项目出真知,你想了解关于MES/MOM的理解都在这里,一文读尽
须知
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(1)企业现状知多少
目前大部分,以开关柜或者汽车零部件生产的中小型企业为例,人数大约100左右,一年营收额3亿左右,信息化投入基本上是金蝶或者用友的ERP系统,靠的是一套ERP走天下,ERP用到的模块基本是以财务为核心,从客户管理到销售订单,再到主计划,主计划通过MRP计算形成企业的自制件计划、采购计划与外协计划,接下来采购、外协与自制件的进度跟踪基本上都是线下靠Excel统计。
其实对于企业而言,上述的管理方式是可行的,但是金蝶与用友们等厂商希望将制造端管理起来,再加上工业互联网、产业互联风口很高,所以许多厂商希望构建一个企业级的解决方案,本质上是将ERP+MES结合在了一起,如下图所示。管理系统像一块布一样,可以做成围巾,也可以做成床单,是由企业需求与项目发展决定的,但是我们并不能因为管理系统没有严格的边界,在开始规划的时候就没有把持“专业的软件做专业的事情”,就像我们可以接受自己的孩子最后是学渣,但是我们不能在孩子上学之前就把他规划成学渣。
(2)MES因行业而已
既然那么多企业都没有MES,那么每个企业对于MES的需求程度是否相同?这是与行业强相关的,就制造业而言大致上可以分为离散制造与流程制造,行业特性的特性令MES不管是业务流程还是功能设计都差别甚大。两种类型的制造业就基本需求而言,流程型制造更加强调数据的及时采集与监控,而离散型制造更加注重数据的共享与协同,单纯就这两种特点就可以看出流程制造对于MES并非最迫切的,因为流程制造信息化中的SCADA、DSC更加重要,也就是SCADA大于MES,而离散行业比如装配、冲压等业务就MES与SCADA相比,肯定MES会更加重要一些。
流程型制造如下图所示,生产的过程自动化程度比较高,工艺的下达、物料的输送,工序与工序之间的承接都是自动化控制的,所以通过MES来打通生产计划、生产准备与生产执行等方面的需求并不迫切,首先需要解决的是工艺配方管理、生产设备的自动化控制等方面,所以综合来讲流程制造SCADA、DCS比MES更加重要,也就是ERP=SCADADA>MES。这种情况也不仅仅只是流程型制造,而且是生产自动化程度比较高的都适用,比如烟草方面的制丝、卷包生产车间自动化程度非常高,也就造成了卷烟厂的信息化系统ERP=集控(SCADA)>MES。
与流程制造相比截然相反的是离散型制造,诸如装配、冲压、锻造、铸造等业务模式尽管现在设备自动化程度在提高,但是人工参与的工序非常多,比如生产计划下达、物料配套、装配报工、质量检验等业务,都需要人工去协调上一个与下一个业务,数据共享与协同直接影响交付时间、运营成本,所以对于离散型制造而言,ERP>MES>SCADA。
(3)MES真的需要吗?
谈了MES系统在流程型与离散型制造当中的优先级程度之后,那么接下来就需要谈谈企业真的需要MES系统吗?其实并不是完全是,因为比如一年营收额大概3个亿左右,人数大概是几十个人,ERP对于他是刚需,但MES则并不是,因为通过MES协调业务的效率肯定赶不上自己去工厂溜达一圈,而相关业务数据的统计分析通过Excel基本上也可以实现。除非工厂已经大到一定的程度(比如有多个基地或者分厂),依靠人工已经不足以支撑数据的汇总、共享,这样企业是非常迫切需要一套MES系统来进行生产协同的。
但是,现在许多在体量上根本不需要MES的企业也在跃跃欲试,希望以MES为核心打造智能工厂。所谓事出无常必有妖,凡是这种对于MES并非刚需但又想上线MES的企业,我们一定需要去深刻的思考他的底层的逻辑是什么?通过MES实现产业升级这种冠冕堂皇的理由很明显并不适用于这类企业,因为他的业务体量并没有达到那个阶段。
综合来看,上述情况的底层逻辑大概分为如下几种:
1)国家规定,比如国家规定电缆行业必须实现生产过程的可追溯,这样的话生产电缆的企业都需要一套MES系统,尽管这个MES系统只是通过扫码完成了物料批次与生产订单的关联而已,有段时间电缆行业MES犹如雨后春笋其实就是这个道理,因为政策规定必须使然;
2)上游厂商要求,当人口红利逐渐消失,市场上的许多产品已经从增量模式逐渐转向存量模式,对于质量与服务的要求越来越高,一旦产品质量频繁出现问题很可能会短时间内被网络的评论进行社会性死亡,结合这种现状,许多主机厂会对下游的企业有一项新的要求:提供生产过程数据与质量数据。这种情况的话,即使企业从业务管理的角度对于MES并不是刚需,但是由于他们甲方爸爸的原因也需要上线MES,但是这种情况下一般项目额度相对比较小;
3)来自隔壁老王的压力,当自己的竞争对手比自己的交付周期缩短了3-5天,利润了高了几个百分点,而且从产品、组织与流程等方面审视都无法找到特别明显的差距的时候,隔壁老王因为上线了某个信息化系统而造成竞争力碾压自己,企业原则上是愿意投入相应的资金来弥补这段差距的,这个时候企业的MES系统也是半刚需,因为他的需求不是来源于无法解决的业务痛点,而是来源于同行业内卷。
