制造運行管理系統(tǒng)與智能制造
信息模型應定義三個層面的內(nèi)容:要描述哪些對象和數(shù)據(jù),如何組織對象和數(shù)據(jù)。規(guī)定智能制造裝備信息模型描述格式(如:XML),加上通訊方式,即:信息模型+描述格式+通信驅(qū)動就形成通用集成方案。
智能制造的分層結(jié)構(gòu)如上圖所示,其中MES位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的信息管理系統(tǒng),這也是本文討論的重點。
三,從MES到MOM
實施智能制造,數(shù)據(jù)是基礎(chǔ),采集大量生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù),是實現(xiàn)精準運行管理和企業(yè)協(xié)同制造的前提。管理軟件與智能制造裝備之間的互聯(lián)互通,數(shù)據(jù)傳輸,對數(shù)據(jù)進行一致解析,多年來采用的傳統(tǒng)生產(chǎn)過程的特點是“由上而下”按計劃生產(chǎn)。簡單的說是從計劃層到生產(chǎn)控制層,企業(yè)根據(jù)訂單或市場等情況制定生產(chǎn)計劃――生產(chǎn)計劃到達生產(chǎn)現(xiàn)場――組織生產(chǎn)――產(chǎn)品派送。企業(yè)管理信息化建設(shè)的重點也大都放在計劃層,以進行生產(chǎn)規(guī)劃管理及一般事務處理。MES系統(tǒng)就是為了解決ERP系統(tǒng)和現(xiàn)場自動化控制系統(tǒng)之間出現(xiàn)了管理信息方面的“斷層”而出現(xiàn)的。
MES系統(tǒng)即“制造執(zhí)行系統(tǒng)”,是制造業(yè)生產(chǎn)車間和生產(chǎn)現(xiàn)場可視化的管理方案,MES制造執(zhí)行系統(tǒng)可通過生產(chǎn)計劃管理、工藝管理、工序管理、生產(chǎn)排配、品質(zhì)管理、生產(chǎn)設(shè)備管理、生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和分析等讓生產(chǎn)信息可視化,從而監(jiān)控、協(xié)同、調(diào)度、分析、預警制造執(zhí)行過程,實現(xiàn)管控一體化。
MES可以概括為一個宗旨――制造怎樣執(zhí)行,兩個核心數(shù)據(jù)庫――實時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫,兩個通信接口――與控制層接口和與業(yè)務計劃層接口,四個重點功能――生產(chǎn)管理、工藝管理、過程管理和質(zhì)量管理等。
簡單說,MES系統(tǒng)主要是針對生產(chǎn)制造執(zhí)行中的一系列活動的管理和監(jiān)控。與制造有關(guān),與執(zhí)行有關(guān),它強調(diào)了三點:
1、MES是對整個車間制造過程的優(yōu)化,而不是單一的解決某個生產(chǎn)瓶頸;
2、MES必須提供實時收集生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的功能,并作出相應的分析和處理;
3、MES需要與計劃層和控制層進行信息交互,通過企業(yè)的連續(xù)信息流來實現(xiàn)企業(yè)信息全集成。
MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造業(yè)環(huán)境,幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和提高服務質(zhì)量。通過對生產(chǎn)過程中人、物料、設(shè)備、時間等資源的管控達到優(yōu)化生產(chǎn),降低風險,質(zhì)量管控,問題追溯等目的。
我們知道方法論說的是如何解決問題,認識論說的是如何發(fā)現(xiàn)問題。人類對事務的認識是隨著應用的廣泛而不斷提升,實踐中總結(jié)出理論,理論反過來指導實踐,然后不斷豐富理論。對制造領(lǐng)域的認識也體現(xiàn)這個行為邏輯,從方法論升華到認識論是理論與實踐結(jié)合的必然路徑。簡單說,就是“從下到上看問題”與“從上到下看問題”的綜合考量。
