為集成項(xiàng)目的工業(yè)4.0——是指橫向集成增值鏈，縱向集成所有生產(chǎn)流程和系統(tǒng)，并且集成到自動(dòng)化層面。生產(chǎn)系統(tǒng)的逐漸細(xì)化并不意味著未來的工廠規(guī)模就會(huì)縮小，生產(chǎn)系統(tǒng)的控制會(huì)設(shè)計(jì)的更加詳細(xì)，從生產(chǎn)計(jì)劃和管理的角度來看，小生產(chǎn)單元的優(yōu)勢(shì)在于靈活性更高，且更容易優(yōu)化局部的生產(chǎn)。這種在整體化生產(chǎn)中單元式工作模式的關(guān)鍵在于：系統(tǒng)間的集成和標(biāo)準(zhǔn)化的自動(dòng)通信。

“智能工廠”的一個(gè)特征是可重新配置生產(chǎn)系統(tǒng)，它將對(duì)相關(guān)生產(chǎn)系統(tǒng)的屬性及參數(shù)進(jìn)行改變。生產(chǎn)管理系統(tǒng)（如生產(chǎn)控制）必須考慮這一點(diǎn)，所以新的生產(chǎn)管理系統(tǒng)始終需要更新那些會(huì)受影響的生產(chǎn)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)。受影響的系統(tǒng)不僅指的是本地系統(tǒng)，而且還包括所有生產(chǎn)過程中的其它各種系統(tǒng)。整個(gè)供應(yīng)鏈的資源供應(yīng)必須是可見的，并且在可用性方面要完全透明。

使用最先進(jìn)的信息系統(tǒng)管理生產(chǎn)

要符合實(shí)際的生產(chǎn)控制通常需要不斷更新數(shù)據(jù)信息，包括現(xiàn)有資源、資源的當(dāng)前特征以及今天和未來的訂單情況。通過深入集成ERP的計(jì)劃和實(shí)施MES的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的管理。計(jì)劃和生產(chǎn)之間的有效控制環(huán)路幫助生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)最高的目標(biāo)。在模擬系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過MES組件制定與目標(biāo)最匹配的假設(shè)場景。

當(dāng)前的生產(chǎn)狀態(tài)必須可以隨時(shí)獲取，而且數(shù)據(jù)可靠。對(duì)此有標(biāo)準(zhǔn)化的KPI指標(biāo)，與現(xiàn)在應(yīng)用有所不同的是：當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)偏差時(shí)以KPI指標(biāo)為基礎(chǔ)的計(jì)劃和執(zhí)行系統(tǒng)會(huì)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行干預(yù)并更正故障或提供建議消除偏差。通過連續(xù)評(píng)估生產(chǎn)的KPI指標(biāo)可以替代“事后分析”的生產(chǎn)控制方式。對(duì)此必須將實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)及自動(dòng)化技術(shù)與IT進(jìn)行深度的集成。

ERP和MES的集成

挑戰(zhàn)之處在于：在生產(chǎn)制造和計(jì)劃單元要求不斷細(xì)化的情況下，把企業(yè)層的（ERP）和車間生產(chǎn)管理層（MES）之間的各工藝接口進(jìn)行集成。ERP系統(tǒng)控制企業(yè)范圍的行政管理和商務(wù)流程，MES系統(tǒng)則與生產(chǎn)線緊密相關(guān)，用于持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)、記錄生產(chǎn)過程信息與技術(shù)參數(shù)。這些數(shù)據(jù)多種多樣：包括時(shí)間和數(shù)量信息、質(zhì)量數(shù)據(jù)、機(jī)器和設(shè)備狀態(tài)、故障及其原因。這些信息反映的是生產(chǎn)系統(tǒng)的狀態(tài)，反過來再對(duì)ERP系統(tǒng)中的生產(chǎn)計(jì)劃產(chǎn)生影響。

我們希望ERP和MES系統(tǒng)之間的界限在工業(yè)4.0環(huán)境下會(huì)不斷淡化，企業(yè)層會(huì)不斷地整合到車間的生產(chǎn)管理中。MES系統(tǒng)中的一些典型功能將在ERP系統(tǒng)中執(zhí)行，傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)的計(jì)劃任務(wù)將轉(zhuǎn)移到MES系統(tǒng)的詳細(xì)計(jì)劃中執(zhí)行。

如果是純粹的報(bào)表系統(tǒng)，則整個(gè)計(jì)劃控制權(quán)則留在ERP系統(tǒng)中，MES系統(tǒng)也會(huì)承擔(dān)制定部分詳細(xì)計(jì)劃的任務(wù)。在產(chǎn)能有約束的情況下，有限能力計(jì)劃方案會(huì)提供計(jì)劃的可選方案，幫助ERP系統(tǒng)執(zhí)行粗計(jì)劃。

高度靈活的生產(chǎn)系統(tǒng)

MES系統(tǒng)能非常精細(xì)地管理生產(chǎn)過程，根據(jù)單個(gè)系統(tǒng)組件提供的功能，與ERP系統(tǒng)的集成存在多種方式。通常來說，相互協(xié)調(diào)的且根據(jù)具體應(yīng)用要求量身定制的集成更具有優(yōu)勢(shì)。相應(yīng)的MES組件也有效地提升了目前開發(fā)應(yīng)用的計(jì)劃系統(tǒng)（如APS）的優(yōu)勢(shì)。生產(chǎn)過程的最新信息極大提高了計(jì)劃制定的精確性并幫助消除常見的故障。另一方面，MES系統(tǒng)復(fù)雜的詳細(xì)計(jì)劃組件能夠執(zhí)行上級(jí)ERP系統(tǒng)下達(dá)的粗計(jì)劃。通過這樣的方式可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的目標(biāo)。

除了產(chǎn)生相應(yīng)“智能工廠”的生產(chǎn)技術(shù)之外，項(xiàng)目下一步最重要一項(xiàng)任務(wù)是：開發(fā)供應(yīng)鏈中各個(gè)環(huán)節(jié)的集成解決方案。需要為“智能工廠”中的“智能對(duì)象”設(shè)計(jì)一個(gè)參考結(jié)構(gòu)，在未來“智能供應(yīng)鏈”中增加“智能服務(wù)”。這樣的參考結(jié)構(gòu)確保對(duì)流程的統(tǒng)一理解以及所有流程中各系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化互動(dòng)。所有行動(dòng)的目標(biāo)都是為了形成一個(gè)高度靈活、層級(jí)少且高效的生產(chǎn)系統(tǒng)。

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