(4)红海中的弄潮儿
凡是做面向B端信息化服务的从业人员,每个人肯定都听过MES系统,而且也知道MES系统大概覆盖的业务范围有哪些,但是MES究竟指的是什么?并没有人深究,而且因为业务的多样性也没有严格的定义,我们来看看MES的官方定义:
美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”,它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态。
制造执行系统协会(ManufacturingExecution System Association,MESA)对MES所下的定义:“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时,MES能对此及时做出反应、报告,并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动,有效地指导工厂的生产运作过程,从而使其既能提高工厂及时交货能力,改善物料的流通性能,又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。”
通过上述其实我们也看到了MES没有一个严格的定义,这就造成了MES系统变成了千人千面,项目金额也从几万到几百万都有,除了与企业业务的需求与定位相关之外,也与企业MES厂商的基因有众多联系,目前市场来看MES厂商可以分为五类:
(1)借鉴国外自动化厂商的成功经验,背靠国内垄断行业发展自身优势产品,如石化盈科、上海宝信、哥瑞利软件等,主要服务石化、烟草、半导体、太阳能高科技制造等偏流程的工业;
(2)与大陆市场紧密相连台资软件公司,如甲上科技、明基逐鹿、中冠咨询、台湾羽冠等;主要服务电子、汽车等离散工业;
(3)与本土企业结合发展的国内软件企业,如大连华铁海兴、哥瑞利软件、绘微软件、万友软件、和利时等,具有很强本土优势,很适宜本土制造企业使用。
(4)与航空,航天,电子制造为背景依托,而成功发展的国内软件公司,如中江联合,有行业特性。
( 5 )一些条码设备厂商或者小erp企业也来做mes,“甚至有些原来做数据采集的或者卖条码设备的公司,做几张车间报表,把登录图片一换,就MES了”。
综上,项目过程中物料扫码功能叫MES系统,自动化厂商增加一个设备管理功能可能都会定位为MES系统,这种项目范围与供应商性质的不同综合造成了MES系统没有严格定义,但是丑话说在前头MES系统并不是功能越全越好,MES项目的成功很大程度上取决于甲方项目经理对于业务的取舍,MES系统范围做到适可而止非常重要,而不是做一个臃肿的全部包含的信息化系统。而且没有哪一个供应商的MES系统是无敌的,总有优势与劣势,应该辩证去看待。
其实谈到这我们对于MES的范围已经很清楚了,需要根据项目的需求以及项目定位做适当取舍,但是许多人坚决需要一个参考的话,中航工业/航发对于生产制造的定位包含:生产计划、生产调度、生产执行、生产保障、生产资源、生产决策等几个模块,比较全面的MES系统可以这种模块作为参考。
(5)概念层出不穷,MES与MOM的关系
当MES的定义还是模棱两可的时候,MOM的概念又开始频频出现,美国仪器、系统和自动化协会(Instrumentation,System, and Automation Society, ISA)于2000年开始发布ISA-SP95标准,首次确立了制造运行管理(ManufacturingOperations Management, MOM)的概念,针对更广义的制造运管理划定边界,作为该领域的通用研究对象和内容,并构建通用活动模型应用于生产、维护、质量和库存4类主要运行区域,详细定义了各类运行系统的功能及各功能模块之间的相互关系。
正所谓存在即合理,站在项目的角度来看,出现MOM是必然的。因为“信息化就像吸毒一样,一旦染上了就要不断完善”,所以MES系统上线之后会仍然有许多没有涉及到的业务点,比如不合格品审理在MES中,那么质量检验的数值又应该在哪呢?设备数据采集是不是又要上线一个系统?一旦重新开启一个系统,比如QMS或者MDC/SCADA等,业务稍显单薄,但如果生产制造端的业务都放在MES的话,最终会造成MES太臃肿而影响生产管理。其解决方式就是MES+开发平台,开发平台会更加深入的完成质量管理、设备管理等功能,这种情况下MOM就出现了,这是MOM出现的项目因素。
那么现在市场上大部分的MOM指的是APS+MES+QMS+MDC+BI,下图则是西门子对于MOM的定义,也是市场上比较常见的一种理解方式,但只能说仅供参考吧。
(6)智能制造可以脱离MES吗?
