淺析MES在工業(yè)4.0中的作用和發(fā)展

眭江濤

摘 要：通過對MES的應(yīng)用進(jìn)行剖析，闡述MES在工業(yè)4.0中的作用和未來發(fā)展方向，結(jié)合中國機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)狀，淺析中國特色的制造業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；中國制造2025；物聯(lián)網(wǎng)引言：MES系統(tǒng)作為一套信息化管理系統(tǒng)，對企業(yè)的建設(shè)和發(fā)展起到至關(guān)重要的作用，它的不斷完善與發(fā)展成為中國制造2025或德國工業(yè)4.0的總線。針對中國制造企業(yè)，其MES的應(yīng)用與發(fā)展具有自身的特點(diǎn)和適用性。以下通過對MES的應(yīng)用剖析和其在工業(yè)4.0中的作用，結(jié)合中國制造業(yè)現(xiàn)狀來淺析中國特色制造業(yè)的發(fā)展。

一、MES應(yīng)用剖析

MES系統(tǒng)是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間，為操作人員、管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源（人、設(shè)備、物料等）的當(dāng)前狀態(tài)。

從管理角度，MES是企業(yè)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）信息集成的紐帶，可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、計(jì)劃排程管理、庫存管理、人力資源管理、質(zhì)量管理、工作中心/設(shè)備管理、采購管理、工具工裝管理、成本管理、生產(chǎn)過程控制、項(xiàng)目看板管理、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊。從應(yīng)用角度，MES系統(tǒng)為公司級生產(chǎn)管理系統(tǒng)、工藝設(shè)計(jì)管理平臺(tái)、產(chǎn)品物料管理系統(tǒng)、質(zhì)量信息管理系統(tǒng)、制造資源管理系統(tǒng)的集成接口，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)、工藝、物流、設(shè)備、檢驗(yàn)等數(shù)據(jù)的貫通，通過應(yīng)用基于MES的工序計(jì)劃詳細(xì)調(diào)度，實(shí)現(xiàn) 車間現(xiàn)場生產(chǎn)管理的柔性化、智能化、數(shù)字化?？商嵘圃飕F(xiàn)場的管理水平，優(yōu)化工藝流程，改善產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)，降低能源損耗，減少庫存，降低成本等，并給管理人員及領(lǐng)導(dǎo)層提供決策支持，以便能夠?qū)κ袌鲎兓焖贉?zhǔn)確地作出反應(yīng)。

二、MES在工業(yè)4.0中的作用

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)應(yīng)用等信息技術(shù)的發(fā)展，全球化的工業(yè)升級已經(jīng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段。無論是德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或者是中國制造2025等，不同戰(zhàn)略的戰(zhàn)略部署，都是以“信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以推進(jìn)智能制造為主攻方向”。 信息技術(shù)為工業(yè)4.0完全是以基礎(chǔ)，以智能化處理系統(tǒng)為紐帶，所建立起來的人與人、人與物、物與物間的智能生產(chǎn)綜合體。工業(yè)4.0主要研究兩方面，一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及自主分析并實(shí)施的生產(chǎn)應(yīng)用等。

工業(yè)智能化的程度是代表智能工廠的發(fā)展高度。物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）所代表的智能工廠、智能生產(chǎn)是以MES系統(tǒng)的發(fā)展的必經(jīng)階段。因此無論是現(xiàn)在還是將來，智能工廠應(yīng)該完全包括MES系統(tǒng)，MES系統(tǒng)作為工業(yè)4.0 的核心，成為目前企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

三、機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)狀

隨著中國機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，高端設(shè)備在大、中、小企業(yè)中都有不同程度地應(yīng)用，但其數(shù)字化、信息化的應(yīng)用程度參差不齊。對部分中小型民營加工作坊，高端的數(shù)控加工設(shè)備僅僅只是滿足和應(yīng)用其數(shù)字化的加工方式為目的。簡單的零件加工主要以手動(dòng)編程為主，數(shù)控只是起自動(dòng)加工作用。復(fù)雜點(diǎn)的零件雖涉及到數(shù)字加工，但大多為單崗操作。其他智能型設(shè)備也只是簡單應(yīng)用其基本功能，沒有有效的管理和深層次應(yīng)用。

部分大中型加企業(yè)中，雖然數(shù)字化、信息化有一定程度應(yīng)用，但也僅僅只限于上層計(jì)劃管理的ERP系統(tǒng)應(yīng)用。企業(yè)上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間，生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)方面，信息化平臺(tái)缺失，生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法得到實(shí)時(shí)的采集和共享，企業(yè)生產(chǎn)管理人員不能有效地監(jiān)控計(jì)劃進(jìn)度、外協(xié)進(jìn)度、質(zhì)量信息、班組/人員/設(shè)備狀態(tài)等，整個(gè)生產(chǎn)過程都處于黑箱的模式下。

隨著機(jī)械制造業(yè)不斷發(fā)展，企業(yè)競爭越來越大，訂單式生產(chǎn)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸被一些加工企業(yè)所看好，但對于企業(yè)信息化的要求越來越高。一些離散式的中小型企業(yè)的競爭力不足日趨凸顯。提升企業(yè)的核心競爭能力，生產(chǎn)制造信息化成為中小企業(yè)的最薄弱的環(huán)節(jié)。MES系統(tǒng)作為解開生產(chǎn)過程的黑箱、連接ERP與車間管理的關(guān)鍵技術(shù)，越來越多的得到制造企業(yè)的關(guān)注和認(rèn)可，并將MES系統(tǒng)的應(yīng)用納入信息化發(fā)展規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)之中。而中國制造2025規(guī)劃的提出，以及中德工業(yè)4.0合作的發(fā)展，MES系統(tǒng)的核心作用更加明顯，也逐漸成為中小型企業(yè)提高生產(chǎn)管理能力的中要手段和途徑。

四、建立中國特色式MES

為何為“中國特色式MES”，主要是基于制造企業(yè)不同生產(chǎn)組織模式而講的。對于一些企業(yè)，MES系統(tǒng)已經(jīng)有一定程度的應(yīng)用，其發(fā)展路線基本按照工業(yè)4.0的規(guī)劃來發(fā)展。但對于很多中小型企業(yè)，如果完全按照MES來建設(shè)，首先從資金以及人員配置和綜合技術(shù)能力上都有很大不足。但是要想能夠在發(fā)展中不被淘汰，也必須以MES系統(tǒng)的思路來發(fā)展自己。但是這種建設(shè)和發(fā)展可以完全根據(jù)自身的需求和特點(diǎn)來建設(shè)，比如，實(shí)現(xiàn)DNC、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)辦公等。從自身角度逐漸完善MES的功能，降低內(nèi)部能耗，最終逐漸組成完善的MES系統(tǒng)。無論是第一種還是第二中都是從不同的角度去向工業(yè)4.0來靠攏，最終實(shí)現(xiàn)中國式的工業(yè)4.0。

結(jié)束語：MES系統(tǒng)作為工業(yè)4.0的核心平臺(tái)，完整貫穿工業(yè)的各個(gè)管理系統(tǒng)插件。無論何種生產(chǎn)組織模式的制造企業(yè)，其最終的發(fā)展都是圍繞MES平臺(tái)的各個(gè)功能來實(shí)現(xiàn)，而MES的不同發(fā)展方式和發(fā)展階段，標(biāo)識著中國式智能制造企業(yè)的發(fā)展之路。

參考文獻(xiàn)：

[1] 面向MES的離散制造業(yè)物料管理研究- 2011