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聊聊MES系统的可重构技术
来源:老谢聊智慧  作者: 老谢 2023-11-27 08:49:42
随着需求市场的动态多变导致现代制造环境不断变化,其中包括业务流程的变化、企业组织的变化、企业资源的变化等,这些变化可能都要求MES能够与企业环境的变化而快速进行系统重构。

之前探讨了“MES软件是否需要区分行业版?”,从对MES在数字化工厂的角色可以看出“制造企业在MES选型时可考虑选择行业专业版,以获得更好的适应性、集成性和功能性。然而,选择行业专业版的同时也要综合考虑成本和定制性。此外,企业需明确自身需求,评估技术支持、集成能力和可扩展性,并谨慎评估实施风险和项目周期。”

但在实际软件市场中,MES厂家也很难做到为每个行业定制开发一款专业版本软件,同时就算是同一个行业也可能会被细分多个小行业。例如,铜加工行业在业内从材料性能又被分为高强(合金加工)、高导(纯铜加工)等,从产品形态又分为铜线、铜排、铜箔等。

还有就是随着需求市场的动态多变导致现代制造环境不断变化,其中包括业务流程的变化、企业组织的变化、企业资源的变化等,这些变化可能都要求MES能够与企业环境的变化而快速进行系统重构。为了应对这种变化,MES体系结构从集成化逐步向可集成和可配置(可重构)方向发展去适应企业环境变化的需求。目前,很多国际主流MES产品的形态设计已经开始由MES专用产品转向“MES基础平台+行业通用构件+企业定制构件”的设计结构去适应市场环境变化。今天与大家聊聊MES可重构技术。

01

--影响MES生构的主要因素--

MES(制造执行系统)作为现代工厂管理的重要组成部分,扮演着协调和优化生产流程的关键角色。然而,随着工厂生产组织、工厂制造资源和产品加工流程的不断变化,MES系统也需要不断地进行重构和调整,以适应新的业务结构和需求。

1. 工厂生产组织的变化

随着工厂生产组织的变化,MES系统必须能够灵活应对不同的组织结构和生产模式。例如,当工厂实施跨国生产时,跨多个地区和国家的生产线可能需要实时数据交换和协同操作。这就需要MES系统具备强大的跨地域协同能力,能够集成各个生产线的数据,并实时更新生产状态和生产计划,以确保整个生产过程的高效运行。

此外,随着工厂内部组织结构的变化,MES系统也需要相应地进行调整。例如,在实施精益生产或自主团队制度时,工厂生产流程可能会更加模块化和自主化。这就需要MES系统能够支持快速切换和调整生产任务,以满足不同团队的需求,并及时反馈生产数据和指标。

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2. 工厂制造资源的变化

工厂制造资源的变化也是影响MES重构的重要因素之一。随着技术的发展和新设备的引入,工厂的制造资源会发生变化,例如增加了机器人或自动化装置,或者更新了生产线设备。这些变化意味着MES系统需要与新设备进行集成,以实现数据的采集、监控和控制。

此外,工厂的制造资源还包括人力资源。当员工组织结构发生变化,例如出现新的岗位或职责调整时,MES系统需要相应地进行人员管理和工作分配。通过MES系统,工厂可以更好地对员工进行培训和考核,提高生产效率和质量。

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3. 产品加工流程的变化

产品加工流程的变化也对MES重构产生影响。在新产品研发或现有产品改进时,工厂的生产过程可能需要进行调整和优化。MES系统需要具备灵活的配置和可扩展性,以适应新的生产流程和工艺要求。同时,MES系统还需要能够提供实时数据和分析,以支持生产过程的监控和改进。

另外,随着工厂追求高效和可持续发展,一些环境和能源管理要求也需要考虑。MES系统可以与能源管理系统和环境监测设备进行集成,实现对能源消耗、废物排放等数据的监控和管理,帮助工厂实现节能减排的目标。

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综上所述,工厂生产组织的变化、工厂制造资源的变化和产品加工流程的变化是影响MES重构的主要因素。通过合理的调整和优化,MES系统可以更好地适应工厂的业务结构和需求,并提高生产效率和质量,实现持续改进和创新。

02

--MES可重构几种技术结构--

随着制造业的发展和数字化转型,许多企业正考虑对其MES系统进行重构,以满足日益复杂的生产需求和提高效率。下面介绍几种MES可重构的体系结构技术,包括基于组件技术、基于工作流技术和基于业务流技术。

1. 基于组件技术的MES重构

基于组件技术的MES重构是通过将原有的单体应用拆分为一系列独立的组件,来提高系统的灵活性和可扩展性。每个组件都负责特定的功能模块,例如订单管理、库存管理和生产调度等。这些组件可以独立部署和升级,使系统更容易维护和扩展。

此外,基于组件技术的MES重构还可以采用服务导向架构(SOA),通过定义清晰的接口和消息传递机制,实现组件之间的松耦合。这样,当一个组件需要更新或替换时,其他组件不会受到影响,从而提高了系统的可靠性和稳定性。

