作為智能制造的重要組成部分，MES已經(jīng)成為了眾多制造企業(yè)非常關(guān)注的信息化系統(tǒng)，并成為制造信息化領(lǐng)域最炙手可熱的軟件系統(tǒng)。
智能制造背景下MES的發(fā)展方向
在MES定義不嚴謹，理念不夠與時俱進的情況下，在智能制造浪潮一浪高過一浪的今天，在制造企業(yè)亟待轉(zhuǎn)型升級的期盼中，中國的MES市場應該如何發(fā)展?應該如何在摸索中前行?如何更好地支撐制造業(yè)對智能制造的需求?
以中國制造2025為宗旨，以精益生產(chǎn)為主線，以兩化深度融合為突破口，參考德國工業(yè)4.0等先進理念，結(jié)合企業(yè)實際情況，建設(shè)基于工業(yè)3.0，面向工業(yè)4.0、體現(xiàn)CPS特點的智能MES系統(tǒng)，構(gòu)建“生產(chǎn)精益化+設(shè)備自動化+管理信息化+人員高效化”的“新四化”智能車間，為制造企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級奠定堅實的基礎(chǔ)。
站在制造業(yè)使用者角度，從功能上講，將來的MES要體現(xiàn)出以下特點。
1、回歸本質(zhì)
MES之所以叫制造執(zhí)行系統(tǒng)，非常強調(diào)“執(zhí)行”二字：一方面，將ERP的生產(chǎn)計劃根據(jù)車間實際情況，將每一工序分解到每一設(shè)備、每一分鐘精細執(zhí)行，并實現(xiàn)透明化的精確管理;另一方面，在車間內(nèi)部，形成計劃排產(chǎn)、作業(yè)執(zhí)行、數(shù)據(jù)采集、在制品管理、庫存管理、質(zhì)量管理等一個全閉環(huán)管理，環(huán)環(huán)緊扣，而非簡單的一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
精準化、精細化、協(xié)同化是MES的重要特點，否則生產(chǎn)無法高效、高質(zhì)的運行。那種通過憑經(jīng)驗、靠感覺進行計劃制訂、現(xiàn)場管理的信息化系統(tǒng)，稱之為MES，從一定程度上講是名不副實的。
2、貫穿精益
在邁向工業(yè)4.0過程中，我們經(jīng)常講：“2.0補課，3.0普及，4.0示范”，那么2.0到底是要補什么，3.0到底是要普及什么?筆者認為，除了實現(xiàn)對自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等這些大家能看到的軟硬件裝備以外，更重要的是補上、普及我們欠缺的工業(yè)文明，比如員工的技能、素養(yǎng)，企業(yè)管理的模式、方法以及社會上的契約精神、合作精神等等，而作為工業(yè)3.0最精華的精益生產(chǎn)，是制造業(yè)所必須補上、必須普及的重要部分。
在MES系統(tǒng)中一定要充分體現(xiàn)精益生產(chǎn)的理念，通過MES這個信息化手段與工具，促進精益生產(chǎn)在企業(yè)中的進一步落地，比如：
* 準確分析非增值勞動，提高生產(chǎn)效率、進行有效質(zhì)量管理、降低生產(chǎn)庫房、工具等輔助成本。
* 科學準確自動排產(chǎn)、合理解決緊急插單等問題、確保生產(chǎn)計劃最優(yōu)。
* 實現(xiàn)目視化管理、信息最大程度透明化。
* 生產(chǎn)過程控制，實現(xiàn)產(chǎn)品“流”的生產(chǎn)。
* 實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時、準確反饋，提供科學決策基礎(chǔ)。
3、體現(xiàn)CPS
德國人認為工業(yè)4.0是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，通過CPS等先進手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。
《中國制造2025》也是強調(diào)“以提質(zhì)增效為中心，以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向”。
我們從這些表述中可以看到，無論是德國工業(yè)4.0還是中國制造2025，均是以智能制造為主導(或者叫為方向)，以CPS技術(shù)為技術(shù)手段。
作為智能制造核心的MES系統(tǒng)，必須要體現(xiàn)以CPS為特點的智能制造。
德國人認為：“在制造業(yè)領(lǐng)域，CPS系統(tǒng)包括智能機器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施，能夠相互獨立地自動交換信息、觸發(fā)動作和控制。CPS將推動生產(chǎn)對象直接或借助互聯(lián)網(wǎng)通過M2M(Machine to Machine，機器對機器)通信自主實現(xiàn)信息交換、運轉(zhuǎn)和互相操控。”從本段上我們可以了解到，對車間中的機床、機器人等各類數(shù)字化設(shè)備進行互聯(lián)互通，就是德國人認為的CPS在車間的具體應用。
1)智能互聯(lián)互通
