从MES出发:MOM制造运营管理 工业百条
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摘要:本文由知识自动化(zhishipai)授权转载 【中文条目】制造运营管理 【英文条目】Manufacturing Operations Management (MOM) MES日益成为当下制造的转型升级的焦点之一。但遗憾的是,MES近年来的

本文由知识自动化(zhishipai)授权转载

【中文条目】制造运营管理

【英文条目】Manufacturing Operations Management (MOM)

MES日益成为当下制造的转型升级的焦点之一。但遗憾的是,MES近年来的发展与演进却似乎略嫌滞后,传统的MES已经难以完全满足数字化制造的需求。在这样的背景下,早在2012年即已被部分企业开始探索实践的MOM,在近年来逐渐被更多企业认可与接受。

制造运营管理MOM,在2000年由美国仪器、系统和自动化协会(Instrumentation, System and Automation Society, ISA)最先提出,该标准于2003年由国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC联合采用,正式发布为国际标准《IEC/ISO 62264 企业控制系统集成》。

制造运营管理MOM—工业百条

通过协调管理企业的人员、设备、物料和能源等资源,把原材料或零件转化为产品的活动。它包含管理那些由物理设备、人和信息系统来执行的行为,并涵盖了管理有关调度、产能、产品定义、历史信息、生产装置信息,以及与相关的资源状况信息的活动

——摘自IEC/ISO 62264标准的定义

MES与MOM的前世今生

MOM从MES开始起跑,而MES是一个很久远的概念。早在1990年,美国先进制造研究协会首次提出制造执行系统 MES(Manufacturing Execution System) 的概念。

从历史发展上看,MES的出现是为了满足企业上层计划管理系统与底层工业控制之间集成的需求,是工厂与管理之间的枢纽。而“集成与互联互通”恰恰是智能制造的核心诉求,而MES正是生产制造、工程技术与供应链三大维度的价值中枢,因此,在智能制造风起云涌的今天,MES也随之成为炙手可热、饱受市场追捧的“宠儿”。

近年来,为了早日实现“转型升级”,中国制造企业们争先恐后地采用MES,并将成功上马MES视为智能制造落地的标志,这股狂热的风潮恍如十年前的ERP,其结果也是惊人的相似。但MES的实施,也碰到很多困难。

MES的主要问题,包括以下四个方面:

首先,定义模糊导致市场乱象丛生。虽然制造执行系统国际联合组织MESA提出了含有11个模块的MES功能模型,对MES进行了描述性定义,但却并非具备全部11个模块才能被定义为MES,而是具备其中一个或几个模块也属于MES系列的单一功能产品。这种定义的模糊性,给MES造成非常多样化的形态。

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图1:MESA定义中MES的11个功能模块

来源:作者基于MESA官方定义文字手绘

其次,功能范畴并未做到与时俱进。随着制造工艺复杂程度的日益提高,制造业企业的需求从传统的单一的品种大批量制造,到现在的多品种小规模定制化制造;产品生命周期变得越来越短,设计变得越来越复杂;从单一产品的质量管理,到整个质量管理体系的构建;从内部库存管理,到整个供应链管理;以至整个制造管理体系的全面升级,这使得制造业企业对软件功能的种类和要求也日趋提高。虽然在智能制造理念日新月异,物联网、云计算等新兴技术快速发展的影响之下,MESA已于2016年1月发布了MESA智能制造52号白皮书,对物联网、机器人、个性化定制等智能制造的相关理念进行了详细的阐述。不过,MES的新标准与新定义,却并没有出炉。

第三,理论与应用之间存在鸿沟。MES所面对的下游行业,既涉及离散制造业,也涉及过程制造业,行业工艺千差万别,在实际应用当中,MES除了软件系统本身的功能模块之外,还包含了因提供特别行业解决方案而发生的功能周延,以及与其他系统之间的融合,仅仅以MESA定义的11大功能模块而论,尚难以实现目前智能制造的多学科融合、多数据流动的复杂局面。

最后,也是最为重要的一点,集成与互联互通是制造业从数字化向智能化迈进的必备条件之一,然而企业在历史发展的不同阶段所采购的由不同供应商所提供的软件系统之间,却无法有效实现信息交互,即便是同一软件系统供应商的不同的软件系统之间,有时也会存在互联互通问题。以往专注于解决生产问题的MES,无法满足生产运行需要与企业管理中与生产有关的管理软件之间的耦合与集成问题。

在上述的问题的诉求之下,部分领先企业首先尝试采用运营管理平台(Operation Management Platform,OMP)来解决这一问题,将包括MES在内的多种软件功能集中在同一个运营管理平台之上,在此类实践的基础之上,于2000年既已具备理论雏形的MOM,随着近年来理论的不断成熟与实际应用的持续发展演进,逐渐被业界所认识与接纳。

