MES持续提升制造业生产力

    采用MES，企业可以调取全部的生产数据和生产过程中的极限数据

　　以前，为了借助于制造执行系统(MES)提高制造业的效益，人们便相继装入各种单个功能件。目前，可用一个ROI程序分析软件对制造业所需的MES实施更新，从而达到提高企业生产效益的目的。

　　当前，制造执行系统(MES)在工业用软件方面已经占有稳定的地位。但是，人们还是常常用如企业数据检测、企业生产管理或计算机辅助质量系统(CAQ)这些传统的概念来取代MES。而实际上，许多欧洲生产企业为了提高其竞争力，采用了集成软件的方案，设置了MES。 除了这些传统的概念方面外，对MES类型的描述也使用户感到混乱不清。一开始是将MES作为一个独立的系统单元来描述的，认为MES是生产企业为完成特殊的生产任务需要而设置的类似于企业资源规划系统(ERP)的设备系统;而另一个观点则认为MES是ERP的一个附件;而第三种观点是把MES看作机器设备控制装置的延伸设备。这些观点没有能够贴切地呈现MES的性能，德国工程师协会(VDI)在其规定5600中对MES的性能下了定义。

　　其最重要的性能如下：

　　●实时能力：MES应能实时对生产中不同变化作出反应，并进行加工处理，形成应对不同变化的各种新建议。该系统必须能够对使用者输入的数据快速反应，并必须在现实的生产状态下平衡使用者所输入的数据。而之前的ERP对生产状态进行加工处理及差错纪录的方法，对MES来说并不适用。

　　●持续性能：MES须能在生产过程中持续应用。在极端情况下，必须能够一年365日、每日24h持续应用;而ERP已不适用于生产制造企业。

　　●足够的数字化程度：MES须能对生产中的重要数据实行检测并进行处理，并能准确给出生产过程中的各具体时间的重要数据变化，如生产设备利用率、出废品的原因、延迟供货的原因和订单供货剩余等。

　　●模块化：MES不是一个功能有限的单独结构件，而是一个模块化的软件结构件。为了避免出现多个界面和调整过程，MES须相适应地水平集成。为了适应生产企业不同生产任务的需要，MES必须要备好与生产制造企业相适应的模块，该模块还须能够非常容易地通过数据化或按规格改为具备生产制造企业所需的特别功能。

　　图1 制造执行系统(MES)的示意图：MES的功能集结在各个不同的组群中

　　MES对生产制造企业来说是个决定性因素

　　不论人们对MES的理解如何(认为其是单独的设备系统，或是认为其是ERP的一个附件，或是认为其是机器设备控制装置的延伸设备)，MES的使用对生产制造企业来说都是一个决定性的因素。准确地说，如同必须将MES看作是模块化结构一样，使用者也必须模块化地看待MES的作用，MES的作用可以用减少浪费来描述。为此，有资料描述出以下浪费的形式：超产造成的浪费，等待或停机造成的浪费，原材料运输中造成的浪费，加工过程中造成的浪费，周转造成的浪费，不必要的动作造成的浪费，出错造成的浪费，超高能耗造成的浪费，提供文件有漏洞/逆向追踪可能性造成的浪费。

　　生产制造企业不能存在上面所涉及的问题(为的是将浪费降至为零)。为此，必须要对生产环节中的很多细微处进行调整。因为，许多小效率能够汇集成一个生产制造企业的大效率。而为了实现这些小效率，MES必须具备相应的功能。图1 是一个模块化MES的示意图。MES的功能集结在各个不同的功能组中，其功能组名称是根据市场上通常使用的机构组织排序而定位的。图2 所示是图1中标出的各功能组的各小效率组成的总效率。

　　这种简单的考虑表明，不对生产制造企业进行全部检验考察，就将MES运用于生产制造企业的各个标准化部门，对提高企业的效益是没有意义的。要通过各个功能组件来取得改进效益的目的，则必须进行细化，并在整体方案中加入这些细化的结果，并加以考虑。在此，有些工具，如MPDV 的ROI程序分析软件便是一个有效的辅助工具(图3)。

　　MES的主要优点是对数据的现实运用

　　从各种不同目标出发进行细化评估，从而实现功能局部化，借此改善生产制造企业效益。将所有必要的功能单元及其效益汇集在一起，便形成了ROI分析软件潜在的节省浪费的可能性。

　　在MES中有许多数据高频率地出现，有一部分数据将在压缩算法中使用，生产制造企业加工生产订单所要求的原材料、所需人工以及质量方面的逻辑值覆盖了 ERP。MES的主要优点是现实加工处理这些数据;但遗憾的是，这个优点目前在生产制造企业中还没有能够充分显现并得到重视。