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2. 基于工作流技术的MES重构

基于工作流技术的MES重构是通过引入工作流引擎来管理和自动化生产流程。工作流引擎可以定义、执行和监控一系列任务和活动,并确保它们按照预定的顺序和规则进行。这种重构方法可以提高生产过程的可视化程度,减少人为错误和延迟,并实现更高的生产效率。

在基于工作流技术的MES重构中,每个任务或活动都被建模成一个流程节点,节点之间通过连线表示工作流的流转路径。工作流引擎会根据预先定义的规则和条件,自动触发各个节点的执行。同时,操作员可以通过界面监控整个流程的进展和状态,及时处理异常情况。

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3. 基于业务流技术的MES重构

基于业务流技术的MES重构是将业务流程与MES系统紧密集成,在系统层面上实现了业务逻辑的灵活配置和调整。通过抽象和建模企业的核心业务流程,可以更好地满足企业不断变化的需求。

在基于业务流技术的MES重构中,业务流程被定义为由一系列有序的步骤组成的模型。这些步骤可以表示为生产任务、质量检查、物料调度等。通过配置和管理这些业务流程,企业可以根据实际需求灵活地调整工艺路线、产品变体和产能规划等。

此外,基于业务流技术的MES重构还可以与其他企业应用系统(如ERP、PLM)进行集成,实现全面的业务流程协同。这种集成可以提高信息流的连贯性和准确性,促进各个环节之间的协作和信息共享。

总而言之,这些重构技术可以提高MES系统的灵活性、可扩展性和可维护性,更好地适应制造业的复杂和多变需求。此外,可以通过服务导向架构(SOA)实现组件之间的松耦合,基于业务流技术与其他企业应用系统进行集成,提高信息流的连贯性和准确性,促进协作和信息共享。通过MES系统的重构技术,企业能够更好地管理生产流程,实时监控制造过程,并提高生产效率和质量。

03

--MES可重构的应用--

MES可重构技术的应用范围广泛,以下是一些常见的应用场景:

1.制造过程优化

通过对MES系统进行重构,可以实现制造过程的优化和改进。例如,通过基于组件技术的重构,可以将原有的功能模块拆分成独立的组件,并根据需要灵活部署和升级,提高生产效率和质量。

例如:某汽车制造公司拥有一个传统的MES系统,该系统是一个庞大且难以维护的单体应用。为了提高系统的灵活性和可扩展性,他们决定进行重构。他们将原有的功能模块拆分成独立的组件,例如订单管理、库存管理、生产调度等。

通过这种重构,他们可以根据需要独立部署和升级每个组件,而不会影响其他组件的运行。例如,当需要更新订单管理模块时,他们只需关注该组件的开发和测试,并保持其他组件的正常运行。这样的重构方案使得系统更易于维护和扩展,同时也提供了更高的灵活性。

2.生产调度和计划管理

MES系统的重构技术可以应用于生产调度和计划管理领域。通过基于工作流技术或业务流技术的重构,可以实现生产任务的自动化调度和优化,提高生产线的利用率和响应能力。

例如:家具制造公司希望提高生产过程的可视化程度,减少人为错误和延迟。可以使用工作流技术来重构他们的MES系统。引入工作流引擎,用于定义、执行和监控生产任务和活动。

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在MES系统中,每个生产任务被建模为一个工作流程节点,节点之间通过连线表示任务的执行顺序。当一个任务完成时,工作流引擎会自动触发下一个节点的执行。操作员可以通过界面监控整个生产流程的进展和状态,并即时处理异常情况。

这种基于工作流技术的重构方案大大提高了生产过程的可视化程度,减少了人为错误和延迟,同时也提高了生产效率。

3.质量管理和追溯

MES系统重构可以用于质量管理和产品追溯方面。通过引入工作流技术和业务流技术,可以建立完整的质量管理流程,并实现产品批次信息的跟踪和追溯,提高质量管控的准确性和效率。

4.设备监控和维护

重构MES系统可以帮助企业实现设备监控和维护的自动化和可视化。通过将设备维护任务纳入工作流或业务流中,并结合传感器和实时数据,可以实时监测设备状态、预测故障,并及时采取相应的维护措施。

5.供应链协同

MES系统的重构技术还可以应用于供应链协同管理。通过基于业务流技术的重构,可以与其他企业应用系统(如ERP、PLM)进行集成,实现生产计划、物料调度、订单管理等方面的协同,提高供应链的效率和准确性。

这些应用场景只是MES可重构技术的一部分,实际上,MES系统的重构技术可以根据不同行业和企业的需求进行定制化应用。无论是制造过程优化、质量管理、设备监控还是供应链协同,MES可重构技术都能够为企业提供更灵活、高效和可扩展的解决方案。

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编辑:刘婧
关键词:   数字化工厂  工厂制造业  MES  老谢 
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