实现制造可视性

直到最近,制造执行系统(MESs)基本上局限于工厂车间,而且基本上不被注意。然而,由于技术、文化和经济方面的原因,军情局不再能够躲起来,只是做他们的工作。这些系统可能是制造业在几代人未曾见过的经济衰退中生存的关键。

Jeanine Katzel为《控制工程》撰写 二零零九年三月一日

直到最近,制造执行系统(MESs)基本上局限于工厂车间,而且基本上不被注意。然而,由于技术、文化和经济方面的原因,军情局不再能够躲起来,只是做他们的工作。这些系统可能是制造业在几代人未曾见过的经济衰退中生存的关键。

集成的MESs允许工厂操作人员捕获数据、执行配方和测量性能。

这类软件成功地收集数据,执行配方,并跟踪从原材料到成品的产品。博世力士乐公司(Bosch Rexroth Corp.)自动化系统产品经理泰德•塞耶(Ted Thayer)表示:“最初,MES专注于数据库功能以及建立和执行生产配方,它已经成为一个系统,可以在制造业越来越需要实时数据的时候,实现工厂/运营车间的可见性。”

MESs终于开始向他们需要的方向发展,塞耶说,“通过接入ERP(企业资源规划)系统,这才是他们真正需要做的。”Performix总裁兼首席执行官Sham Afzalpurkar表示赞同:“计划在ERP中进行,但ERP无法在工厂现场执行指令。它没有所需的粒度级别。MES做到了,而且实际上是在扩展ERP的功能。”

有几个因素影响着互操作性和集成的增长:

  • 系统和操作已经成熟。向客户机/服务器系统的转换支持不同元素的连接,并将关键数据放在最终用户面前。开放的ERP系统通过增加集成点加强了MES的作用。

  • IT承担了协调ERP和MES集成的责任。制造和IT运营的融合为新的应用程序和流程带来了综合的专业知识。

  • 面向服务的体系结构(soa)支持企业集成和互操作性。微软的BizTalk (www.microsoft.com)、SAP的NetWeaver (www.sap.com)和IBM的WebSphere (www.ibm.com)正在促进业务系统与ERP之间的连接。

  • 不断发展的法规,如国际自动化协会的S95(制造企业系统标准)和S99(制造和控制系统安全)标准,以及发展OMAC(机器自动化和控制组织),www.omac.org)标准,正在帮助在工厂一级建立数据交换和数据组装的最佳做法。

  • 互联网能力正在促进制造业的全球存在。Web不受时区和地理距离的影响,从而实现了原本要困难得多的接口。

MES功能扩展的一种方式是将自己确立为所谓的运营管理中的关键元素。GE Fanuc运营管理软件总经理Sheila Kester将这一保护伞定义为涵盖三个功能:执行、企业制造信息(EMI)以及质量和合规。“运营管理概念将上下文应用于数据,”她解释说。它们包括让操作员、主管和分析人员了解工厂车间发生的事情,以及质量和合规功能,以及执行记录保存以证明产品是根据规范制造的。”

通过显示实时数据并与业务系统交互,MES仪表板充当了企业报告机制。

更广阔的视野

Performix的Afzalpurkar也有类似的看法。他指出:“许多公司在上世纪八九十年代推出了erp,随后又推出了供应链规划工具。”“他们中的大多数人都忽略了一点,你可以有最好的供应链规划,但如果你不能对车间发生的事情做出反应和回应,你的系统就没有什么价值。您的操作只有与车间连接并在供应链中需求变化时执行的能力一样好。为了获得投资的全部收益,公司现在开始采用运营管理和MES。”

Wonderware的MES产品经理Maryanne Steidinger强调说,如今,成熟的运营管理使工厂功能更加灵敏,而MESs是为工厂提供企业可见性的使能技术。“公司必须继续投资于系统,使他们能够以更少的投入做更多的事情,这就是MES所做的。制造商可能没有足够的资金来建造新工厂或增加新的生产线或员工,但他们可以让现有的基础设施和设备更智能地工作。”

