制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)是工業(yè)4.0的關(guān)鍵要素。當所有生產(chǎn)過程都與整體操作相鏈接并同步時，制造商將擁有一個戰(zhàn)略工具，使他們能夠提高生產(chǎn)率，簡化成本，提高質(zhì)量并縮短產(chǎn)品上市時間。MES包含詳細的工廠底層數(shù)據(jù)和活動，通常在企業(yè)資源計劃系統(tǒng)和制造設(shè)備之間運行。它捕獲所有實時生產(chǎn)活動并跟蹤庫存以進行追溯。

　　基于云的計算的出現(xiàn)徹底改變了工程師可用的數(shù)據(jù)量和類型。它使他們能夠提取和分析大量信息，從而優(yōu)化裝配線的性能。美國國家標準技術(shù)研究院將云計算定義為“一種模型，該模型可實現(xiàn)對按需配置的計算資源共享池的便捷，按需網(wǎng)絡(luò)訪問，該資源可通過較少的管理工作或服務(wù)提供商交互而快速進行配置和釋放。”

　　根據(jù)制造業(yè)企業(yè)解決方案協(xié)會的說法，利用云功能從制造過程中收集數(shù)據(jù)是一種強大的工具，可以節(jié)省資金，優(yōu)化生產(chǎn)過程，加快項目實施并增強安全性。

　　軟件公司LLC的首席客戶官說：“基于云的系統(tǒng)帶來了諸如移動和整體連接之類的功能，無需內(nèi)部開發(fā)即可立即訪問。”LLC是一家銷售可在現(xiàn)有系統(tǒng)上運行的精益執(zhí)行系統(tǒng)的軟件公司。“不用內(nèi)部開發(fā)就可以使機器，人員，系統(tǒng)和工廠相互連接，云可以使它變得更加簡單，并允許您利用已經(jīng)可用的工具，將軟件公司嵌入您的運營中的日子即將結(jié)束。解決方案的發(fā)展是如此之快，以至于供應(yīng)商將能夠提供比制造商內(nèi)部更好的尖端功能。”

　　定義了云MES

　　通過互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器訪問基于云的MES系統(tǒng)。結(jié)果，它不需要昂貴的硬件，IT人員或冗長的實施過程。與通常需要復(fù)雜安裝的傳統(tǒng)本地MES系統(tǒng)相比，基于云的系統(tǒng)易于實施，并且總體成本較低。

　　技術(shù)研究公司供應(yīng)鏈技術(shù)研究總監(jiān)說：“從概念上講，基于云的MES與傳統(tǒng)MES沒有什么不同他們都有相同的任務(wù)，即幾乎實時地管理和控制制造過程。但是，任何MES系統(tǒng)都必須存在幾個核心功能，包括數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)可見性，調(diào)度，訂單執(zhí)行，程序執(zhí)行，報告和分析以及跟蹤。”

　　高級產(chǎn)品經(jīng)理表示：“好的MES系統(tǒng)可提供實時生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)，以指導(dǎo)、防錯并報告車間活動，以實現(xiàn)優(yōu)化的，響應(yīng)迅速的工廠運營和流程。這種統(tǒng)一的生產(chǎn)環(huán)境將支持工廠數(shù)據(jù)的單一版本和與企業(yè)范圍的主數(shù)據(jù)平臺連接的智能。云是MES的理想平臺，因為它具有內(nèi)在的連通性，可以輕松地將機器、人員、系統(tǒng)、設(shè)備和材料鏈接到該平臺，這些連接的豐富性可以實現(xiàn)更好的流程自動化，更好的可追溯性和質(zhì)量管理，以及分析應(yīng)用程序利用主數(shù)據(jù)的機會。”

　　“傳統(tǒng)上，MES是在內(nèi)部運行的，服務(wù)器，人機界面以及任何可能用于從機器收集數(shù)據(jù)的傳感器都物理地位于工廠中，如今，增加的帶寬和穩(wěn)定性已成為常態(tài)，這使MES擺脫了必須實際位于工廠的麻煩。現(xiàn)在，MES的許多組件都可以駐留在云中。這意味著在具有兼容OPC的現(xiàn)代PLC的制造環(huán)境中，MES的所有組件都可以駐留在云中，并通過公共云或私有云與機器進行通信。在設(shè)備較舊的環(huán)境中，仍然可以進行混合云部署，而MES服務(wù)器和分析都位于云中。但是，從計算機收集數(shù)據(jù)所需的任何硬件都是本地的。”

