經(jīng)常聽說,自己也常說,MES的定制性很強,很多時候都成順口溜了,其實一直沒做深入思考,今天想對MES的定制性內(nèi)涵,進(jìn)行一下初步分析。一己之見,僅供參考。
MES是面向工廠或車間生產(chǎn)過程的管控系統(tǒng),支持進(jìn)度、質(zhì)量、成本等業(yè)務(wù)的協(xié)同運行,是承接上層ERP和底層硬件控制的橋梁,不僅支持正常的過程管理,也支持例外發(fā)生后的協(xié)調(diào)處理。MES是工廠或車間業(yè)務(wù)運行的一種支撐性載體系統(tǒng),是為工廠或車間業(yè)務(wù)的開展服務(wù)的系統(tǒng)。
因此,如果說MES的定制性很強,應(yīng)該是工廠或車間業(yè)務(wù)存在差異,所以才導(dǎo)致MES必須進(jìn)行定制或者突出某種重點才能夠滿足。那工廠或車間業(yè)務(wù)都存在什么樣的差異呢?
流程型制造行業(yè)不熟悉,本文只說離散型制造行業(yè)。這兩種行業(yè)核心的區(qū)分是物料是否連續(xù),例如機加、鈑焊、裝配等,物料都是一個個的,即使是一批的,也是可以逐個區(qū)分的,這是離散制造行業(yè)的典型特點。
離散制造業(yè)的類型區(qū)分有很多種:比如按照批量來分,有大批量、中批量、小批量、單件;而對于不同批量的處理,有面向大批量的成批輪番生產(chǎn)、有面向中小批量的柔性作業(yè)生產(chǎn)和單件定制型生產(chǎn);而生產(chǎn)組織方面,有流水式批量組織、柔性作業(yè)組織和項目式組織等不同形式。
不同類型制造的特點,其業(yè)務(wù)重點也是不一樣的,對MES的要求也是不一樣的。
(1)大批量流水式生產(chǎn)工廠或車間:
這種車間因為產(chǎn)品批量非常大,產(chǎn)品品種就比較少了,甚至只有一個品種。
這種生產(chǎn)一般采用專線生產(chǎn),工藝流程采取工序分散的原則進(jìn)行設(shè)計和區(qū)分,毛坯按照一定的節(jié)拍進(jìn)入產(chǎn)線,通過自動或手工物流傳輸(自動物流居多),從另一端獲得成品;
這種生產(chǎn)的另外一種方式就是成批輪番生產(chǎn),多通過生產(chǎn)線的切換來更換品種,任何一個品種的生產(chǎn)一般量都比較大。
大批量流水生產(chǎn)特點驅(qū)動的MES定制重點需求有如下一些:首先,非常重視設(shè)備的正常運行,因為某臺設(shè)備宕機,則整個產(chǎn)線可能就得停下來,除非中間品庫存比較多,對MES提出了實時設(shè)備監(jiān)控的要求,以及設(shè)備管理延伸出的備品備件的管理等;第二,這種生產(chǎn)方式的排產(chǎn)計劃一般比較好排,甚至整個產(chǎn)線都可以當(dāng)成一個黑盒子,但在計劃排產(chǎn)時,考慮設(shè)備的穩(wěn)定性,一般要加入預(yù)測性維護(hù)的考慮,以提高產(chǎn)線設(shè)備運行的穩(wěn)定性,避免停線;第三,在質(zhì)量管理方面,這種產(chǎn)線追求目標(biāo)之一就是質(zhì)量一致性,所以對產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)的監(jiān)控也是重點,實時的SPC的重要性就比較高;第四,如果是多品種而非單品種生產(chǎn),則一般采用生產(chǎn)線切換方式的成批輪番生產(chǎn),這種情況對作業(yè)排產(chǎn)的要求就比較了,主要是資源配置將比較復(fù)雜,筆者層調(diào)研過一個這種類型的企業(yè),該企業(yè)是將各種品種之間的切換方式做成配置庫的做法,當(dāng)需要切換生產(chǎn)時,就直接調(diào)用某種配置方案執(zhí)行即可,但如果品種數(shù)不在少數(shù)的話,則需要引入“可重構(gòu)制造系統(tǒng)”的理念,在計劃排產(chǎn)中納入這種約束考慮,這個就非常復(fù)雜了,后續(xù)專門寫文另述。
補充:不過雖然批量很大,但如果品種也不少,這種成批輪番生產(chǎn),其實逐漸演變?yōu)槎嗥贩N變批量的柔性組織生產(chǎn)類型。
(2)柔性生產(chǎn)組織的工廠或車間
這個一般是我們說的多品種、變批量、混線生產(chǎn)的范疇。現(xiàn)場多采用集群式布局,以支持柔性生產(chǎn)。
