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企業(yè)如何利用技術(shù)來管理和優(yōu)化車間作業(yè)流程,對于獲得工業(yè)4.0概念所帶來的全部收益和價值至關(guān)重要。數(shù)字制造需要一種定義明確的方法來管理來自工廠車間的制造操作和數(shù)據(jù)。隨著原材料成本的上升,全球市場競爭激烈以及對法規(guī)遵從性的日益關(guān)注,想要成功的公司需要減少浪費,提高質(zhì)量并監(jiān)控生產(chǎn)過程,同時還要提高產(chǎn)量。
從IIoT和工業(yè)4.0的角度來看,有關(guān)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的功能方式的爭論和討論很多。在此類辯論中也遇到了“公開”與“封閉”兩個詞。我將重點介紹開放式MES和封閉式MES之間的基本區(qū)別,以及哪種適合未來。
背景
傳統(tǒng)上,MES系統(tǒng)應(yīng)用程序旨在模仿生產(chǎn)過程,以幫助執(zhí)行生產(chǎn)過程。應(yīng)用程序是量身定制的,并駐留在設(shè)施內(nèi)的本地服務(wù)器上,并由內(nèi)部IT團隊或第三方提供商進行編碼。這些原始應(yīng)用程序雖然擅長執(zhí)行(這是它們的主要目的),但它們也有一些嚴重的缺點:它們的體系結(jié)構(gòu)很僵化,因為要進行任何更改都非常困難,從而導致可伸縮性和可擴展性問題。最重要的是,這些老式應(yīng)用程序被設(shè)計為只能與給定的設(shè)備一起使用,并且具有標準的圖形用戶界面(GUI),因此,處理技術(shù)的任何變化都將使當前應(yīng)用程序無用或?qū)е路浅0嘿F的升級。
這些應(yīng)用程序還具有與更高級別的業(yè)務(wù)系統(tǒng)(如ERP,SCM,CRM和WMS)集成的有限功能。這些MES應(yīng)用程序通常稱為“舊版”產(chǎn)品;通常是基于較舊技術(shù)的剛性系統(tǒng),其集成范圍有限,并且升級改造所需的工作量很大,因此升級路徑成本很高。在某些情況下,供應(yīng)商可能失去了支持其較舊應(yīng)用程序的能力。
開放式MES與封閉式MES
傳統(tǒng)應(yīng)用程序是“封閉”系統(tǒng)的完美示例,該系統(tǒng)旨在執(zhí)行特定功能,但功能和范圍受到限制。甚至有些引入了稍微更現(xiàn)代的體系結(jié)構(gòu)的MES應(yīng)用程序也可能被歸類為封閉系統(tǒng),我們將在本文后面部分討論。首先,讓我們了解開放系統(tǒng)的含義以及從工業(yè)4.0的角度選擇具有開放數(shù)據(jù)平臺的MES為何至關(guān)重要。
當前的工業(yè)革命(工業(yè)4.0)要求整個供應(yīng)鏈都具有端到端的連通性。這允許基于通過供應(yīng)鏈中集成的IT應(yīng)用程序獲得的智能信息,主動做出決策。這些系統(tǒng)使用實時數(shù)據(jù)(例如IIoT)添加上下文,以將原始數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)換并跨企業(yè)的不同層次和層級轉(zhuǎn)換為可操作的智能。
在理想的工業(yè)4.0環(huán)境中,在車間發(fā)生的事件會自動觸發(fā)整個基于IT的活動鏈。如果集成了正確的IT應(yīng)用程序并給出了正確的可見性,那么簡單的事件(如密封不良)會導致組件中的少量機油泄漏,將導致制造中規(guī)??涨暗男袆雍鸵娊狻?/p>
堅持以有缺陷的密封為例,一旦發(fā)現(xiàn)問題,MES就會開始起作用。由于MES已連接至過程設(shè)備,并保留了與密封相關(guān)的全部故障歷史記錄,因此可以向操作員發(fā)出有關(guān)這些過程問題的通知。MES通知可以包括供應(yīng)商詳細信息,發(fā)生的歷史和建議的糾正措施。這將幫助流程所有者采取下一步措施,而不會造成決策延遲。
此外,MES還可以發(fā)出警報并將警報發(fā)送到更高級別的應(yīng)用程序(例如ERP),以指示要運輸?shù)膬?yōu)質(zhì)產(chǎn)品短缺(延遲客戶訂單),或者使用傳感器數(shù)據(jù)來警告GMP中的違規(guī)行為的過程設(shè)備應(yīng)用程序。最終結(jié)果是供應(yīng)鏈更加緊縮,以限制損失,并提高了響應(yīng)速度,減少了延誤并減少了錯誤。
