最佳工艺、最佳设备运行参数)等将大幅度提高MES系统的应用普及,而MES未来将向云端进行转移。对于一些制造过程比较简单的中小企业,基于云平台的MES不失为一种低成本的解决方案。

而随着谷歌眼镜、VR/AR、智能手表的引入,MES系统跟人的连接也将更加频繁和自然。而当下智能制造的许多热点话题,可以从MES本身可以一一展开。

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责任编辑:蒲志琼