柔性生產(chǎn)組織驅(qū)動的MES定制重點需求有如下一些:首先,生產(chǎn)過程中存在大量的訂單拆分,包括整體分批、過程分批等,對關(guān)聯(lián)的物料配套供應(yīng)也提出了快速響應(yīng)和柔性的要求,這種MES對進(jìn)度監(jiān)控和物流監(jiān)控就比較重視,關(guān)注流程環(huán)節(jié)之間的在制品數(shù)量,否則車間運行的有序協(xié)調(diào)性就難以保證;第二,對計劃排產(chǎn)與動態(tài)調(diào)度提出了極高的要求,生產(chǎn)約束非常復(fù)雜,是MES有序協(xié)調(diào)運行的瓶頸;第三,對物資庫,包括刀夾量輔等工具物料庫的管理有較高的要求。一般大家說的MES都是這種MES。相對應(yīng)的,這種方式,其實對設(shè)備狀態(tài)和SPC等方面的追求還是其次的,如果能把進(jìn)度和物料的管理主線理順了,其他的都還好。
雖然柔性生產(chǎn)組織突出了柔性,但通過計劃排產(chǎn)針對任務(wù)走出流水式生產(chǎn)效果,則也兼容了大批量生產(chǎn)的效率和質(zhì)量一致性,但這種排產(chǎn)也是極其復(fù)雜的,后續(xù)另文闡述吧。
(3)單件項目型生產(chǎn)組織
這個一般是指那種大型產(chǎn)品,如飛機、火箭、衛(wèi)星、船舶等的生產(chǎn),典型的特點是產(chǎn)品固定,生產(chǎn)資源圍著產(chǎn)品進(jìn)行。
單件項目型組織生產(chǎn)驅(qū)動的MES定制重點需求有如下一些:首先,在手工管理模式下,計劃相對簡單,一般制定粗放型的計劃時間節(jié)點,強調(diào)的是現(xiàn)場的頻繁細(xì)致的調(diào)度,但在數(shù)字化生產(chǎn)方式下,如果精細(xì)化到每個作業(yè)環(huán)節(jié)的排產(chǎn),則這種方式的計劃排產(chǎn)其實是非常復(fù)雜的,與傳統(tǒng)的排產(chǎn)是不一樣,比如需要運用短關(guān)鍵路徑等,另外涉及到并行工藝流程的柔性排產(chǎn)等;第二,對物料管控要求比較高,這種生產(chǎn)多屬于裝配型生產(chǎn),每個環(huán)節(jié)需要的物料是不同的,種類數(shù)量也非常龐雜,服務(wù)型配送是管控的重點;
補充:現(xiàn)在這種方式的對象范圍也在越發(fā)減少,比如飛機,目前很多都采用脈動式生產(chǎn),通過順次經(jīng)過有限的幾個裝配工位完成整機裝配,已經(jīng)具有生產(chǎn)線的特點了,可以將其歸結(jié)為柔性生產(chǎn)組織了;再比如,對于船舶的曲面分段生產(chǎn),其生產(chǎn)計劃涉及到復(fù)雜的場地布局排產(chǎn)調(diào)度,也是其他生產(chǎn)類型不能比擬的。
隨著內(nèi)外競爭的激烈,柔性生產(chǎn)組織類型是越來越凸顯了,極端的情況,莫過于大規(guī)模產(chǎn)品種類或訂單,且每個訂單的數(shù)量為1,這個對作業(yè)計劃排產(chǎn)與動態(tài)調(diào)度,以及物料的精細(xì)化控制都將走向極致。這種方式將兼容上述所有的額計劃類型,但目前無論是技術(shù)難度(排產(chǎn)調(diào)度復(fù)雜、大數(shù)據(jù)量下的巨大協(xié)調(diào)與優(yōu)化空間等)、還是硬件條件(物聯(lián),起碼實現(xiàn)單件產(chǎn)品物料的精準(zhǔn)跟蹤)、還是建設(shè)成本(需要先進(jìn)計算模式和裝置)都將是非常復(fù)雜和代價高昂的,必須尋求重點突破解決。
上述只是簡單的分類與總結(jié),實際中還有很多其他的類型,例如,筆者參與的一個課題中,車間內(nèi)有幾十條人工和自動的裝配子線,是按照工位獨立處理還要考慮工位的連接關(guān)系,還是將每條子線看成黑盒子,都是不同的策略選擇,對MES的要求也是不一樣的。
只是希望通過上面的例子,大家能夠?qū)?a href="http://www.adminie.cn/cpzx/list_7.aspx?cid=2" target="_blank">MES的定制需求或者管控重點有個基本的思考,就足矣了哈。具體企業(yè)還有自己的管控重點追求,也是牽引MES定制的另一個驅(qū)動力。
另外,也許正因為MES的這種強烈的定制性要求,這是我們?yōu)閿?shù)不多還有大量國產(chǎn)軟件存在的一個原因,我們的堅守和拿得出手的國產(chǎn)工業(yè)化核心軟件的陣地已經(jīng)不多了,且行且珍惜吧。