近年来,智能制造技术发生了很多变化,尤其是在我们经历了 COVID-19 之际。
COVID-19 导致工厂车间关闭,几乎没有人力来维持运转,因此需要模拟和自动化的新时代。
话虽这么说,让我们建立我们的平台、我们的应用程序层来管理车间中可能出现的全新加速技术世界。让我们确保我们已将正确的 MOM/MES 层应用到 PLM 平台,直至企业管理/ERP……
对于大多数制造组织来说,运营技术 (OT) 和信息技术 (IT) 共存,但通常是孤立的。它们之间的差异造成了信息不平等,导致数据应用效率低下。整体制造效率取决于一维生产线数据。
为了突破这些差异,我们需要在数据平台上收集纵向和横向的数据信息,并展示它们在IT/OT护理算法和应用工具方面的协同作用。
未来是迭代的自主认知、自主决策、自主反馈。由此产生的任何决策都更具适应性、更灵活,并且对双方都有利。
4IR和制造业4.0技术不仅仅是工厂内的项目,而是整个集成生态系统的产业链重组。通过跨公司、人员、产品和流程的数字主线,可以创建新的自我意识、自我决定和自我完善。
在第四次工业革命中,宏观驱动因素仍然是消费者对更个性化和更智能产品的需求,这不仅意味着重新确定产品创新和设计的优先顺序,还意味着陆上、近岸和较小程度的离岸制造的复杂性和生产力。目标是通过根据生产流程状态的实时变化自动调整生产线护理和自我生成的见解来展示价值。
工业4.0关心的是大数据与人工智能结合的应用,从数据中寻找“黄金”。于是,公司现有的运营流程系统,包括ERP、PLM等,成为重要的整合重点。
让我们看看受影响的关键应用程序
ERP-企业资源规划
它整合企业内部各个部门的工作流程,统一内部数据处理程序,即时反映内部资源利用率,为决策提供信息。
主要系统包括财务、人力、生产流程和供应链管理。
ERP系统的最终目标是整合企业的生产、销售分销、人力资源、开发、财务会计等工作流程和信息,并通过ERP系统有效实施。协助企业建立流程、制度、标准,减少人工重复性工作,保证公司的TQC(交期、质量、成本)控制,优化运营管理机制,从而提升企业的核心竞争力。
在ERP出现之前,制造业开始规划如何更好地管理生产和采购,从“物料需求计划”开始,其中包括物料需求计划。
这个想法是,MRP 需求通过物料清单 (BOM) 计划采购和生产,直至生产和原材料采购的提前期 生产何时?购买数量是多少?产量是多少?
但生产流程的灵活性、频繁的设计变更和图纸插入,使得管理过于复杂和繁琐(例如数据输入不及时、库存不准确)。
然后,在企业按订单生产的假设基础上进一步推进。因此,当订单发生变化时,采购订单和工单生产计划要链接起来。
然而,孤立地使用这种新的需求计划解决方案,对材料计算的关注是远远不够的,因为没有充分考虑制造过程。由此,MRP将设备和劳动力资源纳入整体有效的规划和控制。然而,在资源有限的情况下,这就是 CRP 工具(容量需求规划)的工作。
20世纪90年代初,Gartner Group思想出现,首先提出ERP,将制造资源的概念延伸到企业的整体资源管理,包括财务、营销、人事、人力资源整合和研发等。
MES – 制造执行系统
MES是整个生产线制造过程中生产信息的集合,并及时提供生产信息,避免单实例生产瓶颈。
MES方法是从用户的角度出发,提供实时信息以供生产线使用:
- 操作人员在生产过程中需要什么信息系统?
- 设备维护工程师在生产过程中需要什么样的信息系统?
- 工艺工程师/制造负责人/厂长在生产过程中需要什么样的信息系统?
- 自动化流程信息系统的目的、类别和作用?
