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什么是MES?
什么是SIMATIC IT?
整合无间 从制造到管理
什麽是一个成功的MES?
整合无间 从制造到管理

文/张军强  西门子A&D集团MES产品经理

  MES究竟给我们能带来什么呢?我们完全有能力变“生产运营可视化差”为“生产运营透明化”,接之而来的信息沟通与管理变得及其丰富,企业的生产决策变得更加科学、有序。
全球化制造的挑战
  “物美价廉”是在我们的文化中人们对所期待的产品的一种诠释。中国正在成为全球制造中心。面对全球竞争性的环境,制造业面临各种各样的问题,压力也越来越大:
·为消费者提供顶尖的产品质量
·越来越短的产品生命周期
·库存水平优化的要求
·设备与系统投资回报的优化
·客户或法规需求的快速回馈
·产品的多样性
·满足当地需求
·……
  可是你去看每一个问题,都脱不开与物美价廉的干系。制造业已经到了需要认真的思考一下的时候了。“面对全球化制造,您面临的最大的问题是什么?”下面是Forrester 研究中心从50个全球化的制造企业得到的答案(如图1)。


图1 Forrester研究中心的调查结果

  工厂运营的可视性差以38%排在第一位,这意味着我们不知道工厂里、生产线上在发生什麽。再看需求预测准确率差、沟通不够有效,其根本都是一个信息沟通与信息管理的问题。我们已经花了很大的精力在ERP、供应链等更高层次的业务管理,将采购、销售、供应链的上下游等做了更好的互动,但我们稍稍有一点忽略了“制造”价值的“制造”本身。MES – 制造执行系统就是这样应运而生的。
MES – 制造执行系统
  当我们今天走进我们的制造工厂时,与若干年前的手工作坊已经完全是两个天地了。各种先进的自动化系统:驱动系统、PLC、人机界面、工业通讯……,乃至精密设备、机器人等。如何把这些自动化系统产生的数据加以有效利用,并与ERP、供应链等管理系统无间整合就变成了一个很严峻的问题。不去有效地利用这些已经存在的资源,对管理层来说就是一种浪费。
  如何定义MES 对我们的企业似乎不是第一位重要的,但我们可以看到,MES的存在就是为了架起企业管理系统与自动控制系统的桥梁,得到更精致的供应链同步。
  不过MES并不是凭空产生的。MES标准是国际组织ISA(仪器、系统、自动化协会)设立的第95个标准化项目,所以称为ISA-95, 今天它已经被美国国家标准化协会(ANSI)认可为正式的国际标准。在ISA-95中详尽的定义了MES的术语、模型以及与自动化和ERP接口的规范等(如图2)。


图2 ISA-95标准对MES的定义

  从ISA-95描述的MES的基本模型我们可以看到,MES要帮助我们解决什麽问题:
  首先要定义产品,这样才知道我们要生产什麽东西。然后是对生产资源的定义,比如人的能力、设备可用性、物料可用性等的定义。有了产品和资源的定义,当然就可以开始生产了,包括生产订单排序、分配、执行等一系列的过程。 在我们完成了生产之后,我们必然要问自己一个问题,我们做的怎麽样?于是对整个生产过程的数据采集、生产跟踪、绩效分析就成了MES很重要的一步,正因为知道自己做的怎麽样,才可能有的放矢地去制定自己下一步的目标。
  说起来容易做起来难,我们试想不同行业的工厂几乎千差万别,如果我们去看一家手机厂和一家啤酒厂,他们在MES上的需求可能风马牛不相及。即便是在类似行业中,比如牛奶厂和果汁厂,整个生产过程也是大不相同。其实就是在相同的行业当中甚至同一家公司,生产的配置都有可能是不同的。这就为MES的发展设置了极大的障碍,这也是为什麽很多企业都不得已在定制自己的所谓MES。
  西门子正是基于自己对制造业的深刻理解,以及在各个行业里的丰富经验,革命性的提出了崭新的MES架构,为MES的发展开辟了一条新的途径。
SIMATIC IT – 西门子的MES
  SIMATIC IT是一个由 Framework和组件构成的系统(如图3)。Framework用来实现生产系统的技术和业务流程的组态设置,组件用来实现具体的系统功能。


图3 SIMAITC IT的构架

  Framework为工厂建模和“生产作业”建模提供“建模”能力,与组件一起执行ISA-95体系。它由一些基本服务构成,如用户管理、数据集成等。同时它具有跨行业的特点。组件包括不同行业所需的功能。根据其提供的功能和使用的领域,有些组件是跨行业的,具有通用性,而有些组件只适用于特定行业。比如:SIMATIC? IT Historian提供了一系列用于采集、贮存和快速检索关于质量保证、报告、认证、统计分析、绩效监控等生产流程和生产信息的软件模块集。
  SIMATIC© IT Unilab按照所有工业和实验室标准(GLP、GAMP、ISO、21CFR11等)处理实验室中的所有质量数据(样本、分析、仪器等)的企业实验室信息管理系统(LIMS)。
  SIMATIC© IT Interspec处理原材料、半成品和产成品及包装材料产品规范的企业规范管理系统。 它综合了全公司的规范及单个工厂、供应商或客户的各个规范。
  组件最上层的SIMATIC IT Libraries提供了适用于任何或许多行业的基本单元和过程,它使得生产管理应用更易于实现。任何人都可以在这个基础上去根据具体的需求来应用它。
  即便在这种革命性的系统架构下,西门子非常清楚地意识到它并不可能涵盖所有的行业、所有的用户需求,SIMATIC IT的开放架构甚至可以把第三方组件直接在Framework中象自己的组件一样使用。
MES 带来的好处

MES究竟给我们能带来什麽呢?其实回顾我们最开始的问题,我们完全有能力变“生产运营可视化差”为“生产运营透明化”,接之而来的信息沟通与管理变的极其丰富,企业的生产决策变的更加科学、有序。(如图4)


图4 MES带来的好处

  AMR的研究报告表明,MES 在库存管理成本、产品质量提升,间接劳动成本以及法规遵从等方面都将为企业带来显著的改善。 尤其值得说明的是,它甚至对新产品引入周期的缩短都有很大的贡献。
  我们试想,从毒奶粉、金龙鱼事件,到今天的苏丹红、雀巢奶粉事件,如果我们有透明化的生产运营,你就可以在最短的时间里找到所有有问题的产品,你就可以在最快的时间向消费者澄清,你甚至不可能让这些事情发生……这里为企业和消费者带来的利益是难以用数字估量的。

原载于《MM现代制造》2006第6期


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