哪种技术最好:MES 还是专家砖?
制造执行系统(MES)是生产绩效监控链中的重要一环。它们是反馈生产信息所必需的传感器、执行器和可编程逻辑控制器与上世纪已成为全球生产管理标准的企业资源规划系统之间的纽带。它们远比专家砖更为全面。
但是,在 MES 这个缩写背后却隐藏着各种各样的系统,每个系统的规模和功能各不相同。大多数系统的规模都足以取代企业资源规划系统,并迅速成为名副其实的 “气体工厂 ”系统,只能与数量有限的自动化生产设备进行通信。
在技术激增的背景下,这一观察结果导致许多制造商对 “专家砖 ”产生了兴趣。“专家砖 ”是一种不太完整但更有竞争力和更符合人体工程学的生产监控系统,专门从事最完整的制造执行系统所提供的数量有限的功能。
ESM 在做什么?
MES 或生产管理系统的主要目标是根据实际资源情况管理生产订单,并向企业资源规划系统提供有关库存和生产的反馈信息。在 4.0 运动中,对资源状况的准确反馈是绩效的重要组成部分。有些人甚至将 MES 视为智能工厂的核心。
如今,制造执行系统(MES)就像一把瑞士军刀,功能更加广泛。ISA 95 规定了多达 11 项功能:资源管理/生产调度/数据收集和获取/质量管理/生产过程管理/计划和监控/性能分析/操作和调度管理/文档管理/劳动力管理/维护管理。
在最初的 CIM(通用信息模型)第 2 层 “产品定位、物理移动和批量管理 ”层中,MES 迅速占据了一席之地。该层确保了 CAPM 和 ERP 系统所在的第 3 层与自动化和 SCADA 机器控制系统所在的第 1 层之间的通信。
艰苦的部署
制造商对企业资源规划项目记忆犹新,而市场拓展服务也是如此:安装工作持续数月,开发工作有时晦涩难懂,常常东拼西凑,而且总是枯燥乏味。当智能成为企业资源规划系统的思考和决策头绪时,当我们试图淡化车间自动化的肌肉时,市场拓展服务系统就只能承担让这一切在工厂 “真正 ”运行的脏活累活。
在与传感器和 PLC 的现场通信以及与 ERP 类软件的持续兼容性要求之间,建立一个 MES 已成为一个障碍,特别是当某些功能与公司的其他软件包竞争时。
尽管技术革新促使市场拓展服务供应商降低价格,但成本仍然是这些技术的主要弱 点,特别是在 “一体化 ”软件包提供的全部功能最终并未得到使用的情况下。这类系统具有跨学科和多学科功能,其复杂的集成通常会产生额外费用(在非常高的 “标准 ”起始价格之后),用于支付专门负责硬件和软件配置以及最终用户培训的技术人员的干预费用。
对于市场拓展服务供应商来说,如何与不受可编程逻辑控制器通信影响的老式非自动化机器进行集成是一个额外的难题。能够应对这一挑战的供应商寥寥无几,而车间内受全方位市场拓展服务功能影响的往往是最先进的机器。
同样,最不熟悉新技术的现场团队也自动被排除在建立和运行 MES 系统的过程之外,这些系统只能由少数工程师操作,他们往往更注重信息技术而非生产…
当时,自动化系统与管理软件之间的通信并不方便,而市场拓展系统则提供了必要的可配置接口。因此,它们的物理集成和最终用户培训问题就不像今天这样严重,也不会完全违背即插即用的新模式。
未来工厂所面临的新挑战是灵活性和近乎实时的重新配置,而当前的趋势则是以能够快速实现的自给自足为目标。因此,专家砖应运而生。
随着专家砖的普及,市场拓展服务市场将不断发展
工业在其核心业务、基础设施和原则方面不断自我更新。信息技术架构正在发生翻天覆地的变化:物联网正在进入信息系统,自动化正在普及,电线正在消失,取而代之的是无线网络,现场总线正在被新的通用快速以太网所取代,云计算不再是禁忌,因为有些人梦想在客户和生产设备之间实现直接流动。总之,层层复杂的接口正在失去作用,而直通式流程正在出现。
