傳統制造業的數字化轉型主要在轉什么?
數字化轉型下MES發展趨勢
前面說了數字化轉型、精益和MES的融合。接下來說數字化轉型下,需要什么樣的MES。通過我的觀察,數字化轉型背景下,MES發展趨勢主要體現在四個方面,第一是業務范圍的擴大,帶來MES更大廣度的集成與協同。比如橫向方面來說,從單獨的產線、車間向多車間、多工廠的協同管控發展,從企業內部向多企業系統集成與協同發展。縱向來說,原先MES的運行是靠人來托底,但隨著數字化技術的發展,向自動化、智能化設備的一體化融合集成轉變。
第二從業務深度的擴展來說,帶來MES工藝業務的深度融合,MES非常強調管理業務,但是隨著MES的深入運行,管理基礎之上一定要考慮和工藝相結合,不能只是MES在統計發現問題,而應該向制造執行過程當中發現問題之后,實時進行解決。這需要工藝環節的工藝決策和工藝鏈條的工藝決策。
第三個業務協同的深入,帶來MES精益和精細的管控和決策。比如大規模定制,帶來批量為1的未來極端生產組織,要求實現非常精細的管控。而對于精益的管理決策來說,比如外協,哪些東西拿出去外協,加班,誰來加班,加多長時間的班。還有多車間、多工廠之間的協同計劃,分配決策,都是管理方面的決策,業務越來越深入,協同的內涵就要求MES來體現。
第四個業務管理的動態性,決定了MES必須向柔性可擴充架構方向發展。數字化業務管控系統要適應企業發展變化,現在提的服務化架構、中臺化運行,總結下來就是模型驅動,這都是重點。
數字化轉型背景下,我認為MES有幾個新特征。
第一個是業務流程管理的自動化,前面也提了JIT,把JIT的思想融合到MES里面,應該是什么樣子。
第二個是軟硬一體化融合,比如MES直接從機床或者設備自動過去執行的反饋狀態,自動向它指令等等。德國西門子在安貝格工廠里面,管控系統里面有一個模塊叫NCprogram Generate,相當于所有的程序都是可以及時的生成,同時下發給具體事務,就是軟硬一體化的執行融合,是MES新特征。
第三個新特征我認為是最重要的,是決策功能日益突出,大數據、工業互聯網等等都是為此做服務的。
對于決策來說,管理決策是比較關注的,但工藝決策是不是應該納入到MES里面,現在也基本上形成共識,MES必須和工藝進行融合,有幾個方面融合。
比如質量數據和工藝的融合,可以依靠SPC來發現問題,但是怎么解決,還是靠線下,靠人去做這個事情嗎?可以完全在MES里面對于生產執行的數據做分析,甚至可以現場直接解決問題。比如刀具磨損和斷裂的監測,可以借助模型進行換刀決策和智能加工補償,進行工藝精度狀態的鏈條分析。
第一步工序加工什么樣子,后面還有沒有可能把它補償回來,這都體現在工藝方面,質量數據和工藝的融合。
第二個執行過程數據和工藝融合,比如利用SOP進行規范,這樣整個過程會越來越規范,MES可以做一些深度的數據挖掘,而不只是事后的管理。
第三個設備單元級狀態參數數據與工藝的融合。現在雖然提了數字孿生、數字雙胞胎等等,強調的是虛實同步影射,現在實現了虛的影射,做的也比較多,是對現場的狀態統計展示,但是虛向實,需要在軟件里面做推理決策分析,對實體進行干預,這才是真正的CPS的運營機制。
將來可能需要大力發展基于狀態參數建立加工工藝的物理仿真推理模型,并融合到MES里,我認為這是決策要體現的。
所以一些基本的結論,第一個就是夯實基礎,MES采集的大量數據,不能僅僅是存檔入庫,必須要結合工藝才能有效的挖掘出其內在的價值,數據如何為工藝提供決策支撐,是企業智能化提升可以參考的結合點、切入點和發力點。
第二個是提升水平,現在的MES廠商團隊的人員大多偏重于計算機管理的方面人才,剛開始的時候我認為是可以的,但隨著智能制造的深入進行,工藝人才與知識的缺乏將成為這些團隊能否走得更快、走得更遠的決定性的制約因素,對于企業來說,我認為進行MES實施的時候,一定要在工藝上發力,這才是長效發展的根本。因為企業是要生產出產品的,而這個產品生產想要保證高性能,一定要在工藝上面結合來發力,工藝才是企業最根本的東西。
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