MES需要为用户提供生产线上详细的分析和处理数据,以及调度和总体管理信息。这将为生产管理提供足够的数据进行交互,从而为整个工厂提供连续的生产管理信息。
因此,完整的 MES 系统需要包括生产线上执行的所有关键功能,例如:
- 生产线实际生产流程,
- BOM、MRP、MPS、
- 标准工时和详细的生产排程,
- 文件控制,
- 生产数据采集,
- 人员管理,
- 质量管理,
- 生产过程管理,
- 生产异常管理、
- 设备维护和修理,
- 产品跟踪与恢复、生产绩效分析
MES系统的引入有助于改善或解决以下问题:
- 数据使用效率低下
- 网站上的文件太多
- 该网站有过多的正在进行的工作
- 操作流程不合理
- 未集成的应用系统
- 生产问题无法立即反应给相关人员
- 没有足够的信息用于决策
- 质量成本过高
- 追踪能力不足
- 网站账单不符
总之,使用 MES 的好处包括预期的基本盈利能力、提高即时交付和产品质量、缩短制造周期、消除重复数据输入、减少生产线班次之间的文书工作、减少生产线规划、改进客户服务、减少设置成本,以及更可靠、更准确的生产排程方案。
PLM-产品生命周期管理
然后,我们进入 PLM 层;产品的上下游,从产品角度管理需求、构思、规格、研发、设计、工程、制造、销售、服务和维护的每个阶段。借鉴相关信息,从技术角度来看,企业内所有与产品相关的物料,以及与这些产品物料相关的作业,都通过信息系统进行有效的集成和控制和操作。产品创新、研发是企业竞争力的命脉,但在管理上却往往充耳不闻。但如果能随时掌握与产品研发相关的信息,比如每个研发项目的进度统计、每次派工产出的完成率、延误率等,语言是高层管理人员最好听的一种语言。此外,它还可以提供与实施或缺乏相关的细节,缩短上市时间,降低工程变更成本,妥善管理研发成果,大大提高产品开发的效率和质量。
定义 PLM
从广义上讲,从整个企业的角度来看,产品数据的管理及其流程的管理,即PLM是辅助企业管理数据及其流程的方法。狭义上是指研发应用于工程规划,强调研发和工程运营过程中如何有效整合产品数据(蓝图/文档)和工作流程(工程流程执行),探索如何整合后台ERP、 MRP、MRPII系统和SCM、CRM系统。
PLM 的范围
PLM的范围由传统的产品数据管理延伸,关注产品生命周期,增加整体项目管理,集成企业内相关信息,向客户提供或集成集成信息。最后,它为设计、资产管理、维护或数据交换提供协作平台,以扩大PLM的覆盖范围和应用。通过PLM,可以大大提高研发项目管理的透明度,提高研发部门的效率。研发过程可以通过流程管理保证研发质量。通过系统编号管理,产品名称规格不再重复,方便研发查询,以及所有物料需求。所存储的BOM等文件可以集中控制并随时可供查阅。ERP信息可以同步集成,使公司能够快速响应客户需求的变化和市场的变化,达到Time to Market & Time to Volume。
联合办公系统
在工业4.0的架构中,生产体系的逐步细化并不意味着工厂一定会变小,而是对生产的控制力更大,从生产计划和管理的角度来说,更加敏捷、精益,具有更小、更灵活、更高效的优势。轻松优化本地生产单元。
智能制造的特点之一是生产系统可重构,改变相关生产系统的属性和参数。为了符合实际的生产控制,经常需要不断更新数据信息、现有资源、其当前特性以及当前和未来的订单。
最大的挑战是在制造和计划单元不断细化的背景下,企业ERP层与生产管理、MES/MOM之间的信息集成。ERP系统控制全企业的行政和业务流程,ME系统与生产线密切相关,不断优化生产并记录生产过程信息和技术参数。
数据包括时间和数量、质量、机器和设备状态、故障及其原因。这些信息反映了生产系统的状态,进而影响ERP系统中的生产计划。
下一步
我希望ERP和MES系统之间的界限在工业4.0环境中不断模糊,企业ERP层不断融入制造运营管理。MES系统非常仔细地管理生产过程,并且根据各个系统组件提供的功能,有多种方法可以与ERP系统集成。
集成的目标是改进制造业务流程,通过这些流程集成MES和ERP,并根据两者之间的信息“进出”设计两个系统之间的API接口。
ERP和MES形成完整的计划、控制、反馈、调整的闭环系统。通过API,计划、命令传输和反馈响应,使生产计划、控制指令、输出信息贯穿ERP、MES、过程控制系统和基础。自动化系统中的透明性、即时性和流畅的交互。
MES和ERP集成的关键在于业务流程的优化和集成,以及对所涉及的MES和ERP系统进行具体分析,以充分发挥各个系统的优势。首先,信息系统是为了提高制造业务。MES和ERP各自解决一些业务问题并反映一些业务流程。该流程是MES和ERP集成的“粘合剂”。
总而言之,工业4.0关注的是垂直和水平跨领域的数据和集成。呵护IIoT智能传感技术,从被动到主动的制造过程管理,信息不仅得到集成,而且创造出更多智能和有价值的应用。
系统不一定需要重建,而是专注于开放的API架构和网络
边缘计算、人工智能、工业物联网都将变得不可或缺。