方法上的变化同样显著。从对自动化和高性能规划的主要需求,到持续改进,再到敏捷性。员工重新成为系统的焦点,改变了管理和人机界面。精益管理比以往任何时候都更受所有决策者的关注:一个好的解决方案必须包括精益管理,因为试图用传统的指令性解决方案来实施精益管理是一个挑战。操作员的角色也在发生变化:有时,只有操作员才能指出某些要素或指导决策,因此必须将其专业知识轻松融入信息流中。
基于高度结构化和合理的标准概念,市场拓展服务是否仍然适应?这是许多制造商提出的问题,也是市场拓展服务供应商本身提出的问题,他们越来越倾向于将其 “一体化 ”产品分解为 “专家砖块”。
提供新的解决方案
被称为 “MES 砖 ”的解决方案是专门针对一个或多个 MES 关键领域(性能监控、可追溯性、质量管理、OF 监控等)的系统。它们属于 MES 领域,因为它们是传感器/自动装置和企业资源规划系统之间同一层通信的一部分,但提供的活动范围没有那么多样化,不过它们能更容易地覆盖这些活动,而且成本更低。
与完整的 MES 系统的主要区别在于其实施的灵活性。这些解决方案的设计通常是为了能够在大量的生产环境中实施,快速实现设备分析的标准化,无论设备是新是旧、已连接还是未连接。其目的是通过广泛使用的通信技术(蓝牙、WIFI 等),轻松实现与下层(传感器、PLC 等)和上层(MES/ERP)的通信。快速、有竞争力地集成这些专家组件意味着,制造商可以通过在一些试点项目上以极低的成本测试不同的新兴技术,不断更新其数字化计划,避免耗时的推广工作。然后,如果技术被选中,他们就可以按需连接数量有限的生产资源。
就数据的使用而言,专家砖供应商已清楚地认识到让现场团队参与使用生产监测工具的重要性,并将重点放在直观的编程和数据分析界面上,以便管理人员和操作人员日常使用。如果要在日常工作中使用该工具,操作员必须在现实和虚拟世界中始终处于操作的中心位置。
这些专家组件的贡献体现在其集成性、成本和易用性上,而这可以用一个关键标准来概括:敏捷性。但是,并非所有的 “砖块 ”都是一样的,有些 “砖块 ”可能会犯与最完整的 MES 系统相同的错误。例如,在集成方面,可能无法与任何年代的设备进行通信,因为有些专家砖只能通过 PLC 从机器中获取信息。在成本方面,许多供应商提供高度模块化的解决方案,但却要以高昂的定制开发费用作为回报。
TEEPTRAK是专门用于性能监控的专家砖的范例,但它不仅…
TeepTrak 与其他工业初创企业一样,起步于对简单生产监控工具匮乏的认识。公司为所有工业部门提供基于连接对象的交钥匙 MES 解决方案,用于监控任何新旧工业设备的性能。
TeepTrak 解决方案无需与 PLC 连接,也无需与工厂的其他 IT 系统自动连接:可在 1 小时内集成到任何生产区域,完全是外部集成,只需访问互联网即可与其服务器和工厂的其他 IT 系统(MES/ERP)进行通信。
该解决方案的目标受精益理念启发:以非常简单和具有竞争力的方式识别和恢复导致不达标的根本原因。它使用最新的通信技术(低功耗蓝牙、WIFI)自动反馈机器数据(速度、启动/停止状态、零件数量),并将其与操作员在平板电脑上提供的非性能原因数据联系起来。
所有这些信息都可以在数据整合平台上查看,从而使工厂能够快速了解工业资源不达标的主要原因。
该解决方案是极具竞争力和可扩展性的砖块专家的典范,它在 MES 的特定领域(性能监控)中具有独一无二的地位,并成功地与那些我们在此不提,但不难认出其名字的巨头们一较高下。
此外,我们还开发了其他构件,所有构件都处于一个生态系统中:用于监控物理值的 ProcessTrak、用于手动任务的 PaceTrak 和用于质量监控的 QualTrak。
自 2016 年以来,我们的解决方案已在汽车、农业食品、铁路、电子和航空航天等行业的 150 多家工厂大规模部署。