沈斌分享 http://blog.sciencenet.cn/u/bshen 同济大学中德学院机械工程系主任、制造执行系统(MES)分会理事长

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准确理解制造执行系统(MES)(三)----实施MES是企业提高经济效益的最佳切入点

已有 2890 次阅读 2019-8-9 14:16 |个人分类:学术论文|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 智能制造, MES

 

准确理解制造执行系统(MES)(三)

----实施MES是企业提高经济效益的最佳切入点

 

同济大学中德学院  沈斌 教授

 

德国工业4.0实施战略报告(2015)给出的定义:工业4.0 这个术语表示第四次工业革命,是产品生命周期中价值链整体升级和重组的阶段。在工业4.0 的背景下,产品周期将以日益个性化的客户需求为导向,整个周期包括从创意到根据订单研发和生产,再到产品交付最终客户,还包括相关服务。

根据工业4.0提出的纵向集成就是在企业内部,在产品全生命周期中,全面实施数字化。

30多年来,我国在企业数字化/信息化上也开展了大量的研究和实施,但大多数企业未能获得预期的经济效益,究其原因种种,我认为主要是:

  • 企业数字化/信息化规划方案与企业经营模式和业务流程不一致。也就是先进的数字化/信息化系统与企业实际业务流程不完全融合,或者数字化/信息化系统的详细程度(系统课粒度)不够精确和全面,有些还需要人工的干预,造成系统的数据和信息不一致,甚至矛盾。

  • 认识上的错误:

    • 只是将纸面数据/信息转换为电子数据,如用EXEL表。而实际操作还是人工在处理。这种只是改变了数据/信息的载体,没有改变操作方法和手段,肯定不会得到计算机数据/信息处理、分析的优点。

    • 担忧失去工作岗位。也就是实施了数字化/信息化系统,简化了业务流程,有些岗位甚至取消。而这些岗位原来往往是有经验丰富的人员完成的,这些人年龄也偏大,转岗去学习操作数字化/信息化系统还不如年轻人上手快。

  • 生产计划与实际生产过程脱节,或失控。计划再好,但跟不上实际生产过程的变化,如果不能及时修正计划,必然造成了计划与实际执行两张皮。其结果是实际生产过程不是按照原来优化的计划来生产,生产是处于失控状态。

  • 企业最增值的部门(车间或单元)没有实现数字化信息化系统,如MES系统。车间或单元是基本的生产单位,日久年长不断地为企业产生增值,而现在许多企业还是靠手工在计划和调度,没有最佳地发挥设备和人员等潜力,甚至降低了其作用。

     

    车间或单元的生产中,为了完成一个生产任务,涉及到众多的资源,如设备、工具、人员、原材料、工艺等的合理调配,缺一就不能正常生产。在过去大批量、单品种或少品种生产情况下,每天甚至更长时间内,生产一个产品或同样的生产任务,可以一次性地调配好上述资源。而在多品种、小批量生产中,每天都会生产多个产品或不同的生产任务,上述资源频繁地调配(计划),人工处理已经是无能为力实现优化的配置。

    因此,个性化多品种、小批量生产中,在车间或单元(我们同济大学也提出过叫独立制造岛)或生产线的生产单位中,实施MES系统,是解决上述问题的最佳选择。

    MES系统小而精。小指它针对一个车间或单元或生产线的一个生产单位;精是指它统一考虑了这个生产单位中所有的资源,并精确地为每个班次的作出优化的资源配置,并根据反馈的实际生产状况,迅速作出滚动计划(修正计划),使得计划与实际生产保持同步(也称之为虚实同步),让实际生产按优化的计划和合理可行的资源配置下进行。

     

        MES系统涉及许多功能,如德国VDI5600标准(VDI:Verrein Deutsche Ingenieure e.V.德国工程师协会,共有145000工程师会员,是欧洲最大的专业协会)定义了九大功能模块:

        1)作业计划与控制

        2)人力资源管理

        3)生产资源管理

        4)质量管理

        5)性能分析

        6)现场数据采集

        7)物料管理

        8)信息管理

        9)能源管理

 

    我认为其核心主要是:

  • 车间或制造单元的作业计划的优化,有的把这部分加以扩展,称之为APS(Advanced Planning System,高级生产计划),它是基于有限资源的计划。

  • 智能的实时生产调度,根据反馈的的实际生产状况数据和信息,制定滚动计划,并实时地指挥生产。

  • 实际生产状况的感知,有的把它称之为SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,即数据采集与监视控制系统)。

     

    对于以上功能模块,将另文分析。

     

    2019年8月9日

 



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