当MES遇上工业4.0,会擦出怎样的火花?
步入工业4.0时代,制造业实现由“自动化”向“智能化”的转变。通过CPS网络实现人、设备和产品的实时连通、相互识别和有效交流,为客户定制“个性化”的产品,并且提供及时、高效的服务。工业4.0的四个主题:智能工厂、智能生产、智能物流和智能服务。智能工厂侧重点在于企业的智能化生产系统以及制造过程,对于网络化分布式生产设施的实现;智能生产侧重点在于企业的生产物流管理、制造过程人机协同;而智能物流作为制造企业非常重要的资源节点,其侧重点在于通过互联网、物联网,整合物流资源,充分发挥现有的资源效率;智能服务作为制造企业的后端网络,其侧重点在于通过(服)务联网结合智能产品为客户提供更好的服务,发挥企业的最大价值。

智能工厂是传统制造企业发展的一个新的阶段。智能工厂是在数字化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务,清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控率、减少生产线上人工的干预、即时正确的采集生产线数据,以及合理的生产计划与生产进度,并加上绿色制造的手段,构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。未来各个工厂将具备统一的机械、电器和通信标准。以物联网和服务互联网为基础,配备传感器、无线网络和RFID通信技术的智能控制设备可以对生产过程进行智能化监控。智能工厂是由软件操控,进行资源整合,发挥各环节的最大效率。智能工厂中的设备将全部由软件控制,工人只需要操作计算机就可以完成生产,进一步解放了工厂中的工人,整体看来,它就是一个拥有高度协同性的生产系统,包括实时监控、自动化管理、流程控制、能源监控等等。收集及整合整个智能工厂的业务数据,通过大数据的分析整合,使其全产业链可视化,达到生产最优化、流程最简化、效率最大化、成本最低化和质量最优化的目的。
智能生产是由客户参与实现“定人定制”的过程。智能生产的车间可以实现大规模定制,对生产的柔性要求极高。鉴于此,生产环节要广泛应用人工智能技术、采用一体化的智能系统,智能化装备在生产过程中大展拳脚。工厂的工人和管理者可以通过网络对生产的每一个环节进行监控,实现智能化管理。一体化的智能系统由智能设备和人类专家组成,在制造过程中进行智能化的活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等,通过人与智能设备的合力共事,去扩大、延伸和部分取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、智能化和高度集成化。与传统制造相比,智能生产具有自组织和超柔性、自律能力、自学习能力和自维护能力、人机一体化、虚拟现实等特性。智能物流以客户为中心,促进资源优化配置。
根据客户的需求变化,灵活调节运输方式,应用条码、RFID、传感器、全球定位系统等先进的物联网技术,通过信息处理平台,实现货物运输过程的自动化运作和高效率优化管理,从而促进区域经济的发展和资源的优化配置,方便人的生活。智能服务促进新的商业模式,促进企业向服务型制造转型。智能产品+状态感知控制+大数据处理,将改变产品的现有销售和使用模式。增加了在线租用、自动配送和返还、优化保养和设备自动预警、自动维修等智能服务新模式。
工业4.0背景下,MES被重新定义如果把智能工厂比作一个人,工业软件就是这个人的神经系统。其中,在制造领域,MES的作用尤为重要。按照AMR的定义:MES服务于工厂生产执行层的信息系统,位于企业经营层的计划系统与生产过程的直接工业控制系统之间。该定位将企业的运作划分为三个层次,分别是:计划层、执行层和控制层。其中:计划层就是MRPⅡ或ERP等经营管理信息系统。控制层包括DCS、PLC、NC/CNC或SCADA中的一个系统或这几种配置的组合,以及各种仪器设备等;介于两者之间的是执行层,MES(制造执行系统)。
MES介于企业的“计划层”和制造“设备层”之间,对企业生产计划进行“再计划”,“指令”生产设备“协同”或“同步“动作,对产品生产过程进行及时的响应,使用当前确的数据对生产过程进行及时调整、更改或干预等处理。MES采用双向直接的通讯,在整个企业的产品供需链中,既向生产过程人员传达企业的生产计划,又向有关的部门提供产品生产过程状态的信息反馈。既不同于类似于ERP的企业运营系统,也不同于企业的过程控制系统,使用MES的经验表明,它既能提高按时交货的能力,改善物料的流通性能,由能减少企业内部没有附加值的活动。
在工业4.0背景下,MES推动企业实现智能制造,构建智能工厂、智能生产、智能物流和智能服务体系。
MES深度融入企业运营环节MES结合企业运营的其他工业软件构建一个高度协同性的生产系统,对企业的设计、采购、销售、计划、制造和运维服务各个环节,对每一个与制造相关的指令能够精确调度、发送、跟踪和监控该指令影响生产的过程,成为实现车间制程智能化的基本技术手段。MES收集及整合整个工厂的业务数据,通过工业大数据的分析整合,使其全产业链可视化,达到生产最优化、流程最简化、效率最大化、成本最低化和质量最优化的目的。
