MES系统选型的十大核心要素

智慧创造之家 2024-06-13 11:19:58

在当前市场上,MES(制造执行系统)供应商众多,既有国内数百家不同规模和行业背景的企业,也有不少国际知名的MES提供商。如何在众多MES解决方案中挑选最适合自身需求的产品,并借鉴国内外先进的MES理念和技术提升自家MES呢?以下几点可作为重要的参考维度。

1、**技术架构**

尽管大多数用户可能不关注MES的具体技术架构,但一款优秀的MES产品必定建立在先进的技术支持之上,如采用SOA架构或微服务架构。

这样的架构搭配高度可配置的模块化设计,可以迅速适应各种用户的定制化场景。考虑到制造管理中的多样化需求——有的强调严谨性,有的追求灵活性,有的着重于管控,有的专注于执行,若缺乏稳健的核心技术平台,过度堆砌定制模块可能会导致系统崩溃或运行不稳定。像西门子、达索等工业软件巨头广泛采用SOA架构,并结合MVVM编程模式,通过少量灵活且松耦合的基础模块,即可实现成千上万种不同的业务功能,满足多元化需求。

2、**基本功能**

全面的MES系统应当包含五大核心模块:产品和工艺管理、计划调度与生产管理、物料与物流管理、生产质量管理、车间设备维护管理,同时也应涵盖生产资源管理等方面。

而对于智能制造环境下的MES,系统集成能力和设备接口模块更是必不可少,这样才能确保车间内部信息互联互通,并支持智能调度、优化和可视化等功能,这也是国家即将出台的《数字化车间通用技术要求》和《智能工厂通用技术要求》中明确提出的要求。

3、**平台化**

市面上的MES产品主要分为针对特定客户需求的项目级定制化产品,以及具有普适性的平台化产品。项目级MES的优势在于个性化强、适应性好、成本较低、交付周期短,但潜在问题是可能忽视行业普遍规律,系统难以适应不断变化的业务需求和行业规则,一旦企业未来有新需求,就需要大量二次开发,这无疑对软件架构的稳定性构成了挑战。因此,在条件许可的情况下,建议优先考虑采用产品级、具有良好扩展性能的平台化MES,尽管初期投资和人力投入较大,但此类产品的稳定性和生命周期更长,有效降低上线风险,延长应用期限。

4、**应用性**

优秀的平台化MES产品需要开发团队深入理解和熟悉各行业实际制造流程,甚至对关键工序的工艺细节有深刻理解,避免仅从纯开发角度设计MES。开发团队还需根据实际生产需求梳理所有工序流程关系,并遵循ISA95等相关标准构建MES产品,便于与其他标准化软件实现业务关联与数据共享。在选型时,除了横向的广度要求,开发团队在应用领域的深度同样重要。优秀的MES供应商应具备行业专家资源,能根据不同行业特性,利用模块化、可插拔技术灵活配置系统,帮助工厂快速部署兼顾行业共性和企业个性需求的MES系统。

5、**易操作性**

随着IT技术的发展,用户对界面和操作体验的要求越来越高。尤其在车间层面的实际应用中,MES应具备易于学习、易于使用、快速上手的特点,例如采用直观的图形界面、流程驱动的交互方式。在实际操作中,无论新老用户都能快速找到所需功能,清晰了解整个业务流程,借助拖拽、链接等类似现代操作系统的方式实现功能组合、拆分、缩放、隐藏等快捷操作。此外,易操作性还包括界面美观、绿色环保、适应多种显示设备(鼠标和触摸屏)等特点。

6、**库房管理功能**

传统MES通常只关注物料管理,而将仓库交由ERP或WMS系统处理。然而,在智能工厂建设的大背景下,生产对柔性化、动态性、实时性的要求提升, MES单纯管理物料已无法满足需求,须向仓库管理环节延伸,以增强控制和调度能力。MES的核心任务之一是高效有序地整合各类仓库,包括原材料库、电子料库、装配件库、保税库、外协库、线边仓、物料塔、立体库、半成品库、成品库等。设计者需按照ISA95标准构建新一代MES,将ERP中的静态库存变为MES实时动态库存,并实现两者之间的双向同步。选择MES时,应确认其是否具备WMS库房管理的基本功能,能够与ERP无缝对接,避免因引入额外系统导致生产计划节奏混乱、管理资源浪费以及形成数据孤岛。

7、**数字化排产**

对于计划调度和生产管理人员来说,按时完成生产订单至关重要。为此,MES系统应能对接ERP中的无限排产MRP计算结果,根据已知工单数量、生产线配置、工序时间、人员分配、生产成本、交付日期等因素进行自动APS高级计划与排程,并在数字化排产界面中实时展示工单执行状态,自动计算工单发料、生产数量与库存物料的配套性。同时,MES还需具备将自动APS排产数据推送至仿真系统的能力,实现生产模拟和闭环优化。企业在选择MES产品时,应关注上述数字化自动排产的基本要素,切勿盲目追求全自动排产而导致人力资源成本激增,吞噬利润空间,同时也应避免完全依赖手工排产,错过智能制造转型的良机。

8、**可视化功能**

如今,中国的制造技术水平不断提升,以往许多国外所谓的先进制造技术已逐渐失去优势。MES产品的可视化表达形式愈发丰富多样,涵盖了点状图、线状图、柱状图、饼状图、雷达图、甘特图、漏斗图、三维图等多种展现形式,基本要求是美观、直观、信息量大。此外,MES的可视化功能还需满足用户多变的报表需求、灵活的参观看板需求以及日益增长的移动端数据访问需求,这意味着其背后的可视化技术应具备智能化配置、用户自定义搭建、拖拽式操作和所见即所得等特点。

9、**系统集成能力**

这里的系统集成包括两方面:

- **信息系统集成**:面向智能制造的MES系统应具备出色的系统集成能力,能够与SQL、ORCAL等数据库集成,与PDM(对接BOM、工艺信息)、ERP(对接计划、物料信息)、WMS(对接物流、运输信息)、仿真系统(对接数据信息)以及其他移动应用(如iOS、Android)等进行集成。

- **数据格式集成**:实现上述信息集成的技术手段包括XML、CSV、TXT、中间表、Web service、开放API接口等方式。

10、**设备接口能力**

随着工业互联网、工业物联网、工业大数据等概念的普及,MES系统与各类物理设备的连接与数据采集变得愈发重要。优质的MES不仅能从仪器仪表、传感器、AGV、机器人、工控设备、数控装备、贴片机、AOI等设备中获取数据,而且应采用符合国家标准和国际标准的通用数据采集格式,确保数据采集的规范性和可扩展性。在MES选型时,请务必关注其数据采集方式的规范程度和未来的可拓展性。

本文简要概述了面向智能制造的下一代MES的部分标志性特征要求,虽然未能穷尽所有要点,但仍涉及了行业特定的材料、工艺分析、诊断、优化等功能。期望通过以上的探讨,对新型MES的研发与应用提供有益启示。

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