　　行動中的云MES

　　各行各業(yè)的制造商已經(jīng)實施了基于云的MES。而且，盡管存在誤解，但該技術(shù)并非僅適用于大型公司。

　　基于云的MES由于缺少這些公司中的IT基礎(chǔ)架構(gòu)和資源，因此更適用于中小型制造商，這種興趣是基于較低的總擁有成本，小的IT占地面積和相對較快的部署。小型制造商能夠?qū)Ｗ⒂诤诵臉I(yè)務(wù)，而不是管理IT基礎(chǔ)架構(gòu)，這使公司可以將其IT資源專用于支持其戰(zhàn)略目標。

　　云實際上以一種幾年前無法想象的方式，為中小型企業(yè)提供了復(fù)雜的MES解決方案。公司不再需要龐大的IT人員或昂貴的硬件和系統(tǒng)集成專業(yè)知識。基于云的系統(tǒng)還允許客戶配置設(shè)置和流程來滿足他們的個性化需求，從而消除了大型定制項目的需要，從而大大減少了初期和持續(xù)的支出。而且，由于云系統(tǒng)在所有客戶之間運行一條通用的代碼行，因此您每天都會獲得該解決方案的新版本。

　　S是一家專注于電子產(chǎn)品的領(lǐng)先合同制造商，這是利用基于云的MES推動其工業(yè)4.0戰(zhàn)略的公司的一個很好的例子。該公司已經(jīng)將超過25,000臺生產(chǎn)設(shè)備連接到云。S使用云MES對其整個運營過程進行實時制造可見性，過程控制和質(zhì)量控制。它是公司物聯(lián)網(wǎng)和制造自動化計劃的骨干。目前，基于云的MES已在全球15個國家/地區(qū)的50多個S工廠中部署，包括與高度復(fù)雜的表面貼裝生產(chǎn)和全自動生產(chǎn)線的完全集成。云MES也連接到公司的全球多層供應(yīng)鏈。

　　S工程師每天重新配置其裝配線，并每周管理大量計劃變更。實時監(jiān)控在制品，生產(chǎn)率和產(chǎn)量。當關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標低于設(shè)定的閾值時，文本警報將自動發(fā)送給工程師。對于某些生產(chǎn)線，可通過云MES連續(xù)監(jiān)控原材料水平，自動引導(dǎo)車輛將組件從自動化倉庫運送到補給工作站。

　　S首席信息官說：“利用基于云的MES連接自動化生產(chǎn)線，供應(yīng)鏈系統(tǒng)和工廠車間，可以極大地改善我們的業(yè)務(wù)運營。現(xiàn)在，團隊可以基于實時數(shù)據(jù)更快地做出決策。我們會自動通知制造團隊任何低于目標的生產(chǎn)參數(shù)， 質(zhì)量人員對使用強制布線的生產(chǎn)線以及經(jīng)過掃描和驗證的組件充滿信心。當生產(chǎn)人員進行證章掃描或登錄其工作站時，該系統(tǒng)還可以驗證電子培訓(xùn)記錄。”

　　另一個受益于云MES的制造商是A.，這是汽車安全系統(tǒng)的一級供應(yīng)商。目前，該技術(shù)已在27個國家/地區(qū)的82個設(shè)施中使用。A公司MES總監(jiān)表示：“基于云的技術(shù)可以更好地在網(wǎng)絡(luò)上進行交流和思想共享。注重質(zhì)量是我們的首要任務(wù)。我們在整個工廠網(wǎng)絡(luò)中看到了對問題的更快響應(yīng)，更多的責(zé)任感和更高的效率。”

　　結(jié)果包括對維護問題的響應(yīng)時間縮短了30%，運營可用性提高了5%，備件成本降低了12%。

　　重要技術(shù)

　　隨著制造商向工業(yè)4.0遷移并實施全數(shù)字化工廠，基于云的MES將扮演關(guān)鍵角色。

　　42Q首席技術(shù)官說：“第一家全數(shù)字化工廠已經(jīng)由集成了軟件平臺的公司實施，這些平臺將制造的各個方面聯(lián)系起來，從一開始的產(chǎn)品設(shè)計到工廠布局，制造過程的優(yōu)化以及交付后客戶的反饋。這種集成將制造過程的各個方面聯(lián)系在一起，包括計算機輔助制造，計算機集成制造和車間數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，而MES為所有這些數(shù)據(jù)提供了基礎(chǔ)。”

