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典型MES软件及其功能模块介绍
[来源: ] [ 浏览点击:531 ] [ 发布时间:2017-02-16 ] 字体:[ ]

引言:

当中国制造业正在从野蛮扩张的“量”为先的阶段开始向注重质量效率和生产力的“质”为先的阶段步履蹒跚时,工业4.0理念的隆重登场以重燃“工业再发现”之势而大大推进了这一进程。智能工厂面临的大规模个性化定制的生产问题,必须由各个系统如PLM、MES和SCADA等进行承接和解决。毋庸置疑,MES做为智能工厂的运营管理层软件成为承载工厂的核心运营平台和信息枢纽,因此越来越多的企业在新建工厂和给老厂做智能工厂升级时,不仅考虑采购先进的设备,也开始引进MES将ERP、生产自动化、精益生产、质量管控和协同供应链等统一到一起。

有行业内专业人士感慨,现在规模以上的最终用户只有两种:一是已上或正在上MES的;一是正在计划上MES的。在2025年之前,MES在规模以上企业的渗透率有望从目前的1%以内扩张到20-30%左右。但在当前阶段,智能工厂或MES软件对整个市场来说还是一个新鲜事物,客户对自己想要什么还很难有一个系统性的构想,因此我们有必要对市面上的MES提供商和MES的基本功能模块做一个初步的梳理。这样企业在上MES时,可以做到先明确企业需求,着眼于最核心的管理痛点,结合MES的系统架构,从小处来着眼,从整体来规划。企业可以采取务实的做法即先选择上MES的两三个基本模块解决目前最核心的痛点,后续再根据企业的发展和需要来扩展MES系统。

目前市场上知名的MES提供商:

国际上MES提供商大都是于某一个行业发展起来的,他们选择独立发展或被大的自动化厂商并购整合。背后的原因也比较清晰,软件业务可以加强对客户的黏性和附加值,但和硬件商联盟则可以放大业务规模和商业模式,而且自动化厂商因此成为一个完整的智能工厂整体解决方案提供商,相应地提高了他们的综合竞争力。

施耐德电气MES:施耐德电气于2012年收购了Invensys英维斯,而Wonderware软件是英维斯资产中最璀璨的一颗明珠。Wonderware名下的InTouch是全球市场占有率最高的SCADA软件(InTouch是工业软件的鼻祖,其创始人后来又创办了被SAP收购的Lighthammer以及被PTC收购的ThingWorx)。

Wonderware软件公司成立于1987年,是全球领先MES软件平台供应商之一。Wonderware总部设在美国加州的Lake Forest, Wonderware MES提供以系统平台为基础的,可逐步添加的功能模块,包括:生产管理模块、设备绩效模块、生产质量模块、工作流管理模块、能源管理模块和企业集成模块等。Wonderware MES软件在食品饮料、日化、烟草、制药和3C电子制造等行业占有很高的市场份额,它的典型客户有雀巢、高露洁、玛氏、葛兰索史克、辉瑞、强生、红河卷烟和富士康等。

罗克韦尔MES:罗克韦尔最初收购了Propac PMX,PMX是专门针对生命科学行业的MES软件。之后,罗克韦尔收购了Datasweep,并和Factory Talk平台整合推出了Production Center,作为罗克韦尔的主打MES平台。在Production Center的平台上,罗克韦尔又发展出许多针对行业的解决方案,比如:汽车和快速消费品等。

西门子MES:西门子最初收购了比利时的Compex IT Plant Solutions公司的MES产品proCX。2014年,西门子收购在半导体、电子和医疗设备领域的MES厂商Camstar。

国际上独立的MES提供商一般耕耘于某一细分市场,比如冶金行业的PSI、石化行业的Aspentech等。

国内的MES厂商起步于流程制造行业或汽车行业,比如冶金行业的宝信软件,石化行业的和利时、浙大中控和石化盈科,汽车行业的江西易往等。而对于工业4.0和智能制造的主战场 -离散制造领域,MES目前还是启蒙阶段,没有明显的领跑者,无疑接下来二十年它将逐步进入一个群雄逐鹿、而后巨头崛起从而走向最终的整合阶段。

典型MES的模块和功能介绍:

MES是美国先进制造研究机构AMR在80年代中期提出的,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 自落地之日起,就定义了自身的使命:MES,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,也属于MES系列的单一功能产品。

我们以施耐德Wonderware MES为例来介绍一下MES的功能模块和功能,Wonderware MES把它的功能模块划分为三大类:

一、 生产管理 (Operations):包括实体建模、产品建模、工艺建模、订单管理、规格参数管理、标准客户端和系统报表。

生产管理模块的可配置化和客户化的程度非常高以确保可以准确地模拟企业生产过程。

二、绩效管理 (Performance):包括监控设备利用率和管理设备绩效。

1)      监控设备利用率,包括监测和捕捉设备利用率事件、查看设备相关事件、监控和记录设备状态、自动或手动指定原因代码。

2)      管理设备绩效,包括计算设备/生产线的OEE(全局设备绩效)、触发和显示事件、分析事件出现的频率或持续时间、指定影响OEE计算的各种原因。

绩效管理能在如下几个方面给客户带来价值:I) 提升现有设备的生产能力:通过提高设备操作效率和对非计划性停机事件和原因的识别;II) 降低制造成本:通过提高设备和资源的利用率;III) 降低固定资产的开销:通过从企业持续运营的角度来识别最具生产能力的设备和资产;IV) 提高企业持续改善的能力:通过对设备的实施绩效等KPI和工厂运营的******实践的可视化的分析。因此,最终帮客户降低成本、提高设备效率和ROI(投资回报率)。

三、质量管理 (Quality):通过质量规格和SPC(统计过程控制)减少过程差异。包括:

1)      质量规范管理:从物料,设备以及操作工序的角度定义产品和工艺相关的规范;

2)      定义质量抽检采样计划:包括需要收集哪些质量特征值,以及什么时候收集,采样计划可以通过多种方式触发。比如:基于时间,数量和生产事

3)      执行质量抽检采样计划:执行质量抽检采样计划,收集样本数据(手动,自动或半自动)并显示计划执行的状态。

4)      SPC(统计过程控制):方便地配置质量管理参数的范围和质量控制的规则;标准的SPC图表;对质量控制违规的实时分析与反馈。

质量管理模块给客户带来的价值:I) 将质量管理同现场生产紧密结合起来;II) 能迅速地识别任何质量异常状况和趋势;III) 通过专业的SPC分析工具能更快速、便捷地分析质量异常的根本原因;IV) 通过提高产品质量降低生产浪费和通过执行改正措施来提搞客户满意度。

Wonderware MES的主要功能模块:

企业在上MES时选择一个平台软件和模块化软件将对后续的系统扩展非常重要。而Wonderware MES是目前市场上最好的平台软件,它和Wonderware名下的SCADA软件InTouch、批处理软件InBatch和企业资产管理软件Avantis等基于一个统一的系统平台,无疑是客户的一个理想选择,客户分批分阶段上这些软件或功能模块时可以充分享受到Wonderware软件的平台化和模块化。

MES系统实施后给客户带来的利益:

国际MES协会(MESA)对上MES系统的企业进行综合调查后结果表明,企业上MES系统为企业带来的效益主要体现在如下几个方面:I) 生产周期缩短45%;II) 数据输入工作减少75%;III) 半成品的积压减少24%;IV) 交接班的纸面工作减少61%;V) 缩短生产提前期35%;VI) 次品减少18%;VII) 交货时间缩短27%。


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