通過實施設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將車間中機床、機器人、AGV、熱處理設(shè)備等數(shù)字化設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)互通，包括加工程序的網(wǎng)絡(luò)化傳輸、設(shè)備狀態(tài)的遠程自動采集、工業(yè)大數(shù)據(jù)智能化分析與可視化展現(xiàn)，生產(chǎn)設(shè)備由信息化孤島變?yōu)橐粋€個信息化節(jié)點，物理設(shè)備融入到賽博空間，構(gòu)成了一個設(shè)備層面的CPS系統(tǒng)，這是智能MES的物理基礎(chǔ)。
2)智能計劃排產(chǎn)
通過APS高級排產(chǎn)算法,按照交貨期、生產(chǎn)周期等多種排產(chǎn)方式，將每一道工序、分解到每一設(shè)備的每一分鐘，可最大程度地減少交期延誤，以及最大程度從整體上提升設(shè)備的有效利用率。只有從源頭上做到計劃的智能化，才能保證生產(chǎn)過程的有序、高效。
3) 智能生產(chǎn)協(xié)同
實施設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，提出生產(chǎn)協(xié)同的理念，以設(shè)備為中心，工人、庫房、技術(shù)、檢驗等相關(guān)人員并行準備、協(xié)同生產(chǎn)，這樣，通過智能化的生產(chǎn)協(xié)同管理，將串行工作變?yōu)椴⑿泄ぷ?，從而明顯地減少設(shè)備等待時間，提升了設(shè)備的利用率，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期。
4) 智能資源管理
通過對生產(chǎn)資源(物料、刀具、量具、夾具等)進行出入庫、查詢、盤點、報損、并行準備、切削專家?guī)?、統(tǒng)計分析等功能，實現(xiàn)庫存的精益化管理，有效地避免因生產(chǎn)資源的積壓與短缺，可最大程度地減少因生產(chǎn)資源不足帶來的生產(chǎn)延誤，也可避免因生產(chǎn)資源的積壓造成生產(chǎn)輔助成本居高不下的問題。
5) 智能質(zhì)量控制
困擾中國很多企業(yè)的質(zhì)量問題，不是不能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品(超過國外的質(zhì)量偶爾都是可以的)，而是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，找不出規(guī)律與原因，企業(yè)不知道如何提升。
通過對熔煉、壓鑄、熱處理、涂裝等數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集與智能化管理，對各類工藝過程數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測、動態(tài)預警、過程記錄分析等功能，可實現(xiàn)對加工過程實時的、動態(tài)的、嚴格的工藝控制，確保產(chǎn)品生產(chǎn)過程完全受控。
當生產(chǎn)一段時間，質(zhì)量出現(xiàn)一定的規(guī)律時，通過對工序過程的主要工藝參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量進行綜合分析，為技術(shù)人員與管理人員進行工藝改進提供科學、量化的參考數(shù)據(jù)，在以后的生產(chǎn)過程中，避免不好的參數(shù)，確保最優(yōu)的生產(chǎn)參數(shù)，從而保證產(chǎn)品的一致性與穩(wěn)定性。
6) 智能決策支持
通過對生產(chǎn)過程中的設(shè)備、生產(chǎn)、質(zhì)量、庫存等多維數(shù)據(jù)的采集、分析、挖掘、展現(xiàn)，為各類人員提供科學、直觀的各類統(tǒng)計分析報表，為科學的管理提供決策支持與數(shù)據(jù)支撐。
實踐證明，這些理念對MES的研發(fā)是非常重要的。
5、落地是關(guān)鍵
中國組織名譽主席、著名MES專家彭瑜教授彭教授提出“再好的MES平臺和軟件，沒有結(jié)合工廠的實際規(guī)劃，實施效果未必就好。
彭教授的建議的確非常有價值，企業(yè)實施一套MES系統(tǒng)，即便是理論再先進，軟件再智能，但如果不能得到成功的應用，對企業(yè)而言，結(jié)果就是零，甚至是負數(shù)，因為這不但浪費了企業(yè)大量的人力、財力，而且還影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)，并嚴重地打擊了企業(yè)對信息化的熱情與信心，這些損失對企業(yè)而言都是難以計量的。
但現(xiàn)實中，MES實施的成功率是非常低的。要保證MES系統(tǒng)的成功落地，筆者認為以下三點值得重視。
1)專案化
在2016年9月2日“首屆工業(yè)軟件與制造業(yè)融合發(fā)展高峰論壇”上，時任工信部副部長懷進鵬發(fā)表主題演講中強調(diào)：“未來的軟件行業(yè)將向網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、生態(tài)化、專案化四個方向轉(zhuǎn)型。”