　　他指出：“這些軟件系統(tǒng)所要做的不僅僅是交易數(shù)據(jù)。他們消除了很多與生產(chǎn)管理有關(guān)的容易出錯的人工干預(yù)。下一代MES和自動化是數(shù)字制造和工業(yè)4.0以及數(shù)據(jù)分析和人工智能背后重要的驅(qū)動力。”

　　根據(jù)他的說法，基于云的MES的業(yè)務(wù)優(yōu)勢包括：

　　增強競爭力。對于一個高度依賴低薪地區(qū)來降低制造成本的行業(yè)，對云MES等數(shù)字技術(shù)的投資使高薪國家有史以來第一次與離岸制造中心競爭。這將使制造商能夠根據(jù)技術(shù)能力和接近消費者需求來選擇生產(chǎn)地點，而不是主要由工資決定的決定。

　　提高生產(chǎn)力。與包括人工智能系統(tǒng)在內(nèi)的先進自動化系統(tǒng)無縫集成的MES系統(tǒng)可以監(jiān)視關(guān)鍵的制造關(guān)鍵性能指標(KPI)，例如產(chǎn)量，生產(chǎn)能力和在制品水平。在一個工廠采用數(shù)字化和工業(yè)4.0原理的例子中，一次需要17名全職操作員的復(fù)雜操作減少到只有6位，輸出損失為零，質(zhì)量指標有所提高。

　　制造工藝優(yōu)化。由云MES啟用的實時流程控制是簡化流程的驅(qū)動力之一。與此同時，機器對機器的通信和集成系統(tǒng)將為價值鏈上的生產(chǎn)商，供應(yīng)商和其他利益相關(guān)者之間提供更大的合作機會。

　　無縫的記錄保存和可追溯性。通過云MES進行的無縫記錄保持將加快可追溯性，同時限制責(zé)任，保修成本，隔離和召回。

　　過去，MES技術(shù)僅應(yīng)用于材料的物理生產(chǎn)，包括模制，沖壓和機械加工。

　　對MES的定義已過時，現(xiàn)代云MES解決方案與工廠內(nèi)的所有系統(tǒng)集成在一起，包括倉庫和物料處理系統(tǒng)，庫存管理，甚至是運輸和接收系統(tǒng)。

　　對于裝配線操作，基于云的MES平臺可以幫助確保所有零件均在正確的時間位于特定的[工作站]，確保裝配操作的工作說明始終是新的，并進行裝配后測試指出：“結(jié)果準確記錄了裝配體序列號和所有子組件序列號，以實現(xiàn)跟蹤和跟蹤功能。”

　　工業(yè)之路4.0

　　基于云的MES的好處之一就是制造協(xié)作。傳統(tǒng)的MES專注于工廠優(yōu)化，工廠績效和工廠KPI。

　　基于云的MES使工程師能夠分析其整個制造網(wǎng)絡(luò)的性能，這不僅是為了進行比較，而且是為了提高靈活性和敏捷性。

　　目前，生產(chǎn)中收集的70%的數(shù)據(jù)從未離開過工廠車間，基于云的MES可以幫助使所有這些數(shù)據(jù)可用于顯示，分析和更好的決策。工業(yè)4.0和智能制造的主要原則圍繞著關(guān)鍵技術(shù)，例如大數(shù)據(jù)，社交網(wǎng)絡(luò)和分析，所有這些都可以通過云托管更容易實現(xiàn)雖然問題出在，MES是否適合或?qū)⒈粰C器學(xué)習(xí)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和智能制造取代，但事實是，無論未來的解決方案是什么，都始終需要管理執(zhí)行制造。

　　根據(jù)產(chǎn)品經(jīng)理所說，基于云的MES是將制造商推向工業(yè)4.0的平臺。他指出：“一切始于連通性。” 由于從一開始就設(shè)計了現(xiàn)代云解決方案以連接到設(shè)備，設(shè)備和其他系統(tǒng)，因此它確實將組織帶入了一個可以利用連接作為競爭優(yōu)勢的地方。當我們看到諸如噴氣發(fā)動機制造商銷售推力小時數(shù)或新車獲得現(xiàn)場軟件更新之類的東西時，必須將整個制造過程(從供應(yīng)商和原材料一直到現(xiàn)場成品的性能)聯(lián)系起來。

　　與云MES相連的制造還使組織可以通過收集和分析更多的機器數(shù)據(jù)或跟蹤設(shè)施中零件的運動來更深入地了解自身的運營效率。使用云計算，所有這些都是可能的，而且更重要的是，它具有成本效益。