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MES,一定要和技术融合!



点击次数:143       更新时间:2022-09-23


智能制造的上述“三不要论”是由著名智能制造专家北航刘强教授在2015年提出的。智能制造的“三不要论”对过热的工业4.0/智能制造起到了很好的警示作用。

◎智能制造“三不要论”


北京理工大学数字制造研究所所长、《制造执行系统(MES)实施原理与技术》一书作者王爱民教授撰文探讨智能制造与技术的融合,类似刘强教授的“三不要论”。本文授权发布,希望下面的介绍能对推动智能制造的朋友有所启发。


企业有很多问题,对信息或数字系统有很高的期望。特别是对于很大比例的企业来说,在决定独立实施系统建设时,问题一般比较严重或者已经积累到一定程度,或者问题比较全面。一般来说,在这种情况下,不仅有管理改进的预期,还有流程改进的预期。


然而,MES的实施现在更加注重管理流程的开放,如实施进度的管理、数据的收集、精益物流等。,侧重于有序、协调的信息流和物流。当然,这些问题对于一些企业来说也是非常重要的,但是MES不能只做这些事情。


对于企业来说,最核心的问题是制造技术本身,这是根本,一切都要服务于此。从管理的角度为制造技术的发展提供更大的支持也应该是MES建设的初衷,但不应该作为终点。


MES为数据收集、信息流和流程协调提供支持,但它应该在支持制造技术的改进和推广方面发挥更大的作用,而不仅仅是数据仓库、顺畅的信息流和业务环节的协调。


因此,这就涉及到MES与技术融合的话题。这里指的是MES如何支持制造技术本身的改进和提升的角度。感受和思考的人不多,所以这次我就初步分析一下,供大家讨论和参考。



01


质量和技术的整合


产品质量数据采集后,通过SPC可以及时发现异常点或不良趋势,这可以通过MES来实现。然而,产品的检测状态是产品的事后状态。那么,需要问的是,如果发现了问题,下一步该怎么办?还是靠人工分析解决?MES能提供什么样的分析支持?


影响产品质量状况的因素很多,包括设备本身的状况、加工操作的工艺参数、原材料或前道工序的加工状况等。,所有这些都可能对该工艺的加工质量产生影响。因此,MES不仅要采集产品质量检验数据,同时还要采集设备状态信息、工艺参数信息、空白或以前的工艺信息。通过建立整合的分析模型,利用这些数据,在找到问题的基础上,找出问题的原因。这应该是一种融合。如果分析模型能够融合工人的经验,这个环节可以认为是某种智能提升,与智能制造的思路不谋而合。


这一方面在具体实践中有许多详细的延伸:


比如在精细化方面,根据数控程序代码的执行顺序,我们甚至可以分析每个指令代码(程序示波器)下设备状态和工艺参数的变化,借助模型进行智能分析判断;


比如代替一般的设备状态信息,对与加工质量相关的刀具进行独立的磨损和断裂监测,借助模型进行智能换刀决策和智能加工补偿。


比如针对复杂产品,建立面向工艺流程的工艺精度状态链,建立智能误差分析模型,实现基于上一步状态对当前步骤加工参数的自适应调整,保证加工质量。


这些都是基于收集的数据进行的面向质量的建模和分析,也应该是MES在研究、实施和改进方面继续发力的地方,既能有效促进质量数据和技术的融合,又能带出智能的味道。



02


数据和流程的集成


制造进度的监控是MES的标准功能,但是否有更深层次的含义有待探讨?笔者在企业进行作业调度的研究和实施时,车间管理人员常说:同样的作业,同样的机床,不同的人做,时间和精度可能相差很大。其实反映的是劳动者技能水平的差异。如果有区别,就有好的,也有不好的。有些企业用SOP(标准作业)机制来规范,也是有效的。


但是我能做些什么吗?比如,通过对进度数据的统计分析,从细化数据的角度,找出彼此的差异,建立与加工参数等数据的关联,分析挖掘出又快又好的经验知识,这也要逐步完善操作流程。即使继续优化SOP,MES的价值也会更加深刻。



03


设备/单元级状态参数数据

与技术的整合


现在很多MES都提供了生产线级数字孪生的三维显示模块,通过所谓的“虚实同步映射”,实现三维生产线运行状态的完整显示。但目前更多的是“实->虚”的映射。其实“虚->实”的反馈控制比较平淡,相当于所谓的CPS没有实现闭环。想想吧。


但从MES与流程的集成来看,设备/单元级的CPS可以实现状态数据采集、分析推理决策、闭环控制执行的完整链条,其中分析推理决策环节是体现流程基础和能力的起点。因此,建立基于状态参数的加工过程物理仿真模型是十分必要的,不仅学术界、工业界和软件开发者要下大力气去研究。只有这样,MES与技术的融合才能得到有效的推进,智能化的味道也要体现在这方面。


通过以上初步分析,可以得出两个基本结论:


①①MES采集的大量数据不能只是归档入库,而是结合流程可以有效挖掘其内在价值。数据如何为流程提供决策支持,是企业进行智能推广可以参考的结合点、切入点和发力点。


②目前MES厂商团队多以计算机和管理方面的人才为主,但随着智能制造的发展,技术人才和知识的缺乏将是决定MES厂商能否走得更快更远的决定性因素。

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