
1 前言
隨著國內企業信息化建設的推進,MES(machineengine system)在中國企業管理者的心中,不再是若隱若現的概念。越來越多的企業管理者已經認識到MES在現代化企業管理中的作用,并著手在自己企業中建設MES系統。
2 MES的定義
按照國際MES協會所給出的定義,MES提供從接受訂貨到制成最終產品全過程的生產活動實現優化的信息。它采用當前的和精確的數據,對生產活動進行初始化,及時引導、響應和報告工廠的活動,對隨時可能發生變化的生產狀況和條件做出快速反應,重點消減不會產生附加值的活動,從而推動有效的工廠運行和過程。MES通過雙向通信,提供整個企業的生產活動以及供應鏈中以任務作為關鍵因素的信息。其關鍵詞是精確的實時數據,這是以業務為基礎的ERP系統未曾加以考慮的。
3 MES在企業中的作用
MES采集從接受訂貨到制成最終產品全過程的各種數據和狀態信息,目的在于優化管理活動。MES在整個企業信息集成系統中起著承上啟下的作用,是生產活動與管理活動信息溝通的橋梁。它能夠將生產線各個重要環節相關的數據通過PCS(process control system)進行采集,經過系統歸類整理和分析后,轉化成有效的信息,輸入ERP(enterprise resource planning)系統,提供給各個生產職能及管理部門使用。
4 MES的實施階段
一般地,企業MES實施都會經過三個典型的發展階段,即信息集成階段、事務處理階段和制造智能階段。每個企業,無論其規模大小,必然經歷以上三個階段,從而最終完成其MES的建設過程。
4.1 信息集成階段
MES的主要功能之一即將企業管理和過程控制銜接起來,形成從傳感器到ERP的信息集成。因此,信息集成是流程行業ERP成功發揮作用的基礎條件,也是實施MES的第一步。MES信息集成包括:與ERP信息集成;MES橫向信息集成;與PCS信息集成。ERP關注產品使用、顧客定單和材料需求,給IVIES發出生產更多產品或增加庫存的指令,以滿足客戶定單要求。IVIES負責執行產品制造和所有與產品制造有關的操作。料單和產品設計細節可以存儲在IVIES層,通過MES轉化為“如何生產”的指令,提供給操作者和物理設備。一旦指令、規范或其它形式的制造要求傳遞給控制層,控制層通過改變設備狀態和物流形態,滿足制度要求。每一層也會發生雙向數據交換,以反饋計劃執行情況,判斷意料之外的狀態變化、報警信息和異常事件。MES是一個進入制造過程的雙向窗口,在控制和業務計劃間集成和驅動關鍵信息流和命令,從而形成ERP、MES、PCS集成的基礎。
4.2 事務處理階段
事務處理階段強調的是業務處理流程的梳理和業務處理過程的規范。要以價值鏈為工具,分析企業現有狀態,確定未來模式,最后確定IVIES事務處理功能。事務處理階段對應于決策支持的結構化決策問題,業務分析和需求分析工作量大,但軟件實現相對比較簡單、直接,其決策過程和解決方法有固定的規律可循,能用明確的語言和模型加以描述,并可依據一定的通用模型和決策規則實現其決策規程的基本自動化。
4.3 制造智能階段
目前,大多數MES只能提供信息集成和基本業務處理功能,而乏力于總結和提煉出用于生產管理和科學決策的信息。大量數據只是以各種不同類型的報表呈現,而決策好壞仍然依賴于生產管理者的經驗和直覺。一個有效的MES應該具有制造智能,即基于數據、信息、知識的綜合和分析能力,對業務運作的實際情況反應迅速,為管理者做出正確、及時的決策提供支持。盡管存儲的大量生產數據有可能揭示生產變化趨勢、設備狀況等重要信息,但是需要采用尖端的分析工具從數據庫、數據倉庫中獲得這些信息,并以用戶能夠理解的方式提供給企業中的生產管理人員,才能發揮其作用。雖然目前的數據庫系統可以高效地實現數據的錄入、查詢、統計等功能,但無法發現數據中存在的關系和規則,無法根據現有的數據預測未來的發展趨勢。而采用數據挖掘技術和人工智能的方法使數據庫技術進入了一個更高級的階段,它不僅能對過去的數據進行查洵和遍歷,并且能夠找出過去數據之間的潛在聯系,從而促進信息的傳遞。通過分析歷史生產數據、庫存數據和交易數據,可以發現企業資源消耗的關鍵點和影響產品質量的主要因素,從而為企業客戶資源的優化配置提供決策依據,使生產過程處于良性循環。