虽然MOM的概念大家已经逐渐接受,而且MOM是明显要大于MES系统的,但是我们同样也提到过MES行业现状处于红海,内卷非常严重,所以即使用户需要的是面向企业整体的MOM项目,最终也会用MES的价格拿下。
同样话说回来,企业信息化的三驾马车分别为ERP、PDM与MES,就MES的定位而言面向的是企业生产,所以当企业业务到达一定体量之后,除非是研究所,否则MES必不可少,所以中小型企业一般会形成ERP+MES的搭配,其中MES会包含一部分APS、MDC,同时由于中小企业并不存在多少研发业务,所以中小企业的MES也会包含一部分CAPP即工艺结构化的功能。
如果企业包含生产业务,而且希望实现智能制造的话,单纯依赖自动化或者智能化单点很难实现真正的智能制造,因为业务过程中的数据记录、数据汇总等必须通过MES为媒介进行,所以MES是智能制造的必然途径,不可或缺,MES仍然是智能制造、智慧工厂信息化系统的主战场。
(7)后MES时代行将如何
前段时间公众号有两篇非常火爆的文章:《麦肯锡认为数字化转型的失败率80%以上》,《MES的成功率只有50%左右》,最核心的问题在于MES面向的是管理层,但是他的数据来源则是执行层,但是对于执行层的考核是他生产了多少零部件而不是他维护了多少条数据,这就造成了未来MES的走向肯定是最大限度少量的维护数据,以自动化的形式替代工人劳动,也就是趋向于数据驱动与OT智能化,当MES的数据流被人工串联起来之后,后MES时代会逐渐在单点上进行优化,之前写过一系列的文章《后MES时代》【连载】MES项目功能规划错误良多,后MES时代(崛起)阐述过自己的观点,在这就不过多谈及了,欢迎大家沟通讨论。
(8)平台不是项目的重点关注
谈了那么多业务问题,那么MES平台如何选择?MES平台的大致上分为国产化平台与国外平台,国外的平台可配置程度比较高,运行相对比较稳定,成熟案例相对较多,但是是不是国外的平台就一定适用呢?其实并不是这样,因为在MES项目中对于平台的需求有多么迫切,或者对于平台的要求有多么高,完全取决于企业的现状。如果企业IT部门有自开发能力,而且企业有诸多车间或者基地需要复制MES系统,这样的话完全建议采购国外平台,以项目为学习的基础来培养团队。但是对于仅仅只有一到两个工厂的企业完全不建议采购成熟平台,因为许多国外的平台费用甚至可以实施一套国产的MES系统,而国内的MES成熟的开发平台并不多,大部分是在开源的开发框架上开发特定的功能,简单来说应该是解决方案集或案例集,但这种情况满足企业的需求与定制化功能反而更加灵活。所以MES的平台是否需要关注,重点在于企业本身的业务复杂度与信息化部门的能力。
综合来讲,MES系统不是一个即插即用的软件系统,与CAD、CAE等工具型软件差距甚大,他的成功与否影响因素非常多,与甲方项目经理、项目范围、项目定位等息息相关,甚至项目前期是最好一部分带咨询在其中的,否则很可能因小(项目范围定位、平台选型等)失大,匆匆忙忙上线MES之后发现并没有解决相关的问题,反而成为了生产管理的桎梏,比如超市上线ERP系统是为了更好的销售,但发现停电或者系统崩掉之后没办法销售了,所以建设MES是一项复杂的系统工程,需要根据企业现状、业务理解与行业经验同时发力才可以成功落地。
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