MES系統(tǒng)從提出發(fā)展到現(xiàn)在已有近三十年歷史,MES日益成為當下制造的轉(zhuǎn)型升級的焦點之一。但遺憾的是,MES近年來的發(fā)展與演進卻似乎略嫌滯后,傳統(tǒng)的MES已經(jīng)難以完全滿足數(shù)字化、智能化制造的需求。在這樣的背景下,近些年來MOM(Manufacturing Operations Management)制造運行管理系統(tǒng)的概念再次被提出。
從執(zhí)行到運行雖只是一詞之差,但其實反映的是人們對生產(chǎn)制造過程規(guī)律認識的巨大變化。MOM與MES、ERP等軟件系統(tǒng)之間的異同主要體現(xiàn)在這幾個方面。
從本質(zhì)上看,MES是一種用于解決具體問題的標準軟件產(chǎn)品和軟件系統(tǒng)的概念;而MOM應該是一個對象范疇的概念,是一種由多種軟件構(gòu)成的制造管理集成平臺。其中不僅包括MES軟件系統(tǒng)及與制造管理相關(guān)的各種功能,而且包含MES主體之外的用于解決具體問題的功能延伸與價值增值部分。
從覆蓋范圍上看,MES所涉及的范圍,會因為其所針對的下游行業(yè)、軟件系統(tǒng)的設(shè)計理念、功能模塊的設(shè)置等影響因素而各有不同。沒有明確的界限這就使MES和其他管理與控制系統(tǒng)之間的邊界往往很難清晰地界定,各個軟件產(chǎn)品間、功能模塊間常常存在較多的重疊,交互關(guān)系也很不清晰,使得不同廠商的MES產(chǎn)品難以有效地實現(xiàn)集成與共享。而MOM則實現(xiàn)對整個制造運行過程中的一切活動進行管理,是一個抽象化了的,并且相對固定的區(qū)域。MOM的提出避免了MES邊界的爭論,提供了一個更為廣義并抽象化了的邊界范圍和一個更為明確的統(tǒng)一框架。ERP中的生產(chǎn)管理更加偏重于企業(yè)戰(zhàn)略管理,而MOM則更注重對具體生產(chǎn)過程的實時管理。
從責任對象上看,MES主要針對生產(chǎn)運行,對生產(chǎn)以外的其他環(huán)節(jié)運營管理功能相對較弱,無法滿足當今制造企業(yè)日益增長的對于生產(chǎn)質(zhì)量、安全、效率的訴求。而MOM則主張使用與生產(chǎn)運行統(tǒng)一的框架,并對維護運行、質(zhì)量運行和庫存運行管理進行強化和提升,還對模型內(nèi)部主要功能及其關(guān)聯(lián)關(guān)系進行了細化,以求更有效地提升制造企業(yè)的整個制造管理體系。
從功能上看,MOM作為一種集成軟件平臺,在集成標準化、開放性等方面都強于MES,而且能夠?qū)崿F(xiàn)云部署,是未來制造運營管理軟件發(fā)展的方向。
總體來看,MES可以視為針對MOM問題的一種具體實現(xiàn)方式,或是一種為解決某一類MOM問題而設(shè)計開發(fā)的軟件產(chǎn)品實例。MOM的提出并不是要替代MES,而是要為該領(lǐng)域確立一個通用的、明確的研究對象和研究內(nèi)容、并提供一個主題框架;而MES依然會作為該領(lǐng)域最常見的軟件產(chǎn)品和軟件系統(tǒng),基于MOM確立的主體框架、進一步向集成化、標準化的方向發(fā)展,從而更易于實現(xiàn)集成和共享,更便于維護和升級 。
四,制造運行管理(MOM)體系
如同前文所說的:根據(jù)CIM公共信息管理模型,以面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計方法,建立通用的信息模型,統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),模塊化、標準化功能或組件等是建立企業(yè)信息化及生產(chǎn)過程自動化最有效的思路。相比之前的MES系統(tǒng)統(tǒng)一后的MOM模型平臺具有以下幾個特點:
1,重新架構(gòu)的可配置、可擴展平臺
2,與ERP有標準的接口
3,與下層自動化設(shè)備有標準的接口
4,標準的生產(chǎn)模型
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