作為工業(yè)軟件的代表，MES系統(tǒng)是高度濃縮工業(yè)知識的工業(yè)軟件，具有最明顯的行業(yè)特征，無論是MES供應商還是制造企業(yè)選擇MES系統(tǒng)，專案化是必須要考慮的重要因素。MES供應商不要貪多，企圖占領(lǐng)很多不同領(lǐng)域，制造業(yè)也不要聽信一些供應商的夸大宣傳?？v觀國內(nèi)外，MES具有很強的行業(yè)特點，除了流程、離散兩大行業(yè)外，即便是離散行業(yè)，也存在機械、電子、服裝、汽車等不同行業(yè)，行業(yè)與行業(yè)的特點不同，對軟件的差異化要求也很大，不可能像CAD、PLM一樣一款軟件可以通吃天下。而這恰恰是中國MES軟件公司的機會，在自己擅長的領(lǐng)域深耕細作，將行業(yè)知識濃縮到軟件中，為行業(yè)客戶提供最專業(yè)的服務，就將不畏所謂“國際巨頭”的競爭。事實證明，在MES行業(yè)，國外品牌并不占據(jù)優(yōu)勢，他們項目失敗的幾率也非常高。
專案化將是MES軟件公司成功的第一因素，也是企業(yè)成功實施MES風險最小的選擇。筆者曾開玩笑地說：“如果一款MES宣稱適合很多行業(yè)，只有兩種可能，一種是他傻，不懂得MES需要深厚的行業(yè)知識;另一種是你傻，他想騙你而已。”
2)以人為本
這不是套話，在MES行業(yè)，只有真正理解并做到“以人為本”，MES項目才有可能成功，否則你都不知道項目是怎么死的。
MES不同于ERP、PLM等系統(tǒng)，使用的對象不是工程師等技術(shù)人員，大部分是車間工人，相比專業(yè)的技術(shù)人員，這些使用者在計算機水平方面具有很大的差距，很多人甚至不會使用計算機。如何讓這些一線工人能把系統(tǒng)用好，首要的考慮因素就是站在他們的角度，把系統(tǒng)設(shè)計的簡單實用，不增加他們太多工作量，在他們面前，軟件“炫”不是必需品，傻瓜式操作最受歡迎。比如，如何減少每個菜單點擊，如何讓他們少移動哪怕是1厘米的鼠標距離，這對每天操作很多遍軟件的一線工人來說都是福音。
很多公司經(jīng)常宣稱“我們的MES具有非常強大的透明化管理，讓管理者對車間現(xiàn)場進行透明化、精細化管控”。MES系統(tǒng)具有透明化、精細化管理沒錯，這是基本的功能，但一定不要為了“管理而管理”，一定要記住，MES不只是為管理者使用的，還包括很多的班組長、庫房管理、一線工人等，如果讓這些直接使用者認為“上MES系統(tǒng)會給我們增加很多工作量，會讓領(lǐng)導管控我們更方便”，這套系統(tǒng)的結(jié)局基本就是失敗的，在連續(xù)不斷的負面報告，比如：“這系統(tǒng)不好用”、“我不會”、“我要的功能沒有”等等，領(lǐng)導會逐漸喪失信心，項目必然會以失敗告終。
任何系統(tǒng)不可能滿足全部要求，任何系統(tǒng)不可能讓所有人滿意，這些問題往往是表象，是借口，其實深層次的問題往往是：增加了他們的工作量，透明了他們的過程，甚至是影響了他們的“權(quán)利”。
這些問題應該如何解決?答案還是以人為本。
對一線工人，在不增加他們較多工作量的情況下，能明顯提升他們收入的系統(tǒng)是最受歡迎的。比如智工MES通過協(xié)同生產(chǎn)管理，生產(chǎn)過程中做到了并行準備，減少了操作工的等待時間及相關(guān)的“催要”工作，使設(shè)備利用率明顯提升，他們的收入明顯提高，工人都是搶著用這些系統(tǒng)的。
很多MES項目的失敗，往往不是技術(shù)問題，而是因為沒有真正體現(xiàn)“以人為本”的思想。
3) 務實性
MES實施的成功與否，往往與甲方的務實性也有很大關(guān)系。有些客戶在聽到或者看到一些“專家”的“最新理念”后，要求AI、大數(shù)據(jù)等等這些自己都搞不明白的概念在軟件里體現(xiàn);有些客戶希望MES能解決車間所有的問題;有些客戶希望成本最低，功能最強，服務最好……忌好高騖遠
針對以上客戶，軟件公司一定要派出資深的顧問對客戶進行“調(diào)研號脈”，分析出他們存在的主要問題，制訂出最有價值的解決方案，并同客戶進行深入的溝通。務實性非常重要，項目成功是第一關(guān)鍵考量因素，解決企業(yè)的主要問題是項目的基礎(chǔ)，讓客戶認識到很多問題也并非完全靠軟件自身能解決的，需要借助制度、管理的配合，確保系統(tǒng)真正成功應用起來，確保為客戶產(chǎn)生最大的價值。
結(jié)語
作為智能制造的核心，MES在企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級中發(fā)揮著越來越重要的作用。但由于MES提出的年代久遠，并隨著工業(yè)4.0、智能制造等新理念日新月異的發(fā)展，MES的現(xiàn)有理念已經(jīng)落后于時代的步伐。一方面，我們既要認真領(lǐng)會MES的真正內(nèi)涵，挖掘出MES應有的價值;另一方面，我們一定不要拘泥于國外已有定義，要借鑒工業(yè)4.0等先進理念，結(jié)合中國制造業(yè)的現(xiàn)狀，與時俱進，勇于提出我們自己的理念，將一些傳統(tǒng)的精華、先進的理念融于MES系統(tǒng)中，使MES真正成為企業(yè)智能制造的核心使能系統(tǒng)，滿足中國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的需求。同時，也本著高要求、促發(fā)展的精神，促進MES市場的健康發(fā)展。
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