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智能制造與工業(yè)4.0概念是相近的。智能制造涉及的內(nèi)容很多,今天我們只說說 MES 與目前已經(jīng)在應(yīng)用的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)數(shù)據(jù)分析 的關(guān)系。
MOM/MES 定義
隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,不少人覺得 MES 已死。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)要取代傳統(tǒng) MES 了。事實(shí)上 MES 也一直在發(fā)展,2000年后出現(xiàn)的 MOM(制造運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)) 正在逐步取代傳統(tǒng)意義上 MES 作為一個(gè)狹義軟件的定義。MOM 作為一個(gè)平臺(tái)對(duì)象層包括了生產(chǎn)階段所有的軟件系統(tǒng),當(dāng)然也包括傳統(tǒng)意義上的 MES 系統(tǒng)。
從下圖的中間一層也可以直觀的看出 MOM 作為生產(chǎn)層面管理平臺(tái),有了更為明確的邊界。將生產(chǎn)階段所有系統(tǒng)統(tǒng)一起來,更容易實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)工作。有利于智能制造的推進(jìn)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在很火。傳統(tǒng)工業(yè)巨頭 GE ,西門子都推出了自己的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭阿里、百度也將業(yè)務(wù)范圍拓展到工業(yè)領(lǐng)域,其中阿里依靠阿里云的智能制造解決方案更是提供了億級(jí)設(shè)備接入、海量數(shù)據(jù)分析的能力。
目前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還處于初級(jí)階段,由于各個(gè)廠商設(shè)備通信協(xié)議互不相同,甚至有些設(shè)備自身沒有開放接口,在數(shù)據(jù)抓取階段就造成諸多不便。目前大多數(shù)廠商都處于采集數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)展示數(shù)據(jù)階段。對(duì)數(shù)據(jù)的具體分析應(yīng)用案例還比較少。
當(dāng)前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要在以下兩個(gè)方面。
設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控,遠(yuǎn)程運(yùn)維。
預(yù)測(cè)性維護(hù)。通過采集大量設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)加上合適的模型算法,分析設(shè)備的健康狀況,故障提前預(yù)警??梢詼p少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用及對(duì)生產(chǎn)的影響。
MES 是智能制造的骨架
為什么 MES 是智能制造的骨架,也要從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)大數(shù)據(jù)分析兩個(gè)方面來說。
1. 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
要實(shí)現(xiàn)智能制造低成本、高效率、大規(guī)模定制化產(chǎn)品生產(chǎn)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是必須要完成的,到時(shí)所有車間設(shè)備互聯(lián),基于邊緣計(jì)算,所有設(shè)備具有自我感知能力,可以實(shí)時(shí)向物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)傳遞設(shè)備的運(yùn)行情況。而且基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)還可以針對(duì)不同設(shè)備開發(fā)不同的 APP。但是物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)離生產(chǎn)業(yè)務(wù)較遠(yuǎn),無法兼顧生產(chǎn)計(jì)劃、質(zhì)量、物流、生產(chǎn)過程等方面。
而智能制造的一個(gè)核心功能就是實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)效率最優(yōu),這就需要一個(gè)有全局視野的大腦中樞來整體調(diào)度。當(dāng)一個(gè)訂單到達(dá)時(shí),首先 MES 要根據(jù)這個(gè)訂單的工藝流程來判斷在哪些設(shè)備上生產(chǎn),工藝參數(shù)是多少,有哪些個(gè)性化需求。同時(shí)也要實(shí)時(shí)掌握車間設(shè)備的運(yùn)行情況,哪些設(shè)備正在等待,哪些設(shè)備正在處理未完成訂單,設(shè)備工況是否良好,所需的物料是否到位,物流情況怎么樣,怎么安排訂單的執(zhí)行順序來達(dá)到生產(chǎn)效率的最優(yōu)。而這個(gè)整體的自發(fā)性調(diào)度由物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)自身來完成是不現(xiàn)實(shí)的。
當(dāng)所有設(shè)備互聯(lián)時(shí),設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和訂單綁定,實(shí)時(shí)傳回到 MES,可以記錄各個(gè)訂單的工藝參數(shù)、檢驗(yàn)參數(shù)。確保產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)也為后面的數(shù)據(jù)分析儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。
2. 數(shù)據(jù)分析
要實(shí)現(xiàn)智能制造中的智能還離不開數(shù)據(jù)分析及人工智能算法。數(shù)據(jù)從哪里來?車間數(shù)據(jù)主要包括兩個(gè)方面。一是設(shè)備自身的運(yùn)行數(shù)據(jù),如溫度、壓力等工況,這些可以從物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中直接獲取。二是訂單生產(chǎn)過程中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),這部分?jǐn)?shù)據(jù)與業(yè)務(wù)關(guān)系緊密,從訂單下達(dá)到完成過程中的所有記錄都在 MES 系統(tǒng)中記錄著。在數(shù)據(jù)應(yīng)用中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)價(jià)值肯定會(huì)高于設(shè)備自身運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù),所以從數(shù)據(jù)分析的層面上來講,更應(yīng)該完善好 MES 系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集能力。
除此之外,智能供應(yīng)鏈、智慧物流等整個(gè)智能制造體系中的分支都需要一個(gè)核心骨架串起來,而目前來看,MES 作為智能制造的骨架是最合適的。