MOM将维护运行管理、质量运行管理和库存运行管理与生产运行联系起来,并详细定义了各类运营管理的功能及各功能模块之间的相互关系,在下游行业的实际应用中,以整体解决方案的方式,对客户的具体需求具有更强的针对性和有效性。

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图2:MOM边界示意图

来源:作者手绘

MOM与MES和ERP

MOM与MES、ERP等软件系统之间的异同主要体现在本质、覆盖范围、责任对象与功能四个方面。

从本质上看,MES是一种用于解决具体问题的标准软件产品,而MOM是一种由多种软件构成的制造管理集成平台,其中不仅包括MES软件系统及与制造管理相关的各种功能,而且包含MES主体之外的用于解决具体问题的功能延伸与价值增值部分。

从覆盖范围上看,MES所涉及的范围,会因为其所针对的下游行业、软件系统的设计理念、功能模块的设置等影响因素而各有不同,没有明确的界限,而MOM则实现对整个制造运行过程中的一切活动进行管理,换句话说,无论是哪一种MES软件系统,功能如何变化与周延,也不会超过MOM的边界。ERP中的生产管理更加偏重于企业战略管理,而MOM则更注重对具体生产过程的实时管理。

从责任对象上看,MES主要针对生产运行,对生产以外的其他环节运营管理功能相对较弱,无法满足当今制造企业日益增长的对于生产质量、安全、效率的诉求,例如食品饮料、医药行业等。而MOM则主张使用与生产运行统一的框架,对维护运行、质量运行和库存运行管理进行强化和提升,并对模型内部主要功能及其关联关系进行了细化,以求更有效地提升制造企业的整个制造管理体系。

从功能上看,MOM作为一种集成软件平台,在集成标准化、开放性等方面都强于MES,而且能够实现云部署,是未来制造运营管理软件发展的方向。

总而言之,MOM与MES之间并非一种非此即彼的替代关系,而是一种包含关系,MOM更像是一种为了解决制造管理问题而定义的功能组合体系,是制造管理理念升级的产物,而MES则是包含在MOM之中的使能工具。

MOM之于数字化与智能制造

MOM概念的提出,比工业4.0、智能制造等新概念早了近十年之久,却是在这些新概念被提出之后,由于被部分企业所采用和付诸实践,才逐渐被业界所关注。

在MOM的倡导与践行者之中,不乏罗克韦尔、Wonderware、Dassault、西门子等知名软硬件供应商。早在2012年,西门子公司就开始系统地将其SIMATIC IT从MES向MOM进行扩展,增加安全管理、能源管理、环境管理、质量管理等一系列功能模块,打造集成软件平台,为全面提升制造企业整体管理体系提供综合解决方案。如今,MOM已经成为西门子数字化企业战略中不可或缺的重要组成部分。

无独有偶,西门子在工业软件领域的老对手Dassault也是MOM的倡导者。2013年7月,达索以2.05亿美元收购美国MES软件及解决方案供应商Apriso,并将其并入DELMIA旗下,以补全自身在制造领域的短板,并宣称其基于Apriso的解决方案不限于MES的功能,而是能够帮助客户实现对于制造运行的全面管控的生产运营管理(MOM)解决方案。

2016年2月,美国国家标准与技术研究院在发布的《智能制造系统现行标准体系》报告中对定义了智能制造系统模型,其中也用MOM取代了MES,意味着美国对于制造运营管控认知的全面升级。

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图3:美国NIST智能制造系统模型

来源:美国NIST,南山工业书院翻译整理

国内MES供应商对于MOM理念的认知,也在进行探索和实践中。例如,武汉艾普工华推出了“MOM套件”,聚焦制造企业整体运营管理,并将其认定为数字化工厂整体解决方案的核心。

后记

MOM在实践层面上,未来仍有很大的发展与提升的空间。例如针对于维护运行、质量运行、库存运行管理的软件系统与功能的优化,诸如排产管理等MES高级应用功能模块提升与强化,以及MOM与其他软件系统之间集成与互联,都是MOM未来发展的方向。

作者:黄昌夏戚锋

  作者简介

  黄昌夏:西门子数字化工厂战略与数字化高级顾问,南山工业书院研究组成员,在数字化工厂、工业互联网、企业技术战略、智能制造市场发展与生态演进等领域具有独到的见解,业界人称黄小邪。

  戚锋:博士,西门子工业软件高级管理咨询顾问。


作者:admin 来源:未知 发布于2019-07-04 15:13
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