　　图2 制造执行系统(MES)的每个模块结构件均提高生产效益

　　现实的数据在一个适当的压缩件和适当的网络里形成对生产企业生产状况的断定，然后可以此为依据，针对生产中的变化，特别是针对负面的变化立即作出反应，并提出针对性的改进措施。为此，MES在其所具有的标准功能中还必须具备监控功能。例如，有一个产品可以具备这样的监控功能，那就是MPDV的MES驾驶室(MES-Cockpit)。通过模块监控、状态调整监控和效能分析，从三个角度向用户反映其企业的生产状况。

　　功能组监控显示生产企业所有与生产相关联单位的现实状态。这里所指的现实状态可以是企业生产能力的现实利用程度，也可以是企业产品订单完成程度和生产工序的现状。状态调整监控是面向生产企业的工长、部门领导和开工准备人员的。这里所有的现状都是按标准规定来设置的;而当生产单元、机器设备、机器机组、生产部门等远离标准值时，功能组监控便于以显示。

　　较长时间评估实现效能分析

　　这些效能分析的功能组非常有效，可以立即发挥作用，并阻止由于负面的生产状态给生产造成损失，或限制负面生产状态，使其恢复到正常。效能分析的功能组是面向工厂领导和监控人员的，可通过较长时间的评估实现效能分析。这样既可以调整某台具体的机器，也可以调整整个设备机组。有效的分析工具可以实现产品方面的调整，也可以实现订单方面的调整。

　　谈到MES驾驶室，由于其具备多项监控功能，因此已经成了一个分析工具，对提高企业的竞争能力起着至关重要的作用。人们很少将其用于商业方面的检验，而是用于确定企业生产过程中所出现的负面状态的分析。通过对不同的较长时间段的观察，人们可据此避免企业生产过程中产生薄弱环节。

　　MES的实时性值得人们予以特殊的关注。为确保生产制造企业能够合理有效地安排工序以及时完成订单任务，按生产需要，尽可能准时合理地调配企业生产所需的各种资源便十分重要。与所需工具不到位或安排人力不合理一样，过早或过多调配生产所需的材料也会阻碍企业提高生产效益。

　　以前，生产制造企业进行生产规划，而今天使用ERP，都是努力根据越来越准确的规划状态来解决企业生产效益的问题。生产制造企业中的许多事情不可能在一个任意长的层面上进行规划和安排，会有很多不可预期的情况出现，以至使规划与安排搁浅。因此，生产制造企业应该实施“实时生产”的概念。这就是说，必须要判读企业的现实生产状况，必须适应这种现实状况并采取相应的行动。

　　MES的遥控件是重要部件

　　简单的逻辑表明，MES的遥控件是一个重要部件。而事实也表明，为了能够提出正确的计划建议，遥控件必须始终根据企业生产状态的变化进行调控。MES的优点在于，生产制造企业上一班生产中所执行的计划，最晚要在下一班开始后两小时就作废，MES根据生产订单和机器设备数据的模块化检测，以及对生产质量的安全性和现实生产状况的监控，借助于生产指挥站，持续出具企业生产的系列计划。

　　生产制造企业必须持续实施这样的生产过程模式，这样便达到了企业制备顺序的最佳化，减少了生产过程中运用设备的总数。更重要的是，由于避免了那些往往是由于没有企业制备顺序计划而导致出现的故障，从而减少了排除故障的工作量(图4)。目前现实的发展表明了MES的功能在实际使用中还存在着新的使用可能性，即MPDV及其产品X-MES在服务中对主要的实时部件进行总结，使之可以在应用服务领域使用。该领域的一个知名的平台是由SAP提供的MII。X- MES模块为这个平台提供核心功能件，也就是提供了在MES里的数据检测和评估的基本设备。

　　图4 如果用制造执行系统(MES)领导站持续对生产作出细致计划，可使企业制备顺序自动达到最佳化，降低运用设备的总数，并大大减少故障排除作业

　　X-MES模块具备多重组装的可能性

　　通过MII，可以保证现有的SAP界面。用延伸构件，X-MES模块具备多重组装的可能性。用数据检测模块X-DAS，可实现生产制造企业各个部门整个数据检测过程。一个出具了证明书的程序通信控制器(X-PCC)完善了一个宽泛的机器设备交互平台。如果绝对希望集成SAP，用X-MES模块可以创建一个功能良好的MES环境。

　　以上介绍的模块化系统可以在企业中应用，能够用来改善企业的生产状况。但是，将这种快速提高企业生产潜力的措施具体引入企业，还要靠未来生产制造业的竞争情况来决定。

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