MES旨在提升企業執行能力,具有不可替代的作用。盡管MES在國內的應用仍然處于初級階段,但是,從MES的應用案例中,企業用戶已經達成共識:MES如果應用得當,企業最終能夠從中益。我們應該認識到MES是一種非常個性化的系統,這對企業根據自身情況合理選擇№S提出了更高的要求。為了配備一套與自己的企業最有效地結合在一起的MES,在建設過程中,我們不僅要客觀地認識市場、深入理解MES的真正含義,更要深入分析企業特點、明確企業實際需求,只有在這種基礎上建設起來的MES系統才會給我們的企業帶來真實的效益。
5 唐鋼冷軋MES的建設
目前,唐山鋼鐵公司規模不斷壯大、品種不斷增加,而建設唐鋼冷軋又是“十一五”時期公司在產品結構調整方面邁出的重要一步。為了適應時代發展,增強企業競爭力,唐山鋼鐵公司正在全面推進整體信息化建設。在建設公司ERP系統的同時,冷軋MES系統也是同期重點項目。目前,冷軋IVIES目標基本確定,唐鋼冷軋MES系統在充分吸收和借鑒國內外同類鋼鐵公司現有生產控制和產銷管理模式的成功經驗基礎上,結合唐鋼冷軋廠自身特點和要求,高起點地構建一套從接收熱軋原料卷開始,至成品發貨,集生產計劃管理、全廠物流跟蹤、庫管理、質量管理、能源介質管理、實際收集與成本管理等生產控制、過程優化、生產調度、計劃決策、成本分析于一體的先進的廠級生產信息管理系統,最大限度的發揮冷軋廠的設備產能,同時協調L2生產過程控制系統,優質、高效地完成ERP下達的生產計劃,為公司ERP系統提供準確的生產實際數據。下面就如何建好冷軋№S這個問題,結合前期調研情況,總結出了冷軋MES建設中需要解決的幾個關鍵問題。
5.1 實現過程控制系統和MES系統之間的通訊,確?,F場數據采集的準確性
冷軋廠有十幾條生產線,包括酸軋聯機生產線、鍍鋅生產線、酸洗生產線、單機架軋機、彩涂生產線、平整機生產線、重卷生產線、罩退生產線、酸再生、磨輥間等,這些生產線上采用的電氣控制系統各有不同。在調試期間,由于沒有MES系統配套,因此不能正常調試二、三級接口部分。目前,我們正在著手解決這個問題。建議在以后建新項目同時,就要同時著手MES的建設,只有兩者齊頭并進,才能提高工作效率。另外,根據唐鋼冷軋生產線眾多且產品各不相同的特點,在建設過程中,一定要深入現場,分析不同線所需要的技術參數,做到把能真正反映生產狀態的數據采集到系統。
5.2 物料跟蹤的準確性
跟蹤主要包括兩部分,一是生產線物料跟蹤,另一個是入庫跟蹤。由于冷軋生產線多,廠區內部產品就有很多出口、入口,流向復雜,所以一定要保障現場傳感器、一級、二級、鋼卷定位系統的正常工作,以保證跟蹤準確。
5.3 冷軋MES智能制造階段
在我們的MES系統中,一定要注意MES建設中的智能制造階段。采用數據挖掘技術和人工智能的方法使數據庫技術進入了一個更高級的階段,它不僅能對過去的數據進行查詢和遍歷,并且能夠找出過去數據之間的潛在聯系,從而促進信息的傳遞。通過分析歷史生產數據、庫存數據和交易數據,可以發現企業資源消耗的關鍵點和影響產品質量的主要因素,從而為企業客戶資源的優化配置提供決策依據,使生產過程處于良性循環。期待在冷軋MES逐漸成熟后,能夠對冷軋MES系統開發數據挖掘功能。
6 小結
MES在整個企業信息集成系統中承上啟下,是生產活動與管理活動信息溝通的橋梁。不實施MES,管控一體化只是一句空話。對于面向制造加工業和過程工業的ERP。脫離MES將無法根據市場需求去組織、管理和優化生產;MES技術在過去十年來己顯著地成熟。但MES的發展和應用是一個過程,而不是一個事件,不可能想象成功的MES實施是可以一蹴而就的。要取得長期的成功,要求改造制造環境,要求獲得有組織的支持,要求管理機制作適應性的改變。與此同時,MES軟件在改善維護、改善與其它IT管理軟件的接口等方面也有待于進一步發展、提高;要使企業信息技術網絡的投資迅速取得回報,從MES入手是一種明智的選擇。但是MES的實施需要恰當的規劃和細致的分析,可從旨在解決一兩個當務之急的工廠生產瓶頸問題著手,逐步地擴大。
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