研究证实,商业和运营之间的文化界限是模糊的。

是再培训的时候了

虽然理解MES技术很重要,但最终,成功的安装是关于经济和文化的。MES供应商AspenTech负责营销策略和研究的副总裁艾莉森•史密斯表示:“我们必须缩小文化、金钱和技术上的差距。

“在这一点上,我们没有很多人能够同时在他们的头脑中掌握企业图景、系统图景和详细的过程图景,”Smith说。“IT部门并不总是了解工厂层面的情况。生产部门作为一个孤立的实体运作太久了。我们今天要进行一次非常有趣的再训练。在过去的十年里,制造业集团一直在分裂,现在我们需要它们迅速走到一起。这是一项艰巨的任务。”

罗克韦尔自动化的市场开发经理Darren Riley对此表示赞同。“运营和业务之间存在脱节。我们需要更多的标准,但它们姗姗姗姗来。”他指出,运营指标与财务、业务和绩效指标之间缺乏一致性。“这是一个文化问题,而不是技术问题。如果MES和业务系统之间没有紧密的耦合,业务系统中就没有作为决策基础的经验数据。你需要一个MES。”

在批处理创建过程中,操作员可以在加载特定批处理之前修改参数。

凯斯特说,在其他文化因素中,劳动力老龄化实际上可能会加速MES的采用。太多拥有太多机构知识的退休人员将无法被取代,企业将需要找到一种方法来获取这些失去的知识。史密斯对此表示赞同,称其为“灰2k问题”。我们正在失去很多专业知识。这是我们的下一个新危机。我们需要提高效率,而我们正在失去能够帮助我们做到这一点的人。”

过去三年惊人的经济变化给制造商带来了前所未有的削减成本和提高效率的压力。“我们看到大宗商品和原材料价格大幅上涨,”凯斯特说,“其中只有这么多可以转嫁给消费者。制造商唯一的选择就是降低制造产品的成本,这就是MES和运营管理的意义所在。”

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MES实现技巧

MES的实现既不简单也不快速。博世力士乐公司自动化系统产品经理Ted Thayer建议,首先要明确你的期望,“在开始之前了解MES系统。在开始之前了解MES是什么以及它可以为您做什么。知道你期望系统实现什么。”

第二,考虑逐步实施制度。Wonderware MES产品经理玛丽安•斯泰丁格(Maryanne Steidinger)表示:“尽管有些公司选择一次性完成所有工作,但循序渐进的方法确实更好。”“一次只执行一个领域;完善它,然后继续前进。好处将更加明显。”投资回报率也会更快,通常在六个月到两年之间。

为了在MES中取得成功,Steidinger建议如下:

  • 理解你为什么要买它;

  • 允许所有利益相关者提供投入;

  • 获得所有利益攸关方的支持;

  • 获得足够的技术帮助,如有需要,包括顾问或集成商;和

  • 尽职调查:确保您选择的供应商能够满足您现在和将来的需求。

此外:

  • 确保您的系统是可定制的,但限制基于代码的更改。GE发那科运营管理软件总经理Sheila Kester警告说:“太多基于代码的修改使得MES升级变得困难,甚至不可能,因为变化太多了。相反,应该努力改变配置,使核心代码保持不变,但允许系统被塑造以满足您工厂的需求。”

  • 不要忽视安全问题。“工厂车间可能是安全链上最薄弱的一环,”塞耶说。“通常,我们没有对车间的网络给予足够的关注,这是非常脆弱的。它们是进入该设施的潜在后门。”

  • 考虑应用ISA S95,以方便系统集成。AspenTech负责营销策略和研究的副总裁艾莉森•史密斯表示:“S95给那些看似杂乱无章、模糊不清、失控的东西赋予了一些结构。”“我们看到的最大错误是,公司在绘制地图之前就假设哪些系统会做什么。我们发现帮助大家说同一种语言的最佳工具是S95。”

www.aspentech.com

www.boschrexroth-us.com

www.gefanuc.com

www.wonderware.com

“我们看到的最大错误是,公司在绘制地图之前就假设哪些系统会做什么。我们发现帮助大家说同一种语言的最佳工具是S95。”

作者信息
珍妮·卡泽尔是控制工程。打给她jkatzel@sbcglobal.net