這樣的開放,無限制,豐富的通信同時使用支持IIoT的應(yīng)用程序和從應(yīng)用程序到應(yīng)用程序的集成,其中以MES為中心,這使工業(yè)4.0成為制造價值鏈的現(xiàn)實。
從車間實時收集數(shù)據(jù)。通過機器學習進行基本分析以開發(fā)模式,趨勢和見解;然后添加來自諸如ERP或WMS之類的各種應(yīng)用程序的輸入以創(chuàng)建智能,然后以所需的格式將其傳遞給最終用戶;通過MES自動在車間進行流程編排,質(zhì)量管理,合規(guī)性和持續(xù)改進。
使用傳統(tǒng)MES無法實現(xiàn)這種情況,傳統(tǒng)MES的簡單數(shù)據(jù)收集和報告的目的與Industry 4.0理想不符-缺少當今現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)所提供的豐富的集成和應(yīng)用程序間通信。
開放,現(xiàn)代的MES是模塊化但可配置的應(yīng)用程序,這是制造數(shù)據(jù)平臺的基石。該數(shù)據(jù)平臺通過已建立的設(shè)備集成協(xié)議支持與較低級過程控制系統(tǒng)的集成,以及與ERP / SCM等較高級應(yīng)用程序的集成。要使MES真正實現(xiàn)IIoT功能并執(zhí)行使其能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)4.0就緒的預期功能,必須具備這種開放式架構(gòu)和集成能力。
理想的開放應(yīng)用程序具有跨應(yīng)用程序?qū)舆M行實時通信的能力,并具有處理流和數(shù)據(jù)批的能力。流數(shù)據(jù)可以在源處處理;當負載或需求不太重要時,可以在以后收集,格式化和處理批數(shù)據(jù)。兩者都可以提供豐富的上下文,以實現(xiàn)有效,快速的決策,這是理想的開放應(yīng)用程序的關(guān)鍵功能。
相比之下,現(xiàn)在是封閉的應(yīng)用程序。對于軟件,它是指能夠與其生態(tài)系統(tǒng)的其他組件進行通信(例如,從過程設(shè)備中收集信息)的系統(tǒng),但是由于在與更高級別的應(yīng)用程序和其他Internet-過程和供應(yīng)鏈人員使用的已啟用設(shè)備。它可能也沒有能力用新技術(shù)進行擴展或豐富,或者為此付出的努力很大。如果您使用的封閉式MES與剛剛描述的封閉式MES相似,則您的MES并不是支持工業(yè)4.0的理想應(yīng)用,可能是時候考慮更改它了。
封閉的應(yīng)用程序由于其體系結(jié)構(gòu)而缺乏構(gòu)成開放式和無限制通信的制造數(shù)據(jù)平臺基礎(chǔ)的功能。
在這里得出的邏輯結(jié)論很簡單:如果您想走上工業(yè)4.0的道路,則需要切換到開放的現(xiàn)代MES。
我們已經(jīng)創(chuàng)建了幾本有關(guān)MES遷移的白皮書,以促進從封閉系統(tǒng)到開放系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變過程。重要的是要讓組織中合適的利益相關(guān)者,合適的顧問既了解您的業(yè)務(wù)又了解您的遷移目標,當然還要讓合適的MES供應(yīng)商參與。
工業(yè)4.0是現(xiàn)實,要獲得其收益并為組織過渡做好準備,您需要確保MES是開放的。封閉式MES可能會不必要地限制您獲得可見性,協(xié)作,供應(yīng)鏈優(yōu)化以及響應(yīng)能力和變化適應(yīng)性的競爭優(yōu)勢,因為可能缺少集成,數(shù)據(jù)收集和深度分析。
另一方面,開放式MES所帶來的好處遠遠不在于通過實時訪問流程和系統(tǒng)數(shù)據(jù)而獲得的顯而易見的集成和商業(yè)智能。開放的MES是您的數(shù)據(jù)和分析基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的骨干-工業(yè)4.0的基礎(chǔ)。